生物柴油可研报告(编辑修改稿)

生物柴油可研报告(编辑修改稿)内容摘要：

料质量指标 （ 1） 废油脂 废油脂主要由 50%60%的脂肪酸、 1020%的甘油三酯和其它一些如植物蛋白、卵磷脂、炭化胶质以及饭菜残渣等组成，其中只有脂肪酸和甘油三酯（包 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 18 括单甘酯和双甘酯）可以用来制备生物柴油，而其它组分可用作生产植物沥青的原料。 废油脂中酸化油中脂肪酸的分子式可表示为 ROOH，其中 R 的含义为含1 18 或 20个碳的直链烷烃，通常 R还含有 1到 2个双键。 废油脂基本成分组成见下表 废油脂成分一览 表 组成 脂肪酸 甘油三酯 水 植物蛋白等 其他杂质（饭菜残渣） 成分 % 50%60% 1020% 1020% 5%10% 4%8% （ 2） 甲醇 分子式： CH3OH，分子量： ，熔点： ℃ ，沸点： ℃，蒸汽压：℃， 闪点： 11℃，外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味，溶解性：溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。 （ 3） 催化剂 该项目催化剂为专利技术产品，主要成份为沸石、氢氧化铝、烷基磺酸等，根据企业提供资料显示，催化剂 以硫酸、磷酸为主成分， 显酸性，不含有重金属等物质。 第四章 工艺技术方案 167。 工艺技术方案的选择 一、 国内、外工艺技术概况 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 19 生物柴油制备的方法有四种 :直接使用 ,混合 ,热解 ,酯交换和微乳法。 欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用，我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。 研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。 目前各方面的研究都取得了阶段性成果：海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司和山东省农科院研究 所都已开发出拥有自主知识产权的技术，相继建成了规模超过万吨的生产厂，这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。 目前生物柴油主要用化学法生产，采用植物和动物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸或碱性催化剂和 130150℃下进行酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。 化学酯交换反应中一般采用酸或碱作为催化剂，催化剂将植物油酯交换制备脂肪酸甲酯、脂肪酸酯，有很高的收率，而且价格低廉易得。 但是它也存在着明显的缺点：①酯交换要分两步完成，第一步中和游离酸，除去水分并使催化剂分散均匀：第二步加热到比较高的温 度进行反应。 ②在条件选择不当时，可能发生几何或位置异构，导致收率降低。 ③ 在后处理过程中需要洗涤，产生工业废水，造成环境污染，使 后处理复杂化。 化学法的酸催化剂一般为磷酸、硫酸、盐酸和有机磺酸。 酸作催化剂时，需要较高的温度，酸催化反应是可逆的，耗能多且收率较低，不过当植物油为低级油时，在酸性条件下酯转化反应更完全。 化学法合成生物柴油其优点是反应时间短，成本较低。 但是它也存在以下缺点：工艺复杂，醇必须过量；反应物中游离脂肪酸与水的存在对酯交换反应有妨害作用；过量的醇必须回收，所 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 20 以必须有相应的醇回收装置，而且能 耗高，产品的色泽较深，生成过程有废碱液排放。 为解决上述问题，人们用生物酶催化法合成生物柴油，即用动植物油脂和甲醇 (或乙醇 )等低碳醇缝通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸酯。 酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染物排放；副产品甘油的回收较易，操作方便；反应物中的游离脂肪酸能完全转化成酯等优点，但由于低碳醇对酶有毒性，致使酶法转化率低 (低于 90％ )，生产成本高，难以进行工业化生产。 二、 本项目 原料路线 该项目以废 动植物 油脂（或地沟油）和甲醇为原料。 三、 本项目 工艺技术方案说明 本项目采用目前生产生物柴油的 普遍方法 —— 化学法生产：植物和动物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在催化剂的作用下，进行酯化反应生成脂肪酸酯生物柴油。 该项目以废油脂（或地沟油）和甲醇为原料，利用自主研发的一次性复合催化剂生产生物柴油。 工 艺转化率高，产品质量好，并且污染物产生较少，达到同类研究国际领先的水平。 生产工艺分四步进行：预处理、酯化、甘油精制、生物柴油精馏。 （ 1）预处理 将废弃油脂加入到脱油罐中，通入 加 90～ 95℃热水，并不断搅拌，使油脂中的磷脂等溶解在水中形成分液层。 磷脂和水的混合物由罐底排出，作为副产品皂脚。 脱胶油后的油脂通过凹凸 棒土吸附，去除色素以及恶臭杂质。 棒土每 10 天 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 21 更换一次，更换下来的棒土经过挤压释放出滤带的油脂，油脂送到脱油罐再次使用。 棒土作为废弃物。 脱色后经过加热去除原料中水分，然后用泵打入脱酸罐，升温分离出游离酸。 最后经过过率去除植物蜡，得到标准原料油。 预处理过程中，产生的磷脂、游离酸以及植物蜡等作为副产品皂脚出售。 （ 2）酯化反应 标准原料油与甲醇经静态混合器充分混合后再与催化剂混合，然后进入合成反应器。 混合物料在反应器内经加热盘管通蒸汽加热并控制反应压力（正压），在甲醇大量回流，搅拌器充分搅拌混合的环境下，反应 时间控制。 经化验分析合格后，结束合成反应，向盘管内注入循环冷水，迅速冷却并停止搅拌。 酯化反应主要是动植物酸与甲醇反应生成甲酯和水；甘油酯中丙三醇被甲醇取代，生成低碳链甲酯和甘油。 酸化油中脂肪酸的分子式可表示为 ROOH，其中 R 的含义为含 1 18 或 20个碳的直链烷烃，通常 R 还含有 1 到 2 个双键，酸化油加工生物柴油的反应方程式为： 由脂肪酸到生物柴油的反应式为： RCOOH + CH3OH = RCOOCH3 + H2O 由甘油三酯到生物柴油的反应式为： C3H5(RCOO)3 + 3CH3OH = RCOOCH3 + C3H5(OH)3 反应混合物沉降分为甘油相和甲酯相，经离心机分离。 甘油相（粗甘油、水、碱）去碱液分离罐；粗柴油到高位粗柴油中间罐。 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 22 （ 3）柴油精馏 粗柴油由柴油中间罐自流（自动液位控制）到柴油水洗塔（塔顶压力 、温度 45℃），被来自中和塔饱和盐水充分洗涤。 混合液自流到柴油分液罐，上层精制柴油干燥后经泵打至精馏系统， 下层富含甲醇、碱液的饱和盐水的混合液经泵送至甲醇精馏塔。 精馏系统由减压分子精馏塔 减压分子精馏塔 2 和精馏塔 3 组成。 精制柴油首先进 入减压分子精馏塔 1，塔顶压力保持低 ，控制温度，在大回流比（ 15:1）情况下，塔顶馏出富含维生素 E 和胡萝卜素的柴油进入减压分子精馏塔 2（占进料 30%左右）； 塔底 馏出富含植物沥青的柴油进入柴油精馏塔 3（塔顶压力 ，温度 80℃）进一步精馏，分离出生物柴油，直接出装置至罐区。 减压分子精馏塔 2 进一步将富含维生素 E 和胡萝卜素的柴油在大回流比30:1 情况下提纯。 塔底 分离的生物柴油至罐区；塔顶馏出高含维生素 E 和胡萝卜素的柴油进入塔 3 精馏，塔 3分离出的柴油装罐。 精馏过程中在减压分 子精馏塔 3 和柴油精馏塔产生精馏残液，作为副产品皂脚外售。 经甲醇精馏塔精馏后的甲醇循环使用，甲醇精馏塔塔底液经泵至中和塔（塔顶压力 ，温度 45℃）。 （ 4）甘油精制 粗甘油及生成水进入碱液分离罐分离后，再经过干燥后得到甘油产品。 碱液分离罐分离的碱液多次循环使用后与甲醇精馏塔塔底液一起打入中和塔。 中和塔混合液经过 H2SO4 中和后部分循环使用，多余部分回用于原料油预处理 ——水化脱胶油工序。 工艺流程简图 见 34 页 ： 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 23 四、 本项目 技术 特点 在生物柴油方面，国内外已经建立的生产装置，普遍采用的化学生产工艺制备 生物柴油存在的问题：①操作麻烦、能耗高；②反应过程使用过量的甲醇、油脂；③原料里的游离酸和水严重影响生物柴油的质量和得率问题；④生产中污染严重。 该项目生产工艺实现了了生物柴油产品的经济、高效、清洁生产过程，在多项生产技术方面取得了突破，主要体现在： ①常温常压下生产，解决了传统生物柴油生产过程中需要高温高压的弊端，生产成本低，转化率达 95%，生产过程安全无危险。 ②采用固体催化剂技术，生产过程绿色环保，污染物产生量大大降低，解决了传统生物柴油生产过程不连续的问题。 ③采用超临界流体动力学技术，生产过程 连续，解决了传统生物柴油生产过程不连续的问题。 项目工艺特点： 该项目技术方法新颖、工艺路线合理，经济、生态效益显著，符合国家加强可再生能源开发利用的有关政策，具有广阔的推广应用前景。 该项目 建立了年产 600 吨的生物柴油 中试 装置，植物油下脚料和地沟油生产生物柴油产品，其主要性能指标经河南 省产品质量监督检验研究院检测，闪点、馏程、运动黏度、硫含量、密度等指标均优于我国 O柴油指标和美国生物柴油标准（ FAME）。 该项目的主要创新点： （ 1）低温常压下生产，生产成本低，转化率达 95%， 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 24 生产过程安全、快 捷；（ 2）自主研究出一次性除臭脱色剂和复合催化剂；（ 3）副产品甘油含量达到分析纯的标准。 ” 167。 建设规模 本项目 生产规模 拟 定为年产生物柴油 30000吨。 167。 物料平衡和 消耗定额 一、 全厂物料平衡方案 （附图：见 下 图 ） 甲醇平衡情况一览表 序号 投入 去向 单位 数量 单位 数量 1 酯化反应釜 t/a 4545 废气 t/a 2 废水 t/a 3 反应消耗 t/a 4256 4 进入甘油 t/a 894 5 进入柴油 t/a 2121 6 合计 t/a 4545 合计 t/a 4545 二、 原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额 主要原辅材料消耗情况 一览表 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 25 序号 名称 需用量 备注 单位 数量 1 废油脂 万 t/a 4 —— 2 甲醇 万 t/a 精 甲醇 3 催化剂 t/a 272 主要为硫酸、磷酸 4 硫酸 t/a 394 5 NaOH t/a 121 —— 6 水 万 m3/a 7 电 万 KWh/a 1080 8 蒸汽 万 t/a 三、 单位产品 消 耗 序号 名称 消耗指标 备注 单 位 指标 1 废油脂 t/t 产品 —— 生产 30000t/a 生物柴油项目可行性研究报告 26 2 甲醇 t/t 产品 纯甲醇 3 催化剂 kg/t 产品 主要为硫酸、磷酸 4 硫酸 kg/t 产品 13 5 NaOH kg/t 产品 4 —— 6 水 t/t 产品 7 电 KWh/t 产品 108 8 蒸汽 t/t 产品 四 、与国内同类产品企业的对比 生物柴油生产是一种新产品，国家没有相应的清洁生产指标，在国际上也没有成型的生产参数可供参考，本次环评提出本项目资源能耗并与 山东百奥能源科技有限公司 2万吨 /年生物柴油项目 资源能耗指标对比。 山东百奥能源科技有限公司位于德州市宁津县经济开发区，生物柴油生产规模为 2万吨 /年。 百奥公司以固体颗粒催化剂，。