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随着世界石油资源的逐渐枯竭和人们环保意识的逐渐提高，生物柴油以其环境友好、可再生的特点，受到了越来越广泛的重视，被认为是可替代石化燃料的重要能源。然而，由于原料成本和产品质量方面的原因，生物柴油的商业化受到了限制。以廉价的酸化油为原料生产生物柴油,不仅实现油脂精炼厂油脚料回收再利用，降低了生物柴油的生产成本，同时防止其处理不当产生的环境污染问题，具有良好的经济和社会效益。酸化油酸值较高，不能直接用均相碱催化酯交换反应，酯交换反应前必须先进行预酯化反应将酸化油的酸值降低到2mgKOH/g以下。本文以浓H2SO4为催化剂，用机械搅拌和超声辐射两种方式强化酸化油预酯化反应。结果显示，对于初始酸值为33.42mgKOH/g的酸化油，超声辐射下最优条件为催化剂用量1.8wt%(相对于油重，下同)，反应温度50℃，醇油摩尔比9:1，超声功率120W。在最优条件下反应180min，原料油酸值降到了1.71mgKOH/g；机械搅拌作用下最优预酯化条件为催化剂用量2.2wt%，反应温度55℃，醇油摩尔比12:1，搅拌速度500r/min。在最优条件下反应300min，原料油酸值降到了1.98mgKOH/g。和机械搅拌作用相比，超声辐射能大幅强化预酯化反应。根据反应动力学原理，建立了预酯化反应的动力学方程，并将超声功率P的函数引入动力学方程中。在超声辐射预酯化最优反应条件下，预酯化反应的动力学模型为：(Ae2A0k t1)/[(1e2A0k t)0.5(e2A0k t01)]，此时表观正向速率常数k A可表达为。表观正向速率常数kA会随着反应条件而改变，逆向速率常数很小，而且几乎不随反应条件发生变化。在90W，40KHz超声辐射下，以KOH为催化剂催化酯交换反应。采用中心组合实验（CCD）优化反应条件，并建立二次多项式回归模型。根据回归模型的预测，在醇油摩尔比8.48，催化剂用量1.012wt%，反应温度49.9℃的最优条件下反应时间44.75min，甲酯转化率将达到98.36%。为了验证模型预测的准确性，在最优条件下进行3次验证性试验，实验转化率的平均值为97.82%，实验结果与模型预测的相对偏差在5%以内。在间歇性实验的基础上设计、放大并制造了一套多频超声溢流槽连续式生物柴油中试设备。这种新型反应器能够强化预酯化和酯交换反应，提高甲酯转化率，缩短反应时间，实现生物柴油的连续生产。