一种石化残余渣油处理装置，包括预热装置、布朗气发生器、鼓风机、多个点火装置、渣油输送泵、多个布朗气引燃喷嘴、多个布朗气助燃喷嘴、渣油雾化装置、高温混合引燃室和炉膛；预热装置的进液端输入渣油原料；预热装置的出液端连接渣油输送泵的进液端；渣油输送泵的出液端连接渣油雾化装置的进液端；渣油雾化装置设置在高温混合引燃室内；渣油雾化装置的进气端连接鼓风机的出气端；高温混合引燃室的出口连接炉膛的入口，炉膛入口处形成高温燃烧区；多个布朗气引燃喷嘴以及多个布朗气助燃喷嘴分别连接布朗气发生器。本发明中，被引燃的雾化渣油与足量空气通过高温助燃区时进一步充分燃烧，由此提高了渣油的燃烧程度和效率。