随着世界上原油日趋重质化、劣质化及环保标准的日益严苛,使得原油的高效利用以及清洁油品的生产成为当前石油加工行业面临的重大难题,因此也推动了渣油加氢技术的飞速发展。渣油中的金属钒化合物无论是在运输、炼制还是在产品生产及应用上都会带来严重的问题,因此加氢脱钒技术备受关注。由于渣油组成结构复杂,且各成分组成性质上差异较大,所以目前以渣油为原料开展的加氢脱金属相关研究,无法形成统一的结论。将渣油分离富集为不同组分并分别开展反应动力学研究将会获得更加全面的认识,但相关研究鲜有报道。本文以委内瑞拉减压渣油为研究对象,采用溶剂萃取及柱色谱分离相结合的方法,将减压渣油分离形成卟啉钒和“非卟啉”钒两种不同的富集组分。结果显示,分离富集后卟啉钒占总钒元素的16.10 wt%,可以看出金属钒元素中卟啉钒所占份额较小。卟啉钒富集组分金属钒浓度为5156.09 μg/g,是原料的17.3倍,卟啉钒主要集中在极性为2.74-3.40之间的物质中。本论文应用固定床高压加氢微反装置对减压渣油及其卟啉钒、“非卟啉”钒富集组分进行了加氢实验,对加氢反应规律展开研究,得出三种原料的加氢反应动力学数据。结果表明,委内瑞拉减压渣油的加氢脱钒为2级反应,而两种钒化物富集组分的加氢脱钒则为1级反应。相同反应条件下,三种原料的HDV反应速率常数大小为:卟啉钒富集组分>“非卟啉”钒富集组分>减压渣油,三种原料HDV反应的表观活化能大小为:减压渣油>“非卟啉”钒富集组分>卟啉钒富集组分。可以看出,卟啉钒富集组分加氢脱钒反应活性最高。随后,对三种原料及加氢产物进行FT-ICR MS分析,减压渣油及卟啉钒富集组分加氢产物中均发现了CnHmN4V1O1类卟啉类化合物结构,而对于“非卟啉”钒富集组分加氢后产物仅在缓和条件下有少量检出,而苛刻条件下均未检出CnHmN4V1O1类卟啉类化合物结构。这进一步说明,两种钒化物富集组分HDV反应存在明显差异。最后,本论文还探究了三种原料在反应条件下的受阻扩散。通过改变催化剂粒径,得到三种原料的本征反应动力学数据,并计算相应条件下的有效扩散系数并探究温度对反应物在催化剂中扩散受阻程度的影响,实验结果表明随着温度的升高,扩散受阻越严重。