利用废弃油脂生产脂肪酸甲酯(生物柴油)是现今研究的热点。本文以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在固定床反应器中以油酸为例对酯化反应的合成工艺及动力学进行了初步探讨,并应用于高酸值大豆油、高酸值棉籽油皂脚脂肪酸。采用了二步法生产脂肪酸甲酯。第一步在该反应器中对高酸值油脂进行预酯化以降低其酸值,高酸值油脂中的游离脂肪酸和甲醇酯化生成脂肪酸甲酯;然后用氢氧化钾催化高酸值油脂中的甘油三酯和甲醇进行酯交换。对反应产物进行了性能测定。结果表明:在所采用的试验装置中,催化剂装载量为20g的条件下,合成油酸甲酯的最适工艺条件为:甲醇/油酸摩尔比2:1,反应温度60℃,进料速度为20 ml/h。在此条件下,油酸转化率可达99.43%。以拟均相模型对实验数据进行拟合,得出30℃、40℃、50℃、60℃下的正、逆反应速率常数。反应速率随温度的升高而加快,二者关系符合Arrhenius方程,该反应的活化能为60.687 kJ/mol。高酸值大豆油最佳酯化条件为:醇酸摩尔比2:1,反应温度60℃,进料速度3ml/min。该条件下大豆油酸值可降至1mgKOH/g以下。酯交换条件为:催化剂用量2%,醇油摩尔比6:1,反应温度60℃,大豆油甲酯收率可达95%。高酸值棉籽油皂脚的最佳酯化条件为:醇酸摩尔比2:1,反应温度60℃,停留时间80 min。在此条件下,皂脚酯化率可达94%以上。应用正交试验得出各酯化反应条件对酯化反应影响的主次顺序为:停留时间>醇酸摩尔比>反应温度,经酯交换反应,最终所得生物柴油产率为93%。产品主要性能指标达到美国生物柴油标准要求。