白新鹏博士工作室

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生物柴油|柴油|燃料油

生物柴油的生产及技术经济分析

1、生物柴油的特点

生物柴油就是以生物质油脂为原料(植物油和动物脂肪及其废弃物)与低碳醇反应制备而成的柴油,主要成分是长链脂肪酸单(甲酯、或者乙酯)酯(多为甲酯)(一般含碳77%,氢12%,氧11%),性质与普通柴油非常相似。同时生物柴油还具有以下优点: (1) 它是一种可再生能源,可缓解目前对石油的依赖; (2) 有优良的环保特性。生物柴油含硫量低,可使二氧化硫和硫化物的排放减少约30%。生物柴油不含对环境造成污染的芳香烃。与普通柴油相比,生物柴油具有环境友好特点,其柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10,颗粒物为20%CO2CO排放量仅为10%。其废气排放指标可满足欧洲号和号排放标准。(3)生物柴油的燃点约为150℃,高于普通柴油的燃点(50),因此使用、运输、处理和储藏都更加安全;(4)在所有的燃油中,生物柴油的能量衡算最高。基于以上优点,生物柴油这一概念自1981年在南非出现后,已受到世界各国的普遍关注。现在很多国家已经进行了生物柴油的研制和生产。

2、生物柴油的市场状况

从世界范围看,美国是最早研究生物柴油的国家,总生产能力30万吨/年。日本在1999年建立了用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验装置,生产能力为259/天。目前日本生物柴油年产量可达40万吨。在欧洲,德国目前已拥有8个生物柴油的工厂,德国2000年生物柴油产量达25万吨,拥有300多个生物柴油加油站,并且制订了生物柴油的标准。法国、意大利等国也都建立了生物柴油企业。

近年来,我国炼化企业的柴汽比不断提高,但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前生产柴汽比约为1.8,而消费柴汽比在2.0以上。这对我们来说是一个很大的市场空间。 

我国目前生物柴油的研究刚刚开始,与西方发达国家相比差距很大。但我国有丰富的植物油脂及动物油脂资源,我国每年豆油年产量达6000万吨,而且饭店产生大量的煎炸油,如果加以充分利用,有很大的市场潜力。

3、生物柴油的生产工艺

目前工业生产生物柴油主要是应用酯交换法。我们采用植物油下脚料、酸化油、泔水油、各种废动植物油以及工业甲醇为原料生产生物柴油,生产工艺如下:

                  回收甲醇

催化剂                                 催化剂

原料油脂      预处理             预酯化       洗涤干燥       

甲醇                                   甲醇

                                                                

 

生物柴油        蒸馏          后处理          洗涤干燥            酯交换

                                                               

               油渣                                            回收甲醇

3.1 原料油

原料油有植物油脂、动物油脂、类脂物。

类脂物包括炼油皂脚及脂肪酸、杂油、妥尔油、氢化油、制蜡烛和肥皂润滑剂的废弃动物脂肪[4,5]。原料的来源不同,后序的处理工艺也略有不同。

3.2 预处理

废油中含有的杂质、水分、磷脂等杂物必须经过预处理除去,一般以物理方法为主,先通过物理精炼除去泥沙杂物和部分水分。磷脂含量和粘度可以通过脱胶(水化湿法脱胶或者膜滤,动物脂肪有时需要加入硫酸铝)降低。水分则可以通过静置或离心等办法除去。

3.3 预酯化

原料中的游离脂肪酸对酯交换反应有很不利的影响,采用预酯化的目的是除去游离脂肪酸。其方法是向游离脂肪酸原料油脂中加入过量甲醇,在酸性催化剂存在下,进行预甲酯化,使游离酸转变成甲酯,常规状态下酯化率可达到97%

3.4 酯交换

预酯化反应完成后,冷至室温,分离出大部分催化剂后加入一定量的甲醇,充分混匀,然后边搅拌边加入NaOH的甲醇溶液。将料升至一定温度进行酯交换反应,反应120min,酯化率一般可达到99.5%。反应结束后,加入软水洗涤,水层中含有甘油、过量的甲醇,上层为甲酯层。分出的水层进行常压蒸馏,回收甲醇,同时甘油得到浓缩,浓缩后的甘油可以再精制。甲酯层进行蒸馏得到脂肪酸甲酯(生物柴油)。

1  脂肪酸甲酯的质量指标

外观

黄色透明液体

含量,%

≥97

水份,%

≤0.1

挥发物,%

≤0.2

杂质,% d420

≤0.1

相对密度,d

0.870.89

熔点,

-66

折射率,n

1.45661.4568

产生的废水中甘油经过回收后,BOD小于300COD小于500,稍处理后即可达到国标的三级排放标准。

3.5生产工艺特点

3.5.1该法生产生物柴油工艺较简单、技术成熟,反应可在常温常压下进行。原料范围广,多种劣质动植物油均可作为生物柴油的原料。

3.5.2生产过程中产生的副产品甘油有很高的综合利用价值。

3.5.3该工艺不需另建废水处理装置,减少了环保投资。

4、效益分析

以年处理3000吨地沟油的原料为例,采用预酯化、酯交换、蒸馏工艺的建设投资为100万元,主车间占地面积为长×宽×高=30×15×12(两层),锅炉为1t/h,车间装机容量为100.KW,水用量为3t/h(包括循环水)。

2  主要技术经济指标(以一年为基准)

 

名称

规格

价格

数量/

总经费/万元

直接生产成本

地沟油

 

2300/t

3000

690

甲醇

 

2300/t

600

138

浓硫酸

 

500/t

400

20

片碱

 

2000

70

14

液碱

 

1100

200

22

公用工程

 

 

 

70.0

人工工资

 

 

30

10.0

间接生产成本

折旧、维修、利息、销售及其他费用

100

销售总值

生物柴油

 

4500/t

3000

1350

甘油

99%

10000/t

100

100

经济效益

总成本

直接生产成本+间接生产成本

1064

销售总值

 

1450

税金及附加

 

100

利润总额

 

286

 

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  • quote 1.朱先生
  • 我关注这个项目很久了,不知这个技术还有设备哪里可以提供,需要多少资金.
  • 2007-6-12 15:55:30 回复该留言
  • quote 2.回复
  • 设备和技术我们可以提供,我们已经在山东建成一厂,可以参观。
  • 2007-6-12 18:09:41 回复该留言
  • quote 3.请教白老师
  • http://www.yahoo.com
  • 白老师
      您好!
      我是您的老乡,宛城区的,现在在一家生物制品厂工作.我想寻求透明质酸的生产工艺和设备方面的资料,您能否给我作个指引,谢谢了.
      期盼您的回音!
  • 2007-6-19 8:23:09 回复该留言
  • quote 6.请教白教师
  • 你好,我想建一个日产1到2吨的厂,需要多少资金。我看了您在山东有成功例子,希望您能回复我。
    如果可以的话发一份详细的资料到我E-mail邮箱。谢谢
  • 2010-6-24 14:04:43 回复该留言
  • quote 7.白新鹏
  • 日产1到2吨的厂不可行,最少要上10吨/日的厂,投资约80万。
  • 2010-6-28 23:35:24 回复该留言

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