该项目将重油复杂多层次组成—结构—性质和超临界梯级分离复杂体系的研究进一步推向分子层次，发展了脱残渣油多级分离和残渣喷雾造粒、输送与分离的新方法，开发了重脱残渣油加氢处理催化剂、重油催化裂化、汽柴油加氢改质催化剂及工艺，为实现占我国石油加工总量40%的重油高效转化和优化利用提供技术源头。验收委员会专家一致认为，该项目以梯级分离为龙头、以催化转化为核心、以残渣的综合利用相配套的重油高效洁净转化新技术为路线，是将前沿基础研究和国家重大需求密切结合的典范。

在项目执行期间，各课题取得了大量研究成果：发表高水平论文250余篇，申请专利160余项（部分已经获得授权），培养博士、硕士研究生290余人，形成了一支具有一定国际影响力的重油高效转化与优化利用的研究队伍。另外，在中国石油辽河石化完成了1.5万吨/年重油梯级分离耦合萃余残渣造粒工业示范装置的运行，两个重油裂化催化剂进入欧美市场并在国内炼厂10余套装置推广应用，汽油加氢改质GARDES工艺成功应用于10家炼厂，柴油加氢FDS系列催化剂已成功应用于4套工业化装置。

重油梯级分离的核心在于，基于超临界流体对重油中“可转化”分子和“不可转化”分子的选择性分离能力，以最大限度地获得可供催化转化的原料为目标，尽可能地将“不可转化”分子富集在重油残渣中，并根据转化性能的优劣依次将“可转化”分子分离为催化裂化原料和加氢处理原料。因此，获得高选择性的分离溶剂体系、提高梯级分离过程的萃取效率及残渣与溶剂的分离效率、实现萃余残渣的综合利用就成为重油梯级分离过程开发必须解决的关键技术问题。

重油经梯级分离过程脱除残渣后，可以得到转化性能较好的催化裂化原料和转化性能较差的加氢处理原料(必须经过进一步处理才可作为催化裂化进料)，基于对重油梯级分离窄馏分中“可转化”分子与“不可转化”分子结构、性质、分布特点及其在催化转化过程中相互影响规律的认识，通过催化材料的创新和催化剂制备方法的创新，设计和制备适合于不同梯级分离馏分高效转化的催化剂及重油加工产品加氢改质催化剂，并发展相应的催化转化新工艺，是重油高效洁净转化的最终实现。

基于对重脱残渣油中烃类分子和非烃分子(主要是含硫、含氮化合物以及金属有机化合物)在分子水平上结构特征的认识，分别设计具有定向脱残炭、脱硫、脱氮和加氢裂化功能的催化剂孔结构与酸性能，发展精确调控催化剂载体孔结构、表面酸性、组分间相互作用强度及活性相粒子形貌和尺寸的方法；基于各反应器的反应深度及其对催化剂活性的要求，确定各催化剂金属组分的类型及含量，掌握金属组分的不同引入方法对于催化剂中金属活性组分状态及性能的影响规律，获得具有定向脱残炭、脱金属、脱硫、脱氮和加氢裂化功能的催化剂制备方法；研制配套的保护剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂、脱氮催化剂，考察各催化剂活性水平对产物性质的影响，确定各催化剂的适用工艺参数范围；基于上述催化剂系列，发展重脱残渣油加氢处理新过程。