油页岩是世界上储量丰富的非常规化石燃料之一，油页岩的高质化利用成为当今能源领域的研究热点。本研究的创新点是模拟了同时包括干馏、加氢、费托合成三种技术的油页岩联产氢气和商用液体燃料的工艺。为了深入理解油页岩的加工过程，充分发挥联合工艺优势，提高实际装置效率，开展对油页岩提质的过程模拟、集成和分析研究意义重大。本论文主要针对油页岩联产氢气和液体燃料系统进行研究，对油页岩干馏、干馏气重整、页岩油加氢等关键单元进行模拟及集成，通过物流分析、能流分析、灵敏度分析和产品分布分析，提出油页岩综合利用的优化路线。主要研究内容和结论如下:　　(1)采用ASPEN软件对油页岩干馏过程进行了系统模拟和分析。首先采用物性方法估算得到油页岩非常规组分基本物性，基于过程分析，建立干馏反应动力学，采用RCSTR模型对干馏过程流化床反应器进行模拟计算，通过参数优化得到510℃条件下，液体收率最佳、能耗最低。其次，采用RGIBBS方法模拟了干馏残渣的的燃烧过程，通过调节操作变量获得燃烧过程的影响规律，在此基础上，对油页岩预处理-干馏-干馏残渣燃烧-油气分离单元的全过程进行系统集成，开展了干馏全过程的物流分析-灵敏度分析-能流分析。模拟结果表明，在最优工艺条件下（510℃，1 bar，74wt％废页岩回收率，33wt％干馏气回收率），可以得到31.6wt％的干馏气和68.4wt％的页岩油。　　(2)对干馏气净化及制氢单元进行了模拟分析。采用含ZnO的固定床工艺实现干馏气中硫的有效脱除，硫的脱除率高达99.5％。采用平衡反应模型对甲烷重整制氢过程进行了模拟分析，获得了温度，压力，蒸汽/碳比对重整制氢过程的影响规律，优化的制氢最佳条件为:压力22bar，温度950℃，蒸汽/碳比为4。在此基础上，对干馏气净化-蒸汽重整-水汽变化-变压吸附单元进行全过程模拟，及物流和能流的评价分析。模拟结果表明，90％以上的氢均可被回收利用，氢气产品和页岩油的系统能效分别为4.40％和49.59 (HHV％)。　　(3)模拟分析了页岩油的加氢提质过程。建立了页岩油各组分的加氢反应网络及反应动力学，开发了沸腾床和两段固定床的反应器模型，获得了各操作变量对加氢过程的影响规律，优化了反应条件。对加氢提质过程进行了物流-能流的模拟分析，计算得到高附加值的燃料收率分别为:中间馏分（68.97wt％），（柴油＞80％），石脑油（9.98wt％），低硫燃料油（19.21wt％）。各产品的系统能耗占比分别为:中间馏分54.54 (HHV％)，石脑油7.10 (HHV％)，低硫燃料油16.47(HHV％)。　　(4)对油页岩生产氢气和液体燃料的两种工艺进行了模拟，并对其产品组成和能量效率进行了对比分析。方案一为干馏后的页岩油经过加氢工艺得到液体燃料;干馏气经过蒸汽重整得到氢气。方案二主要包含干馏、干馏气蒸汽重整、页岩油加氢和费托合成。对两种方案进行了综合评价，进行了物流分析、能流分析和灵敏度分析。模拟结果表明，方案二的烃类油产率比方案一高0.95wt％，但氢气产量要高14.7％。方案二中的外界能耗比方案一要高20％;方案一的系统能效为43.45（HHV％），方案二的系统能效为43.16（HHV％）。