随着环境问题和能源问题的日益严重,生物质能源的开发和利用越来越受到人们的关注。藻类水热液化制备生物原油是一种有前途的生物质能源生产方法。但是,该方法制备的生物原油含有较高的氮含量,不能直接用作燃料。文献中关于生物原油后续处理的研究主要集中在对生物原油作进一步的水热处理,脱氮效果不理想。由于生物原油中的氮分布于众多有机分子中,因此,脱氮过程不可避免地需要破坏整个分子结构。裂解是破坏分子结构的有效方法之一。对裂解过程研究之前考察生物原油的组成是非常必要的。本论文依据典型的生物原油全组分分析和热重分析构建了其真组分实沸点曲线,采用商业流程模拟软件对生物原油进行精馏切割模拟计算,顺便考察各馏分中的氮分布。结果发现生物原油中柴油馏分段所占比重较大;氮元素在各馏分中的分布较均匀,因此无法用精馏手段达到富集或去除目的。之后,利用源于石油基燃料研究中的组分替代原理,选用生物原油中的特征化合物配制了一种生物原油的特征化合物混合替代油品,用于生物原油裂解过程产物分布实验研究。生物原油替代油品裂解实验在裂解-气相色谱-质谱联用仪上进行,考察不同温度对生物原油热裂解产物的影响。结果发现生物原油是一种良好的裂解制低碳烯烃的原料,在650-850 oC的温度范围内,生物原油热裂解实验可以得到35-48%的总烯烃收率。生物原油裂解过程还会产生一定量的一氧化碳、氮气、水蒸气等无机化合物和甲烷、乙烷、苯等有机化合物。这一结果为生物原油的应用提供了新途径。生物原油热裂解过程的研究虽然取得了较为满意的结果,但较高的裂解温度仍然具有较高的应用“门槛”。为了降低裂解温度和调控裂解产物,本论文以HZSM-5分子筛为催化剂,在相同的反应装置上进行生物原油催化裂解实验研究,考察不同温度、不同硅铝比的分子筛催化剂对生物原油裂解产物的影响。研究发现HZSM-5分子筛对生物原油裂解过程具有很好的催化作用。在400-700 oC的温度范围内,高硅铝比分子筛催化剂条件下,可以得到50-74%的总烯烃收率。在350-650 oC的温度范围内,低硅铝比分子筛催化剂条件下,可以得到23-54%的总烯烃收率。通过引入HZSM-5分子筛催化剂,生物原油催化裂解的裂解温度较普通热裂解降低了200 oC左右,总烯烃收率却提高了大约20%。