生物柴油来源于可再生资源，具有无污染、高生物降解性、高闪点、低CO2排放等众多优点，由于其对柴油发动机的完美适应性可以作为石化柴油合适的替代品;而生物柴油的下游产品脂肪酸甲酯磺酸钠盐(MES)被誉为“第三代阴离子表面活性剂”，可以替代现今主流的阴离子表面活性剂，作为日化产品的主要活性成分。随着石化资源的日益减少，石化柴油及石化产品衍生物急需寻找合适的替代品。目前多数生物柴油由可食用油通过碱催化制得，但是原料价格过高成为生物柴油发展的瓶颈，为此本文开发了MnO2/γ-Al2O3固体酸催化剂，在管式固定床反应器中以高酸值油为原料制备生物柴油。考虑到现有MES的制备工艺能耗很高，反应时间长，不能连续化生产，操作费用大，与烷基苯磺酸钠盐(LAS)相比，MES的制备成本仍然不具备竞争优势，所以本文接着在降膜微结构反应器(FFMR)中对加氢棕榈油甲酯进行了磺化，在管式反应器中进行了老化，并计算了脂肪酸甲酯与SO3磺化的动力学方程，还将微通道反应器应用于加氢棕榈油甲酯磺酸的漂白和中和，实现了微通道反应器中高质量MES产品的连续制备。具体开展了如下工作:　　首先，通过浸渍法制备了不同MnO2负载量（5 wt％，10wt％，15wt％和20w t％）的MnO2/γ-Al2O3催化剂，并对催化剂进行了XRD、BET、NH3-TPD和CO2-TPD表征。XRD结果表明15wt％MnO2/γ-Al2O3催化剂结晶度最佳;由BET结果可知，催化剂的比表面积、孔容和平均孔径均随MnO2负载量的增加而减小;NH3-TPD结果表明催化剂的酸性随MnO2负载量的增加而增加;CO2-TPD结果说明催化剂的碱性较弱，且碱性来源于γ-Al2O3。将MnO2/γ-Al2O3催化剂填充在管式固定床反应器中，分别使用油酸、大豆油和油酸/大豆油为原料制备生物柴油。结果表明，15 wt％ MnO2负载量的MnO2/γ-Al2O3催化剂对油酸的酯化和大豆油的酯交换都具有最佳的催化活性。反应温度和压力对油酸的酯化和大豆油的酯交换都有较大的影响。此催化剂对各种酸值的酸化油都有较佳的催化效果，使用60 wt％油酸含量的油酸/大豆油为原料，在200℃，4.0 MPa，醇油摩尔比27∶1的反应条件下，可以得到98.1％的FAME收率和96.8％的油酸转化率。在管式固定床反应器中使用油酸/大豆油为原料进行连续运行60 h的考察表明催化剂具有良好的耐水性和稳定性。　　随后，以氢化棕榈油甲酯和SO3为原料在降膜微结构反应器(FFMR)中进行了磺化，接着在管式反应器中进行了老化，再经过漂白和中和制得了MES。磺化阶段考察了ME流量、通道尺寸、N2流量、SO3与ME摩尔比和磺化温度的影响;老化阶段考察了SO3与ME摩尔比、老化停留时间和老化温度的影响。结果表明ME流量在液泛和非液泛条件下对ME转化率和α-MES含量都没有明显影响。磺化阶段di-salt含量随着ME流量、通道尺寸、SO3与ME摩尔比和磺化温度的增加而增加，而随着N2流量的增加而减少。老化过程中，ME转化率、α-MES含量和di-salt含量随着SO3与ME摩尔比的增加而增加。1H NMR分析结果表明脂肪酸甲酯磺酸(α-MESA)主要是在FFMR中的磺化过程形成的，而磺化在常规降膜反应器(FFR)中进行时，α-MESA主要是在老化过程中形成的。反应条件为:ME流量2 mL/min，通道尺寸300×100μm，SO3与ME摩尔比1.2，N2流量900 mL/min，磺化温度85℃，老化温度90℃和老化停留时间19.7 min，得到最终产物中α-MES含量为86.3％，di-salt含量为1.2％。　　为了得到ME与SO3的反应动力学方程，以等摩尔比的ME和SO3为原料在FFMR中得到磺化产物在管式反应器中进行了老化。结果表明老化产物中ME含量的倒数1/CME与老化停留时间呈线性关系，可知ME与SO3在管式反应器中的反应为二级反应。由此得到3 mm管式反应器中的反应动力学方程为:-r=kCMESO3，k=864.95e-3.99×104/RTm3·kmol-1·s-1;2mm管式反应器中的反应动力学方程为:-r=kCMECSO3，k=1941.02e-4.23×104/RTm3·kmol-1·s-1。可知反应活化能在39.9-42.3 kJ·mol-1之间，反应在2mm管式反应器中的反应速率较3 mm管式反应器快。而以优化的磺化条件下得到的磺化产物分别在3和2 mm管式反应器中进行老化验证了这一结论。管式反应器内径较小，主反应的速率较大，同时γ-Al2O3生成副产物的反应速率也增加，使产品MES中生成大量的di-salt，这些结果表明老化适合在3mm管式反应器中进行。　　最后，在微通道反应器中使用过氧化氢/甲醇溶液对磺化产物MESA进行了漂白。结果表明，交叉趾型玻璃微结构混合器、T型玻璃微结构混合器和内径0.58 mm T型三通混合器的混合效果明显优于2mmT型三通混合器，可以得到较好的漂白效果。过氧化氢/甲醇溶液流量较低和漂白温度较高时，产品MES中di-salt含量较高。由此得到的优化漂白反应条件为:MESA的流量2 mL/min，过氧化氢/甲醇溶液流量0.6 mL/min，0.58mm T型三通混合器，漂白温度60℃，停留时间10 min。接着在微通道反应器中使用NaOH溶液对漂白后的MESA进行中和。结果表明di-salt含量随着NaOH溶液质量百分浓度、产物pH值和中和温度的增加而增加。优化的中和反应条件为:0.58 mm T型三通混合器，20 wt％ NaOH溶液，产物pH值7-9，中和温度50℃，停留时间7.5 min，制得的MES产品α-MES含量为86.2％，di-salt含量为1.2％，色度为120 Klett（5％活性物浓度）。