生物柴油作为一种优质的清洁能源,在替代传统化石燃料方面具有广阔的前景,受到人们的广泛关注。生物柴油含有大量多不饱和脂肪酸酯,导致氧化安定性差,十六烷值低,限制了生物柴油的大规模推广应用。对生物柴油进行选择性催化加氢精制处理,将多不饱和脂肪酸酯部分氢化为单不饱和脂肪酸酯,可以在不大幅损失其低温流动性能的情况下,显著提高生物柴油的氧化安定性和十六烷值,并获得更好的润滑性能,从而达到提升生物柴油品质,并减少氢气消耗、降低成本的目的。本文针对目前油脂催化加氢提质工艺中存在的设备成本高昂、反应条件苛刻、催化剂易结焦以及工艺流程复杂等问题,提出了一种基于介质阻挡放电反应技术,在常温常压条件下对生物柴油进行选择性加氢提质的技术方案。以大豆油生物柴油为原料,氢气为供氢体,Raney-Ni为催化剂,进行了生物柴油选择性加氢提质的研究。系统探讨了电压、频率、气体流量等系统运行参数对反应器负载特性及工作性能的影响规律。在介质阻挡放电反应器中进行了大豆油生物柴油加氢提质的正交试验,研究了各工作参数对生物柴油加氢深度和选择性的影响规律。基于GC-MS检测结果,分析了生物柴油的加氢反应机理,并对生物柴油加氢前后的理化特性进行了对比分析研究。全文主要研究工作及内容如下:（1）氢等离子体-大豆油甲酯-催化剂三相放电反应体系的构建及性能研究。依据介质阻挡放电及等离子体化学反应原理,设计了同轴圆柱式气相放电生物柴油加氢提质反应器,探讨了电压、频率、放电区域长度等运行参数对DBD反应器的负载特性及工作性能的影响规律。研究结果表明,随着放电频率的增大,负载电压先升高后降低,在谐振频率点处达到最大值,此时放电功率也达到最大值,反应装置的能量输入密度最高;不同放电区域长度下的介质层等效电容和气隙等效电容曲线的拟合度均较好,说明放电主要发生在放电管内部有效区内,且在放电管的轴向长度上分布均匀。（2）DBD放电反应器电极评价及优选。综合考虑放电功率、电子密度和装置有效能量转化效率优选了工作电极。研究结果表明,相同负载电压时,采用大直径电极的DBD反应装置的放电功率较大、电子密度和比电子密度较大,单位输入功率下,能产生更多的活性粒子,放电装置的综合性能较好。（3）加氢催化剂性能评价及优选。进行了生物柴油选择性加氢提质的试验研究,以加氢深度和低不饱和成分的生成选择性为指标综合优选了反应催化剂。研究结果表明,Co-Mo/Al₂O₃作用下生物柴油的碘值下降率最大,但多不饱和成分主要转化为完全饱和产物,不利于生物柴油的低温流动性;而Raney-Ni对生物柴油中的多不饱和成分的转化最高,产物的低不饱和成分生成选择性更好。（4）工作参数对生物柴油加氢深度及选择性的影响规律研究。以输入电压、气体流量、液相循环流量、反应时间为自变量,进行了四因素四水平正交试验,研究了各反应参数对生物柴油加氢深度及选择性的影响。研究结果表明,生物柴油的加氢深度随着输入电压和气体流量的增加先快速上升后缓慢下降,随着液相循环流量和反应时间的增加先快速上升后保持稳定;生物柴油的低不饱和成分生成选择性随着输入电压、气体流量及反应时间的增加均呈现先快速上升后缓慢下降的趋势,随着液相循环流量的增加先快速上升后保持稳定。试验获取的样品最大碘值下降率为58.3%,高不饱和成分含量降低了36.54%,低不饱和成分含量增加了28.41%。（5）生物柴油的加氢反应机理探究及动力学建模和计算。研究结果表明,在介质阻挡放电作用下,氢气分子与高能电子之间强烈的非弹性碰撞产生了包含氢自由基、正负离子及激发态原子等活性物质的氢等离子体,氢等离子与生物柴油接触发生了不饱和C=C键的加成反应、加氢脱氧反应以及加氢脱羧基反应。生物柴油主要成分的加氢反应可用拟一级反应模型来描述,多不饱和脂肪酸酯转化为低不饱和脂肪酸酯的反应速率大于低不饱和脂肪酸酯转化为完全饱和脂肪酸酯的反应速率,在气相放电反应条件下,生物柴油加氢反应具有很好的低不饱和脂肪酸酯生成选择性。（6）氢化对生物柴油理化特性的影响规律研究。研究结果表明,生物柴油经选择性加氢提质后十六烷值由47.9升高至61.2,低位热值由37.6MJ/kg提升至39.1MJ/kg,着火性能得到改善,能量密度提升,有助于柴油机动力和经济性能的提升;对加氢前后生物柴油进行的综合热分析对比研究表明,加氢后生物柴油的起始失重温度比原油增加20.53℃,但其放热率峰值提高了4.22W/g,放热率峰值温度减小了25.23℃,且燃烧持续期缩短,放热时段更加集中;加氢提质后生物柴油的运动黏度有所增加,低温流动性能略有下降,但仍优于0#柴油,反应时间为1.5h时生物柴油的氧化安定性和低温流动性能得到较好的平衡,生物柴油的综合品质得到明显的提升。