生物柴油是环保、可再生的“绿色”燃料,是优质的石化柴油替代品之一,成本较高是推广使用生物柴油的最大障碍。我国特有木本油料资源乌桕树,其果实种皮——乌桕脂(Chinese Vegetable Tallow,CVT)也叫皮油,脂肪酸组成简单,是制备生物柴油并生产高附加值副产品的优质油源。本文以乌桕皮油为原料油,采用水力空化强化醇油混合技术,建立了乌桕皮油制备生物柴油的生产工艺,考察并优化了工艺参数。在此基础上,以乌柏油生物柴油为原料,通过减压精馏得到了99.75%的棕榈酸甲酯(MP)和89.51%的油酸甲酯(MO)。研究了水力空化对酯化和酯交换反应的强化作用。结果表明,水力空化可以强化醇油互不相溶体系反应的传质过程,与传统的机械搅拌相比,反应达到平衡的时间缩短了1/2。研究发现,撞击流式水力空化可以进一步强化醇油混合,使反应达到平衡的时间缩短2/3。考察了水力空化操作方式以及甲醇用量对酯化和酯交换反应的影响。研究结果表明,采用多级水力空化串联的连续操作方式(每级水力空化后,物料在反应温度下静置20min),可以解决实际工业应用中单级循环操作带来的能耗问题。通过甲醇/催化剂循环利用,可以降低生产过程中甲醇和催化剂的用量。同时研究发现,甲醇用量的增加有利于酯化和酯交换反应的进行,但当甲醇用量增大到一定程度后,甲醇用量的增加对酯化和酯交换反应的促进作用减弱。生物柴油产品指标测定结果表明,其性能符合我国生物柴油(BD100)标准。本文采用的水力空化技术是一种高效节能的生物柴油制备技术,并且设备简单、易于工业放大,因而具有广阔的发展前景。