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生物柴油是以动植物油为原料制备的一种清洁含氧燃料的生物质可再生能源,具有闪点高、无毒、可降解、环境友好等优点,作为柴油代用品可直接在柴油机上使用。发展生物柴油可以减少对矿物燃料的依赖,降低对环境的污染,具有深远的社会效益和经济效益。以高酸值潲水油为原料,研究了聚合硫酸铁([Fe2(OH)n(SO4)(3-n)/2]m)和固体超强酸SO42-/ZrO2-Al2O3两种催化酯化反应降低原料的酸值(acid value, AV)技术,酯化后的低酸值油脂,通过碱催化进行酯交换反应,得到粗生物柴油。聚合硫酸铁催化酯化反应时,通过响应面试验设计优化酯化反应,结果表明,在最佳反应条件：反应时间6.0 h、甲醇用量108.7%(w/w,油重)、催化剂用量5.87%(w/w,油重)、反应温度80℃下,原料酸值可从96.22 mg KOH/g降至2.20 mg KOH/g,酯化率达到97.7%。研究了分子蒸馏法纯化粗生物柴油的方法,在110℃下,精制生物柴油得率可达到98.2%。固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3催化潲水油和粗甘油酯化反应时,通过正交试验优化酯化反应参数。结果表明,在反应温度200℃、甘油与游离脂肪酸摩尔比为1.4：1,固体超强酸用量为0.3%(w/w,油重)、反应时间4.0 h下,潲水油酸值可从88.39 mg KOH/g降低至1.42 mg KOH/g,酯化率达到98.4%。酯化后的低酸值潲水油通过碱催化法制备生物柴油。研究了固体超强酸SP42-/ZrO2-SiO2的制备工艺,研究表明,以硅藻土为载体,在陈化时间4.0h,50%硫酸用量30.Oml,焙烧时间3.0h,焙烧温度600℃条件下,制备的催化剂催化酯化反应酯化率可达到96.8%。采用添加降凝剂和乳化分离两种方法改善生物柴油的低温流动性。添加0.02%的聚甘油脂肪酸酯可使棕榈油生物柴油(palm oil biodiesel, POB)和潲水油生物柴油(waste cooking oil biodiesel, WCOB)的冷滤点分别从1℃和-10℃降低至-7℃和-16℃。采用乳化分离方法在最佳条件0.2%十二烷基苯磺酸钠(w/w,油重)、1.5%硫酸镁(w/w,油重)、150.0%水(w/w,油重)下POB冷滤点降至-5℃；在0.3%十二烷基苯磺酸钠(w/w,油重)、1.0%硫酸镁(w/w,油重)、100.0%水(w/w,油重)条件下WCOB冷滤点降低至-17℃。