重质油因其高粘度、高残碳、高氮、富含杂原子等特征使得重油运输和加工变得极其困难。尤其是富含的金属Ni和V对后续催化裂化产生十分不利的影响。本论文将超临界流体引入重质油热裂化,研究了重质油重组分的结构和反应体系的相态对其脱金属行为的影响。首先对比了氮气和超临界水热裂化脱金属行为,确认了超临界水介入对重质油热裂化的加速作用。然后在典型的超临界水环境下对两种重质油进行脱金属处理,并采用XRD、元素分析、核磁共振等表征手段对原料和产物进行分析。研究表明青岛减渣中具有更大簇团结构和芳香性的沥青质呈现优先缩合特性,并且金属Ni和V更集中在沥青质中。最终导致在相同金属脱除率下,青岛减渣比塔河常渣具有更大的液收。接着对比了相同条件下超临界水和超临界苯体系脱金属的行为差异,重质油在两种流体中分别呈现拟均相和均相结构。并且在超临界苯中脱烷基和缩合加速更明显。在超临界苯中前期的裂化作用使金属化合物均匀的分散于整个反应体系,而并非像超临界水体系一样富集在沥青质自组装体等重组分中。在苯体系即使出焦量达到30%以上时,其金属脱除率只能达到约50%。最后基于上述研究,对比了不同吸附剂在苯体系中吸附脱金属性能。相比于具有较大比表面积的MCM-41分子筛,平均孔径与沥青质簇团大小相近的改性高岭土在吸附脱金属上具有明显的优势。