随着化石燃料的日益枯竭，以及日益严重的环境问题，人们越来越重视可再生能源的开发和利用。生物柴油具有绿色、安全、可再生、与普通柴油燃料特性相近的特点，被认为是最好的石油化石燃料的替代品。目前广泛使用的制备生物柴油的方式为均相碱催化法，但是均相碱催化法会带来皂化反应、产物分离困难、大量的废液等问题。非均相碱催化法具有催化剂可以重复使用、环境友好、产物分离容易的优点，因此研究固体碱催化酯交换制备生物柴油对实现生物柴油的大规模工业化生产有着重要的意义。本文以固体碱催化棕榈油与甲醇酯交换反应作为主要研究对象，对生物柴油采用气相色谱-质谱联用测定其主要成分，得出生物柴油中的脂肪酸甲酯主要有以下五种：肉豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯和硬脂酸甲酯。并建立外标法测定脂肪酸甲酯产率的分析方法。采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂KF/MgO，并且用于棕榈油制备生物柴油的酯交换反应中，对催化剂进行表征，表明催化剂具有较好的活性和稳定性。当KF的负载量为65%，煅烧温度为500℃，煅烧时间为4h的条件下的催化剂的活性和稳定性较高。在优化固体碱制备生物柴油的酯交换反应的研究中，分别研究不同醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量、反应时间和催化剂重复使用性能条件下的酯交换制备生物柴油的收率。研究表明反应温度为60℃，醇油摩尔比为15:1，催化剂500℃煅烧后的65%KF/MgO，催化剂用量5wt%，转速为900rpm反应5h的条件下，生物柴油的收率达到91.33%。研究D296R强碱型阴离子交换树脂在反应釜装置内的酯交换反应，分别研究不同醇油摩尔比、温度、催化剂用量、反应时间和催化剂重复使用下的酯交换制备生物柴油的收率。采用L9(34)正交试验方案，确定了最优的反应条件。最佳反应条件为反应时间3h，反应温度为55℃，醇油摩尔比为12:1，在此反应条件下，转速为800rpm时进行转酯化反应，此时生物柴油的收率为99.34%。研究D296R催化剂在固定床内的酯交换反应，分别研究了不同醇油摩尔比、反应温度、反应停留时间因素对酯交换反应的影响。研究表明反应停留时间对生物柴油的收率影响很大。研究表明在醇油摩尔比为9:1时，反应温度为55℃，反应停留时间为1h时，酯交换制备生物柴油的收率达到89.54%。