摘要
随着全球能源的快速消耗，绿色可再生的能源发展已经变得越来越重要。而生物柴油作为典型的绿色能源，已经受到各个国家的重视。针对工业上生产生物柴油大多使用间歇式反应器，本论文设计了连续化釜式反应器、管式反应器和塔式反应器，并用酯交换的方法来制备生物柴油，实现连续生产。 研究了KOH催化甲醇分别与工业棕榈油、亚油酸甘三酯、大豆油，在间歇式釜式反应器中进行酯交换反应来制备生物柴油。结果表明大豆油的转化率最高。然后研究了串联釜式反应器中反应温度、停留时间、醇油比、催化剂种类及用量对大豆油转化率的影响。从而确定最佳反应条件：醇油摩尔比8∶1、反应温度65℃、KOH用量1%（wt%），反应时间1.5h，大豆油转化率达到96%。最后通过研究甘油分离对大豆油转化率的影响，结果表明连续化反应中，甘油不断分离，能促进反应的正向移动，使大豆油转化率提高到了96.5%。在优化反应装置上，实现了生物柴油连续化生产的目的。 设计了连续化管式反应器，通过装填散堆填料来增加油、醇两相的接触面积。研究了连续化管式反应器中反应温度、停留时间、醇油比、催化剂用量、填料对大豆油转化率的影响。优化后的反应条件为：55℃、醇油摩尔比7.5∶1、KOH用量1.5%（wt%）、停留时间1h，填料为θ环，大豆油转化率达到95.2%。 设计了连续化塔式反应器，并研究了连续化塔式反应器的停留时间分布，结果表明返混程度显著减弱。再研究了连续化塔式反应器中塔板数、电机转速、反应温度、停留时间、醇油比、催化剂用量对大豆油转化率的影响。优化的反应条件为：塔板数7块、电机转速200rpm、醇油摩尔比6∶1、KOH用量1.5%（wt%）、反应温度70℃、停留时间2h，大豆油转化率达到95.9%。通过对三种连续化反应器酯交换制备生物柴油的研究，得出了每个反应器最佳制备生物柴油的反应条件的优化工艺参数。
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