生物质快速热解制备生物油,是生物能开发利用的重要方向。但热解生物油中含有酸、酯、呋喃、酚和醛类等含氧化合物,存在含水量高、黏度高、p H值低、热值低、热稳定性差等问题,需要进行提质处理。加氢脱氧（HDO）是生物油提质重要技术。当前对生物油加氢研究主要集中于催化剂改性,由于生物油的催化加氢过程反应复杂,产物多,对生物油加氢提质的热力学研究较少。本文主要使用Aspen Plus软件,对生物油模型化合物糠醛、含醛基混合组分、酚类化合物进行了加氢脱氧热力学研究,并对模拟生物油进行了加氢脱氧反应热力学及加氢工艺流程模拟分析。优化结果可为生物油加氢处理实际应用提供热力学参考。本文主要研究内容及结论如下。（1）对糠醛气相加氢脱氧过程进行了热力学分析。糠醛是生物油典型组分,也是农林植物废料水解的重要产物。糠醛加氢可转化为2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃等高附加值化学品。文中基于糠醛加氢转化机理,对糠醛气相加氢反应进行了热力学研究。计算了糠醛加氢反应热力学参数,讨论了反应条件对糠醛加氢体系平衡产物影响,并将计算结果与相关实验结果进行对比。结果表明,糠醛气相加氢反应较容易生成环戊酮、环戊醇,不考虑重排反应时主要生成2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃;当氢气不充足时,会得到较高的呋喃和四氢呋喃。（2）对糠醛液相原位加氢过程进行了热力学分析。分别选择甲醇和乙醇为供氢剂,对“醇-水-糠醛”加氢体系进行模拟,另外对甲醇同时作供氢剂和溶剂的糠醛加氢进行研究。结果表明,甲醇水重整供氢与糠醛原位加氢有很好的热力学适配性;甲醇同时作为供氢剂和溶剂时,2-甲基四氢呋喃有高收率。（3）对基于生物油的含醛基混合组分进行了加氢脱氧热力学分析。选取典型含醛基化合物:糠醛、5-羟甲基糠醛、戊醛、丁醛、肉桂醛、苯甲醛、对羟基苯甲醛和对甲基苯甲醛,按一定比例组成含醛基混合组分（简称混合醛）,对其加氢脱氧过程进行热力学研究。结果表明,温度为300～600 K时含醛基混合组分的加氢转化较完全,提高压力有利于提高原料转化率,但压力对提高醛基原料转化率影响的显著范围在0.1～3.0 MPa。（4）对基于生物油酚类化合物进行了加氢脱氧高值化热力学分析。对基于一定加氢机理的邻甲酚（又称邻甲基苯酚）和邻甲氧基苯酚（也称愈创木酚）,分别进行了加氢脱氧热力学研究,探讨了反应条件对邻甲酚和邻甲氧基苯酚加氢产物的影响。研究得到反应温度、压力和氢酚比对产物分布有影响。（5）对生物油模拟物进行了加氢脱氧反应热力学及工艺流程模拟分析。为得到生物油加氢提质综合效果,考虑生物油中含量高及具有代表性的酸、醛、酚、酮、醇、酯和糖组分,选取乳酸、丙二酸、苯甲酸、糠醛、肉桂醛、邻甲酚、邻甲氧基苯酚、丁香酚、羟基丙酮、乙二醇、乙酸乙酯和葡萄糖组成生物油模拟物。在氢气充足条件下,研究温度和压力对生物油加氢平衡产物的影响,并进一步分析生物油加氢工艺流程系统模拟效果。生物油加氢脱氧热力学结果表明:在300～500 K范围内及较高压力3.0 MPa,生物油加氢较完全。对加氢前后各类组分分析得到,加氢后醇质量分数约为40%左右,烷烃的含量约为26%,加氢可以有效提高生物油品质。生物油加氢工艺流程模拟结果得到:加氢系统中主要耗能设备为压缩机和预热器,可以通过降低氢气流量、增大换热器负荷、提高余热回收利用方式降低能耗。