新源化工年产3万吨生物柴油工程可行性研究报告(98页)-工程可研(编辑修改稿)

新源化工年产3万吨生物柴油工程可行性研究报告(98页)-工程可研(编辑修改稿)内容摘要：

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 118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。 （ 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 ： 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 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 —— 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，采用脂肪酸酯化和甘油酯转酯化同步进行的工艺，利用廉价酸化油或棉籽油为原料生产生物柴油。 百奥公司除主体工程 2万吨 /年的生物柴油生产设备外，配套一台燃煤导热油炉。 资源消耗指标对比情况见 下 表 资源消耗指标一览表 指标 耗新鲜水量（ m3/t产品 ） 耗电 （ kw h/t产品） 耗蒸汽量（ t标煤 /t产品） 产品收率 本项目水平 0 102 ≥ 95% 百奥公司水 平 125 ≥ % 由表可见，该项目能源消耗指标 均低于山东百奥能源科技有限公司，而 产品收率 高于百奥公司。 五 、 节能 1．编制依据 国家计委、经贸委、建设部联合印发的计交能 [1997]2542 号文件《印发〈关于固定资产投资工程项目可行性研究报告“节能篇（章）编制及评估的规定〉的通知》。 2．节能原则 (1)．采用先进的工艺和技术。 (2)．采用高效的机泵。 (3)．采用成熟可靠的节能技术。 3．节能措施 生产装置采用了如下节能措施： (1) 项目采用国际领先水平的先进生产工艺 ,低温 常压下生产 ,超临界流体技术 和自主研制催化剂的应用 ,大大降低了能耗。 (2) 采用新型高效机泵，提高能量转换效率。 严禁选用国家正式或颁布的淘汰的机电产品，选用节能盯设备，减少耗电量。 (3) 设备及管道布置尽量紧凑合理，从而减少散热损失和压力损失。 (4) 加强设备及管道保温，从而减少散热损失。 (5) 采用废热锅炉，利用装置生产产生的尾气进行燃烧，产生蒸汽供生产装置使用。 这样既减少投资，节约能源；又能保护环境。 (6) 选择优良的保温材料，减少热量的损失。 施工时严格按 照绝热工程施工规范进行施工。 (7) 在 厂房布置方面，根据工艺生产允许的范围，尽可能将需加 热的装置集中，减少供热介质管路长度，减少能量的损耗。 (8) 尽量提高冷却循环水的利用率。 (9) 对装置的水、电、汽及有关物料均设置计量仪表核算消耗定额，降低能耗。 (10) 加强对职工节能教育，落实能耗考核责任制，提高节能意识。 167。 主要设备选型 设备 数量 原料预处理设备 1 套 生物柴油成套生产设备 1 套 生物柴油精制装置 1 套 柴油罐 2 100m3 甲醇罐 1 30m3 废油脂贮罐 2 100 m3 烧碱仓库 贮存量 5t 硫酸 1 30 m3 第五章 原材料、燃料及动力供应 167。 主要原料消耗 及其运输供应 序号 项目 单位 指标 备注 一 产品方案及生产规模 1 生物柴油 t/a 30000 2 甘油 t/a 3300 3 皂角 t/a 2121 副产 4 黑脚 t/a 1212 副产 二 主要原材料 、 动力消耗 1 废油脂 t/a 40000 2 甲醇 t/a 4545 纯甲醇 3 水 万 m3/a 4 电 万 KWH/年 1080 5 蒸汽 万 t/a 三 运输 量 1 运入量 t/a 43185 2 运出量 t/a 38454 167。 水、电、气用量及供应情况 一、供电 该项目总装机容量 90kW，计算有效负荷 40kW，年用电量 1080万kwh， 由虞城县 工业园 供电系统提供， 园 内供电设施完善。 厂内选用1 台 100KVA的 S9型低损耗变压器及配电设施。 二 、供汽 自建一台 4 吨锅炉 ，供汽压力 ，蒸汽 管径 DN100，压力。 该项目生产吨产品（柴油）耗蒸汽量为 ，年生产用蒸汽量8640t。 该项目生产及生活主要用汽环节及用汽量见下表。 拟建项目主要用汽环节及用汽量一览表 序号 用汽环节 单位产品用汽量（ t/t生物柴油） 小时用汽量（ t/h） 备注 1 水化脱胶油工序 20小时 /天， 300天 /年 2 蒸汽脱水工序 3 脱酸工序 4 酯化反应工序 5 甘油干燥工序 6 柴油干燥工序 7 柴油精馏工序 8 甲醇精馏工序 9 生活办公取暖 —— 8 小时 /天， 90天 /年 10 合计 —— 三、给排水 1. 给水 该项目生产、生活用水由 自建 100米水井 提供。 给水量 40m3/h， 压力为。 该项目新鲜水用量 为 ，自建水井 可以满足该项目的用水要求。 该项目主要用水情况见下表。 用水及耗水情况一览表 单位 ： m3/d 序号 用水环节 入方 出方 新鲜水 二次水 工艺水 原料带入 /反应生成 回用水 进入产品 损耗 排水 1 预处理 0 0 0 0 2 酯化 0 0 27 33 0 0 0 3 甘油精制 0 0 1 0 4 柴油精馏 0 0 89 3 0 5 甲醇精馏 0 0 89 0 0 0 6 中和塔 0 0 125 130 0 0 0 7 生活用水 0 0 0 0 0 1 4 8 循环冷却水（用户） 0 588 0 588 0 9 16 9 地面清洗水 2 0 0 0。