随着国内外原油的劣质化、重质化，原油的预处理过程越来越受到重视。本文对微波在脱硫、脱镍钒、脱酸等原油预处理中的应用进行了研究，并对脱硫、脱金属的机理进行了探讨。 加工含硫原油对装置产生硫腐蚀，损坏设备、提高维护费用、缩短设备运转周期、降低产品质量，而且还会产生环境污染。针对含硫原油的脱硫进行了研究，考察了不同的脱硫剂的脱硫效果。过氧甲酸、过氧乙酸、BBPV和BPMC的脱硫效果较好，脱硫率分别达到18.6％、21.8％、28.5％和24.3％。试验表明，通过一系列的氧化反应，原油中的硫醇氧化为二硫化物，硫醚氧化为砜或亚砜，噻吩、苯并噻吩等噻吩类硫氧化成砜。化学脱硫反应条件温和，反应速度快，但反应产物是砜，不能用水洗的方法除去；通过微波诱导下的化学反应，提高原油中含硫化合物的分子极性，最终生成可溶于水的硫酸盐和亚硫酸盐。过氧甲酸、过氧乙酸和BBPV、BPMC本身氧化性较强，微波诱导强化脱硫后，脱硫率分别增至34.7％、33.3％、34.5％和43.3％。 在微波诱导脱硫实验中，加入硫酸铁铵，脱硫率有了明显的上升，最高脱硫率达到47.2％。主要是由于将高强度短脉冲微波辐射聚焦到催化剂表面上，由于表面金属点位与微波能的强烈相互作用，原油中的硫化物与受激发的表面点位接触时发生反应。测定了不同微波功率和不同微波照射时间下的脱硫率，考察了微波功率和微波照射时间对脱硫效果的影响。 原油中的含硫化合物主要是由硫醚和噻吩组成，苯并噻吩类硫和二苯并噻吩类硫在原油馏分中占有相当的比重，也是硫化合物中较难脱除的部分。BBPV、BPMC、过氧甲酸和过氧乙酸对苯并噻吩的脱硫率分别为28.5％、26.0％、29.4％和40.3％；对二苯并噻吩的脱硫率分别为51.6％、7.53％、52.3％和64.2％。对苯并噻吩模拟油的微波化学脱硫进行了动力学的初步研究。 本论文合成了NS系列脱金属剂和SCHB系列脱金属剂。对于胜利原油，N2Sa和N3Sa对镍、钒的脱除率较高，N2Sa的脱镍率达到19.0％，脱钒率达到24.1％；而N3Sa的脱镍率达到25.0％，脱钒率达到35.0％。对于伊朗原油，N3Sa的脱金属效果较好，脱镍率和脱钒率分别达到26.7％和33.3％，SCHB系列脱金属剂脱镍钒率普遍不高，SCHB2和SCHB4的脱镍率分别达到28.6％和22.6％。由于镍、钒卟啉结构比较复杂，络合反应的进行相对比较困难，在系统中引入微波，由于微波的热效应和非热效应可消除分子之间的作用力，脱金属效果有了明显的改善。对于胜利原油，加入N3Sa在微波照射的情况下，脱镍率由25.0％提高到62.8％，而脱钒率则由35.0％提高到76.9％。对于伊朗原油，加入N3Sa作为脱金属剂，引入微波照射后，脱镍率由26.7％提高到67.6％，脱钒率由33.3％提高到46.0％。 对高酸值原油的脱酸进行研究，以氨水、NaOH和Na2CO3为脱酸剂，考察最佳脱酸破乳反应条件。当原油中的环烷酸与氨水的摩尔中和比为1:3，搅拌15s，破乳剂用量40mg/1，LA42与LGA的复配比为1:1，电场强度1500V/cm时，脱后酸值达到0.70mgKOH/g原油。以NaOH作为脱酸剂，当温度为40℃，4％NaOH溶液与原油的体积比为1:4，搅拌60s时，加入非离子破乳剂LA4210mg/l和阳离子破乳剂LGA10mg/l，油水分离速度最快，脱酸效果好。用Na2CO3溶液进行脱酸处理，加入非离子破乳剂LA4220mg/l和阳离子破乳剂LGA20mg/l，搅拌时间45s，电场强度1500V/cm为其最佳工艺条件。 以氨水、NaOH和Na2CO3为脱酸剂，考察脱酸剂浓度、微波照射时间、微波照射功率等对原油微波脱酸的影响。分别以浓度为25％的氨水、2％的NaOH和2％的Na2CO3溶液为脱酸剂，在没有微波辐射的条件下进行试验，脱酸率分别为35.8％、80.4％和47.1％，而在微波辐射的情况下，脱酸率分别上升至46.9％、88.6％和57.6％。