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均相酸、碱催化法是目前工业化制备生物柴油的主要方法,其优点主要体现在催化剂简单价廉、生产设备要求低和易于放大等,但仍有许多关键工艺、技术问题亟待解决:废弃油脂酯化酯交换反应后因原料油酸值不同、颜色深而无法判断酯化反应级数、分层界面及油相位置;废甘油中碱催化剂KOH不能合理回收利用;酸洗水洗脱除粗生物柴油中碱催化剂KOH过程产生大量废水;酯交换反应后体系中过量甲醇脱除最佳温度的确定;废弃鱼油脂制备生物柴油如何提高产品碘值等。针对上述关键工艺、技术问题,本文主要内容及取得的成果和结论如下:(1)利用不同酸值原料油进行酯化酯交换反应,考察原料油酸值对反应前后油相体积变化、密度变化及分层规律的影响,结果表明:原料油经酯化酯交换反应后,油相的体积增长主要是发生在一级酯化,反应后油相体积增长率在10-15%左右;一级酯化后油相的体积增大率随原料油酸值的增大而增大;酸值小于120mgKOH/g时,一级酯化分层后油相在下层,甲醇相在上层;酸值大于120mgKOH/g时,油相在上层,甲醇相在下层。(2)利用废甘油中碱催化剂KOH中和不同酸值原料油酯化反应后油相,通过测量油相KOH浓度考察不同酸值原料油的KOH回收效果,进一步考察了 KOH的用量对酯交换反应的影响,结果表明:酸值为100mgKOH/g的原料油对废甘油中碱催化剂KOH的回收利用率最高,在后续的酯交换反应只需添加油相甘油三酯重量的0.3%的碱催化剂KOH,甘油三酯可转化完全。(3)提出以生物柴油副产物甘油为萃取剂脱除粗生物柴油中碱催化剂KOH的新工艺,测定了不同温度条件下KOH在甘油和精制生物柴油中的溶解度,考察了 KOH浓度、有无甲醇和原料油种类对KOH在甘油/生物柴油体系中的分配系数的影响,结果表明:KOH在甘油中属于易溶,而在精制生物柴油中属于微溶,甘油可作为KOH的优良萃取剂;随着甘油/生物柴油体系中总KOH浓度增大,KOH在甘油/生物柴油体系的分配系数K逐渐减小;甲醇的存在,减小了 KOH在甘油/生物柴油体系中的分配系数;原料油中的杂质成分对KOH在甘油/生物柴油体系的分配系数K影响较大,制备的粗生物柴油中皂化物、胶质越多,分配系数越小。(4)针对粗生物柴油甲醇的脱除及后续保温分层过程可能发生酯交换可逆反应降低甲酯得率的问题,对甲酯、甘油和KOH的混合体系进行不同温度下的简单蒸馏及不同升温速率下的热重分析,结果表明:混合体系在受热时温度超过150℃会发生酯交换逆反应,生产甲醇;热重分析也表明混合体系的初始失重温度在150-180℃之间,最大失重温度为190-230℃之间,综合简单蒸馏和热重分析,粗生物柴油脱除甲醇温度控制在150℃以下较为适宜。(5)利用高碘值废弃鱼油脂制备粗生物柴油,在高温高真空蒸馏装置上获得不同沸程的生物柴油产品,通过GC-MS对产品进行定性、定量分析,结果表明:在高真空条件下,低沸程的鱼油生物柴油馏出物主要为 C14-0、C16-0、C16-1、C18-1,碘值(124)低于原料油(176);高沸程的鱼油生物柴油馏出物主要为C16-0、C18-0、C20-1、C20-4、C20-5、C22-1及C22-6,碘值(270)高于原料油(176)。工业上用鱼油生产生物柴油碘值低的原因有两方面:一是未能保证高真空;二是高沸点高碘值的生物柴油成分未蒸出。