渣油是原油一次加工后蒸馏塔底剩余的最重的组分,属于典型的重质油,其组成复杂、黏度高、H/C比低、残炭值高,且含有镍、钒、铁、钙等金属,S、N等杂原子化合物以及胶质、沥青质等非理想组分,因此加工和利用难度较大。为满足市场对轻质油以及优质车用燃料油不断增长的需求,采用轻质化方法将渣油转化为汽油、柴油、煤油等轻质油品是一种有效的利用途径。目前,渣油加氢是解决重油深加工较为合理和有效的方法,可以同时满足石油加工的轻质化和清洁化要求。然而,加氢工艺需要在高压、氢气作为氢源的条件下进行,装置投资大和原料适应性较差的问题亟待解决。重油催化蒸汽裂化过程可视为在水蒸气气氛下进行的催化裂化反应,可在常压条件下操作,该过程的关键在于开发出能够催化大分子裂解、分解水产生活性氢和活性氧,同时抑制积炭生成的催化剂。本文采用共沉淀法分别制备了不同金属含量的Zr改性和Ce、Zr改性氧化铁催化剂,通过比表面积和孔径分布、晶型表征、Raman光谱分析等对催化剂进行表征,并在固定床反应器内研究催化剂对常压渣油催化蒸汽裂化提质效果的影响。结果表明,采用金属助剂改性的催化剂具有更好的轻质化效果,催化剂活性受CeO2和Zr O2掺杂量的影响,当掺杂量达到某一比例时,轻质油收率出现极值,Zr改性和Ce、Zr改性催化剂得到的轻质油收率最大值分别为43.7 wt.%和47.9 wt.%。论文工作中还研究了反应温度、催化剂装填量与渣油质量流率比(剂油比W/F)以及水油比等工艺参数对渣油催化蒸汽裂化效果的影响。结果表明,在反应温度为500℃、剂油比W/F为3.1 h时,液态产物收率与催化剂性能间实现了最佳的组合效果,轻质油收率最大;而在水油比为3时,催化剂分解水产生活性氢和活性氧的效率最高。对催化剂再生性能进行考察发现,再生后的催化剂轻质油收率略有下降,但仍保持较高催化活性。