【文章內容簡介】 生產生物柴油的普遍 方法 —— 化學法生產：植物和動物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇在催化劑的作用下，進行酯化反應生成脂肪酸酯生物柴油。該項目以廢油脂（或地溝油）和甲醇為原料，利用自主研發(fā)的一次性復合催化劑生產生物柴油。工 藝轉化率高，產品質量好，并且污染物產生較少，達到同類研究國際領先的水平 。 生產工藝分四步進行：預處理、酯化、甘油精制、生物柴油精餾。 （ 1）預處理 將廢棄油脂加入到脫油罐中，通入 加 90～ 95℃熱水，并不斷攪拌，使油脂中的磷脂等溶解在水中形成分液層。磷脂和水的混合物由罐底排出，作為副產品皂腳。 脫膠油后的油脂通過凹凸棒土 吸附，去除色素以及惡臭雜質。棒土每 10天更換一次，更換下來的棒土經過擠壓釋放出濾帶的油脂，油脂送到脫油罐再次使用。棒土作為廢棄物。 脫色后經過加熱去除原料中水分，然后用泵打入脫酸罐，升溫分離出游離酸。最后經過過率去除植物蠟，得到標準原料油。 預處理過程中，產生的磷脂、游離酸以及植物蠟等作為副產品 皂腳出售。 （ 2）酯化反應 標準原料油與甲醇經靜態(tài)混合器充分混合后再與催化劑混合，然后進入合成反應器?；旌衔锪显诜磻鲀冉浖訜岜P管通蒸汽加熱并控制反應壓力（正壓），在甲醇大量回流，攪拌器充分攪拌混合的環(huán)境下，反應時間 控制 。經化驗分析合格后，結束合成反應，向盤管內注入循環(huán)冷水，迅速冷卻并停止攪拌。 酯化反應主要是動植物酸與甲醇反應生成甲酯和水；甘油酯中丙三醇被甲醇取代，生成低碳鏈甲酯和甘油。 酸化油中脂肪酸的分子式可表示為 ROOH，其中 R的含義為含 118或 20 個碳的直鏈烷烴，通常 R 還含有 1到 2 個雙鍵，酸化油加工生物柴油的反應方程式為： 由脂肪酸到生物柴油的反應式為： RCOOH + CH3OH = RCOOCH3 + H2O 由甘油三酯到生物柴油的反應式為： C3H5(RCOO)3 + 3CH3OH = RCOOCH3 + C3H5(OH)3 反應混合物沉降分為甘油相和甲酯相，經離心機分離。甘油相（粗甘油、水、堿）去堿液分離罐；粗柴油到高位粗柴油中間罐。 （ 3）柴油精餾 粗柴油由柴油中間罐自流（自動液位控制）到柴油水洗塔（塔頂壓力 、溫度 45℃），被來自中和塔飽和鹽水充分洗滌。混合液自流到柴油分液罐，上層精制柴油干燥后經泵打至精餾系統(tǒng)， 下層 富含甲醇、堿液的飽和鹽水的混合液經泵送至甲醇精餾塔 。 精餾系統(tǒng)由減壓分子精餾塔 減壓分子精餾塔 2和精餾塔 3組成。精制柴油首先進入減 壓分子精餾塔 1，塔頂壓力保持低 ，控制溫度，在大回流比（ 15:1）情況下，塔頂餾出富含維生素 E 和胡蘿卜素的柴油進入減壓分子精餾塔 2（占進料 30%左右）； 塔底 餾出富含植物瀝青的柴油進入柴油精餾塔 3（塔頂壓力 ，溫度80℃）進一步精餾，分離出生物柴油，直接出裝置至罐區(qū)。 減壓分子精餾塔 2 進一步將富含維生素 E 和胡蘿卜素的柴油在大回流比 30:1 情況下提純。 塔底 分離的生物柴油至罐區(qū)；塔頂餾出高含維生素 E 和胡蘿卜素的柴油進入塔 3 精餾，塔 3 分離出的柴油裝罐。 精餾過程中在減壓分子精 餾塔 3 和柴油精餾塔產生精餾殘液，作為副產品皂腳外售。 經甲醇精餾塔精餾后的甲醇循環(huán)使用，甲醇精餾塔塔底液經泵至中和塔（塔頂壓力 ，溫度 45℃）。 （ 4）甘油精制 粗甘油及生成水進入堿液分離罐分離后，再經過干燥后得到甘油產品。堿液分離罐分離的堿液多次循環(huán)使用后與甲醇精餾塔塔底液一起打入中和塔。中和塔混合液經過 H2SO4 中和后部分循環(huán)使用，多余部分回用于原料油預處理 —— 水化脫膠油工序。 工藝流程簡圖 見 34頁 ： 四、 本項目 技術 特點 在生物柴油方面，國內外已經建立的生產裝置，普遍采用的化學生產工藝制備生物 柴油存在的問題：①操作麻煩、能耗高；②反應過 程使用過量的甲醇、油脂；③原料里的游離酸和水嚴重影響生物柴油的質量和得率問題；④生產中污染嚴重。 該項目生產工藝實現了了生物柴油產品的經濟、高效、清潔生產過程，在多項生產技術方面取得了突破，主要體現在： ①常溫常壓下生產，解決了傳統(tǒng)生物柴油生產過程中需要高溫高壓的弊端，生產成本低，轉化率達 95%，生產過程安全無危險。 ②采用固體催化劑技術，生產過程綠色環(huán)保，污染物產生量大大降低，解決了傳統(tǒng)生物柴油生產過程不連續(xù)的問題。 ③采用超臨界流體動力學技術，生產過程連續(xù) ，解決了傳統(tǒng)生物柴油生產過程不連續(xù)的問題。 項目工藝特點： 該項目技術方法新穎、工藝路線合理，經濟、生態(tài)效益顯著，符合國家加強可再生能源開發(fā)利用的有關政策，具有廣闊的推廣應用前景。 該項目 建立了年產 600 噸的生物柴油 中試 裝置，植物油下腳料和地溝油生產生物柴油產品，其主要性能指標經河南 省產品質量監(jiān)督檢驗研究院檢測，閃點、餾程、運動黏度、硫含量、密度等指標均優(yōu)于我國 O柴油指標和美國生物柴油標準（ FAME）。 該項目的主要創(chuàng)新點： （ 1）低溫常壓下生產，生產成本低，轉化率達 95%，生產過程安全、快捷； （ 2）自主研究出一次性除臭脫色劑和復合催化劑；（ 3）副產品甘油含量達到分析純的標準。” 167。 建設規(guī)模 本項目 生產規(guī)模 擬 定為年產生物柴油 30000噸 。 167。 物料平衡和 消耗定額 一、 全廠物料平衡方案 （附圖：見 下 圖 ） 甲醇平衡情況一覽表 序號 投入 去向 單位 數量 單位 數量 1 酯化反應釜 t/a 4545 廢氣 t/a 2 廢水 t/a 3 反應消耗 t/a 4256 4 進入甘油 t/a 894 5 進入柴油 t/a 2121 6 合計 t/a 4545 合計 t/a 4545 二、 原材料、輔助材料和燃料、動力消耗定額 主要原輔材料消耗情況 一覽表 序號 名稱 需用量 備注 單位 數量 1 廢油脂 萬 t/a 4 —— 2 甲醇 萬 t/a 精 甲醇 3 催化劑 t/a 272 主要為硫酸、磷酸 4 硫酸 t/a 394 5 NaOH t/a 121 —— 6 水 萬 m3/a 7 電 萬 KWh/a 1080 8 蒸汽 萬 t/a 三、 單位產品 消 耗 序號 名稱 消耗指標 備注 單位 指標 1 廢油脂 t/t 產品 —— 2 甲醇 t/t 產品 純甲醇 3 催化劑 kg/t 產品 主要為硫酸、磷酸 4 硫酸 kg/t 產品 13 5 NaOH kg/t 產品 4 —— 6 水 t/t 產品 7 電 KWh/t 產品 108 8 蒸汽 t/t 產品 四 、與國內同類產品企業(yè)的對比 生物柴油生產是一種新產品，國家沒有相應的清潔生產指標，在國際上也沒有成型的生產參數可供參考，本次環(huán)評提出本項目資源能耗并與 山東百奧能源科技有限公司 2萬噸 /年生物柴油項目 資源能耗指標對比。 山東百奧能源科技有限公司位于德州市寧津縣經濟開發(fā)區(qū)，生物柴油生產規(guī)模為 2萬噸 /年。百奧公司以固體顆粒催化劑，采用脂肪酸酯化和甘油酯轉酯化同步進行的工藝，利用廉價酸化油或棉籽油為原料生產生物柴油。百奧公司除主體工程 2萬噸 /年的生物柴油生產設備外，配套一臺燃煤導熱油爐。 資源消耗指標對比情況見 下 表 資源消耗指標一覽表 指標 耗新鮮水量（ m3/t產品 ） 耗電 （ kw h/t產品） 耗蒸汽量（ t標煤 /t產品） 產品收率 本項目水平 0 102 ≥ 95% 百奧公司水 平 125 ≥ % 由表可見，該項目能源消耗指標 均低于山東百奧能源科技有限公司，而 產品收率 高于百奧公司。 五 、 節(jié)能 1．編制依據 國家計委、經貿委、建設部聯(lián)合印發(fā)的計交能 [1997]2542 號文件《印發(fā)〈關于固定資產投資工程項目可行性研究報告“節(jié)能篇（章）編制及評估的規(guī)定〉的通知》。 2．節(jié)能原則 (1)．采用先進的工藝和技術。 (2)．采用高效的機泵。 (3)．采用成熟可靠的節(jié)能技術。 3．節(jié)能措施 生產裝置采用了如下節(jié)能措施： (1) 項目采用國際領先水平的先進生產工藝 ,低溫 常壓下生產 ,超臨界流體技術 和自主研制催化劑的應用 ,大大降低了能耗。 (2) 采用新型高效機泵，提高能量轉換效率。嚴禁選用國家正式或頒布的淘汰的機電產品，選用節(jié)能盯設備，減少耗電量。 (3) 設備及管道布置盡量緊湊合理，從而減少散熱損失和壓力損失。 (4) 加強設備及管道保溫，從而減少散熱損失。 (5) 采用廢熱鍋爐，利用裝置生產產生的尾氣進行燃燒，產生蒸汽供生產裝置使用。這樣既減少投資，節(jié)約能源；又能保護環(huán)境。 (6) 選擇優(yōu)良的保溫材料，減少熱量的損失。施工時嚴格按 照絕熱工程施工規(guī)范進行施工。 (7) 在 廠房布置方面，根據工藝生產允許的范圍，盡可能將需加 熱的裝置集中，減少供熱介質管路長度，減少能量的損耗。 (8) 盡量提高冷卻循環(huán)水的利用率。 (9) 對裝置的水、電、汽及有關物料均設置計量儀表核算消耗定額，降低能耗。 (10) 加強對職工節(jié)能教育，落實能耗考核責任制，提高節(jié)能意識。 167。 主要設備選型 設備 數量 原料預處理設備 1 套 生物柴油成套生產設備 1 套 生物柴油精制裝置 1 套 柴油罐 2 100m3 甲醇罐 1 30m3 廢油脂貯罐 2 100 m3 燒堿倉庫 貯存量 5t 硫酸 1 30 m3 第五章 原材料、燃料及動力供應 167。 主要原料消耗 及其運輸供應 序號 項目 單位 指標 備注 一 產品方案及生產規(guī)模 1 生物柴油 t/a 30000 2 甘油 t/a 3300 3 皂角 t/a 2121 副產 4 黑腳 t/a 1212 副產 二 主要原材料 、 動力消耗 1 廢油脂 t/a 40000 2 甲醇 t/a 4545 純甲醇 3 水 萬 m3/a 4 電 萬 KWH/年 1080 5 蒸汽 萬 t/a 三 運輸 量 1 運入量 t/a 43185 2 運出量 t/a 38454 167。 水、電、氣用量及供應情況 一、供電 該項目總裝機容量 90kW，計算有效負荷 40kW，年用電量 1080萬kwh， 由虞城縣 工業(yè)園 供電系統(tǒng)提供， 園 內供電設施完善。廠內選用1 臺 100KVA的 S9型低損耗變壓器及配電設施。 二 、供汽 自建一臺 4 噸鍋爐 ，供汽壓力 ，蒸汽 管徑 DN100，壓力。 該項目生產噸產品（柴油）耗蒸汽量為 ，年生產用蒸汽量8640t。該項目生產及生活主要用汽環(huán)節(jié)及用汽量見下表。 擬建項目主要用汽環(huán)節(jié)及用汽量一覽表 序號 用汽環(huán)節(jié) 單位產品用汽量（ t/t生物柴油） 小時用汽量（ t/h） 備注 1 水化脫膠油工序 20小時 /天， 300天 /年 2 蒸汽脫水工序 3 脫酸工序 4 酯化反應工序 5 甘油干燥工序 6 柴油干燥工序 7 柴油精餾工序 8 甲醇精餾工序 9 生活辦公取暖 —— 8 小時 /天， 90天 /年 10 合計 —— 三、給排水 1. 給水 該項目生產、生活用水由 自建 100米水井 提供。給水量 40m3/h， 壓力為 。該項目新鮮水用量 為 ，自建水井 可以滿足該項目的用水要求。該項目主要用水情況見下表。 用水及耗水情況一覽表 單位 ： m3/d 序號 用水環(huán)節(jié) 入方 出方 新鮮水 二次水 工藝水 原料帶入 /反應生成 回用水 進入產品 損耗 排水 1 預處理 0 0 0 0 2 酯化 0 0 27 33 0 0 0 3 甘油精制 0 0 1 0 4 柴油精餾 0 0 89 3 0 5 甲醇精餾 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 循環(huán)冷卻水（用戶） 0 588 0 588 0 9 16 9 地面清洗水 2 0 0 0