生物柴油设备

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生物柴油设备

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  • 发布日期:2013-6-6
详细介绍


生物柴油可行性分析报告书

 一、前言
 随着科技的发展,20世纪90年代,柴油机技术取得了突破,各种装置的改进使得柴油机的应用更加的广泛,全世界的车辆也在逐渐柴油化,经过100多年的发展,现在年产量已经达到了2000万台以上。
 柴油机发展的同时,也伴随着动力燃料——柴油的消耗。从第一次生物柴油的出现人类便开始了不断的对生物柴油的探索。在1912年美国密苏里工程大会上就有人预言:用植物油做为发动机的动力燃料将会成为能源发展的一个方向,并一定会发展成为和石油并会代替石油的一种能源燃料。
 随着石油的广泛应用,越来越多的能源与环境问题暴漏出来,能源的枯竭,环境的严重被污染等等一系列的问题亟待解决,生物柴油的发展越来越受到世界范围内的关注。生物柴油发展是在20世纪70年代,80年代以后,在中国以及外国同时出现了相当规模的生产企业,主要原料是一些低酸价油脂。
   目前,中国,美国,法国,意大利等过已经成立了专门的生物柴油研究机构,投入了大量的人力物力,进行生物柴油的研究。各国政府也通过一些优惠政策,鼓励生物柴油的发展。在中国,国家发改委明文规定了生物柴油为扶持项目,并且对生物柴油公司每年进行相关的补贴,免税。生物柴油迅速成为新经济亮点。表现如下:
   1,中国和美国能源部都将生物柴油发展的意义提高到战略高度对待。美国将其21世纪能源战略定为“安全  清洁  高效 ”由于生物柴油的优越性,美国燃料发展办公室在《 可再生能源发展战略》中,把生物柴油列为主要发行目标之一。通过政策法规要求联邦、州和公共部门的汽车必须有一定比例的是用生物柴油,在美国生物柴油已经成为替代燃料油发展最快的产品。在中国,目前在内河航线上的轮船已经全部更换为使用生物柴油。
  2,各国政府实行积极的奖励方式,在生物柴油价格上给予一定的补贴。如德国农民种植为生物柴油做原料的油菜籽可以获得1000马克/公顷的补贴。在中国,每生产一吨生物柴油将会有300元人民币的补贴。
 3,目前,美国,德国,意大利等国也相继建成生物柴油装置十座,规模最大的可以达到57万吨,德国也在2001年投资了5000万马克,兴建了10万吨生物柴油装置。
 可以说生物柴油技术发展到今天已经成熟,大规模的生产已经出现,由于对环境生态的友好,生物柴油已经被应用于各个领域。可以预见生物柴油将的将来,必将向着进一步提高生物柴油性质,质量,降低生产成本,扩大其运用领域的方面发展。美国德克萨斯州大学能源专家预言,在未来50年左右,液体燃料80%将来自可再生能源,如草木本植物,棕榈油以及废弃的动植物油,特别是废弃的动植物油更加会推动生物柴油的发展。
 目前,世界上生产生物柴油的方法基本上有以下几种:
   1、微乳法  是利用乳化剂将植物油分散到粘度较低的溶剂中,以降低植物油的粘度,以满足生物燃料油的技术要求。此方法的缺点是因环境变化容易出现破乳现象,关键是对乳化剂的研究。
  2、热解法  热解法是通过高温高压将高分子有机物变成简单的碳水化合物。此方法工艺复杂,成本很高。
  3、酯交换方法  酯交换是用甲醇将低酸价油脂进行反应,形成单链的脂肪酸甲酯,副产品为甘油,这种方法目前是运用比较广的方法,但是此种方法对原料要求较高,增加了油脂精炼的工艺。
 酯化法  酯化法是对高酸价油脂处理最适用的方法,就目前来说废弃动植物油脂的酸价大多在10—60左右,如何处理这部分油脂成为生物柴油,目前世界上还未有资料显示。但是这部分油脂资源非常丰富,也是世界各个国家产量最多的废弃油脂。所以此方法大多是在保密的条件下进行的。
     目前,生物柴油是唯一的通过了美国环保局(EPA)有关排放指标和潜在的健康影响的可替代燃料。生物柴油是第一个满足《1990清洁空气法案》的健康测试要求替代的燃料品种。按照美国生物柴油委员会(NBB)结论:“在常规发动机中使用生物柴油可以明显降低未燃尽烃、一氧化碳和颗粒物的含量,是一种理想的环保型燃料。”

 二,项目简介
    本公司经过常年的研究,自主研发了一套适合于处理高酸价与低酸价油脂的生物柴油技术,经过推广之后得到了客户们的积极的响应,生产出的生物柴油在品质上均达到国标要求。做到了能将废弃动植物油脂真真正正的“变废为宝”,公司也得到了进一步的发展。
 1,生产方法简介及优势
       我公司将酯交换生产方法与酯化技术相结合,并且对其做了多方面的改良,在节省生产成本生是其他技术所不具备的特点。
     首先,因为大部分废弃动植物油脂有着高酸价的特性,生物柴油的酸价都很低,为了将酸价降下来,我们采用了甲醇气液同时酯化法,节约了反应时间。因为生物柴油在生产的过程中必须连续的搅拌,所以我们引入了一定温度的气体甲醇,不仅可以很好的控制甲醇反应时候的温度,同时也节约了简单时候所消耗掉的电力能源,做到了以最少的成本生产。
    其次,我们有自己的粗甘油回收装置,按照市场行情,粗甘油也有一定的市场价格,不紧减少了资源浪费,同时又增加了生产效益。
   再次,我们通过两部装换方法,在分离甘油之后对甲酯进一步转化,提高了生物柴油的转化率与指标,这是其他生产技术所不具备的。
  最后,在对生物柴油脱色的过程中会有副产物植物沥青的产出。植物沥青作为一种化工原料产品运用范围也是十分的广泛。如,橡胶助剂,火烧油等
 项目依据
         生物柴油相比普通柴油有以下优点:
      1、低含硫量和不含致癌物质芳香烃
           目前市场上销售的柴油为石化柴油炼制而得,简称石油基柴油或者普通柴油。一般含硫量在0.2%—0.5%之间,有的高达1%,芳香烃含量在16%—28%之间。高含硫量和高芳烃含量是污染物的主要物质。芳香烃是阻碍燃料油自然的物质,主要为甲苯,二甲苯等。正是这些物质,引起了油的不彻底燃烧的状况,并且是发动机发出“哒哒”的声响。现在美国专用柴油要求含硫量不大于0.05%,芳烃的体积分数不大于10%,十六烷值不低于40%,瑞典要求更严,柴油含硫量不大于0.001%,芳香烃的体积分数不大于5%。这些指标只有生物柴油能够达到,并且生物柴油都是直链烃,不含有芳香烃,不具有至癌的性质。
 2、生物柴油有很好的低发动机性。
       生物柴油无需添加剂,性能好,并且生物柴油可以与任何油品任意比例调和。有较好的润滑性,可降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损延长协和量使用寿命。并且生物柴油不属于危险品运输、贮存,使用方便。
 十六烷值可以高达58以上,燃烧性能高于一般柴油,燃烧残留显弱酸性,可以延长机油与发动机的使用寿命。
 生物柴油含氧量高而排烟少,一氧化碳含量比一般柴油少10%以上,生物柴油上生物降解能力好。有利于环境保护。并且根据测定,生物柴油排放的二氧化碳量小于植物生长所需的二氧化碳的量,对净化空气有着很大的好处。
 生物柴油燃烧对人体健康的伤害基本为零,美国研究人员通过实验证明:生物柴油的尾气对人体没有明显的副作用。
 原料的特殊性
        生物柴油的原料为废弃动植物油脂,是在人们日产生活中产生的生活垃圾。如果得不到很好的处理必定会对社会在成不小的伤害。而生物柴油的生产恰恰为这些垃圾找到了去路,并且将其变成了可以利用的绿色能源。

    三、厂房建设(日产量20吨为例)
       生物柴油的厂房建设主要包括原料储存区、酯化车间,蒸馏车间,产品储存区,供热车间以及相应的办公车间。总共占地面积需要3500M2。其中,生产区包括原料储存,酯化和蒸馏车间,产品储存车间,供热车间,设备材料储存等需要3000M2,办公区需要500M2,厂区为花园式,拥有很好的绿化区。并且生产区会留出相应的扩产空间。
 1、原料储存区
        原料储存区占地1000 M2,将建成储存能力达到600M3的储存罐体,扩展能力在400M3,满足公司未来发展壮大的条件。
 酯化车间与蒸馏车间
           酯化车间厂房规格为:长(m)×宽(m)×高(m)=20×10×10
      酯化车间的建设将满足公司未来日生产能力在100吨的生产能力空间。
           蒸馏车间厂房规格为:长(m)×宽(m)×高(m)=10×10×15
      蒸馏车间与酯化车间紧连在一起,减小产品运输量,节约成本。
   3、产品储存区
          产品储存分为灌装区与桶装区,一共将占地1000M2。
   4、供热车间
          供热车间为全工厂热动力的来源,包括了储存煤炭,锅炉,导热油炉,水池以及煤灰储存区域,共计占地面积需200M2。
           车间规格:长(m)×宽(m)×高(m)=5×10×3
   5、材料仓库
          主要用来储存一些替代设备,用于生产的备份。
          仓库规格:长(m)×宽(m)×高(m)=5×5×3
   6、废旧桶储存区
          主要用来暂时放置一些原料采购是的废旧桶占地面积为100M2
     7、场地绿化以及场内

四、设备详细
 1,工艺采用    生物柴油生产工艺采用酯化法与酯交换法来进行生产。因为工业生产的原因,采购的原料在酸价上有高有低,所以本工艺先将高酸价油脂先进行酯化,然后通过进一步的酯交换方法降低生物柴油酸价,达到产品指标。酯化过后的生物柴油经过进一步的蒸馏,精馏达到需求的生物柴油或者油酸甲酯。
 2,所需主体设备
设备名称 材质 数量
甲醇储罐 碳钢 1
加热器 316L 1
油脂预处理罐 碳钢 2
酯化反应釜 316L 2
甘油分离器 316L 1
温度显示计  15
粗甘油暂储罐 碳钢 2
粗甲酯暂储罐 316L 1
催化剂1储存罐 316L 1
催化剂2贮罐 316L 1
冷凝器 316L 2
冷凝水塔  1
甲醇回收塔 碳钢(填料为不锈钢) 1

液封罐  1
隔膜泵  2
催化剂泵  2
进料泵  2
出料泵  2
阀门 316L  碳钢 若干
管道  若干
管道视镜  10
空压机  1
缓冲罐 碳钢 1
操作台  
设备保温层  全套
 
 五,所需人员
       1,生产操作所需人员
          装卸工             4人(采用机械化装卸)
          设备操作工         12人(酯化与蒸馏各三人,两班制)
          化验工             2人(一天两班制)
          修理工             2人
          电工               2人 
          技术人员           1人
          锅炉工             2人
       2,人员培训
            由技术人员对全厂职工进行整体培训,具体到每一个岗位,并且所有人员要不间断的进行学习!
   六,生产规模
      此项目所提供的厂房面积最大可以达到生物柴油产量100吨,目前设计产量为20吨/天
               生物柴油     20吨/天
               植物沥青      2吨/天
         此项目的建设周期要三个月,设备试运行以及对人员的培训需要一个月。

   七,投资规模
   1,场地投资
      土地的使用在不同地区以及不同的使用方式投资额度有一定的差异,这个要具体的分析。
   2,厂房建设
      厂房的建设根据不同要求来建造,一般性厂房在十几万到几百万不等,具体的投资额度要参照具体的要求。
   3,设备投资
      日产量在20吨的生物柴油总体设备,包括全套的设备,供热装置,配电装置总投资额度在200万左右。

  八,经济效益分析
            按照产量1吨计算
             所需原料油脂    4000元÷0.95=4210元(原料含油量为0.95)
              甲醇            2000元×0.1=200元
              煤              900元×0.5=450元
              电              40度×0.8=32元
              维修                20元
              工人工资            125元
              合计                 5037
            每处理一吨油生产生物柴油的利润
              生物柴油        0.8×7000=5600
              粗甘油          0.1×2000=200
              植物沥青        0.1×2600=260
              合计                 6060元

生物柴油为绿色能源,是国家扶持的企业,所以,在政策上给予了优惠,生物柴油为免税企业。
除去生产生产生物柴油正常采购原料以及维修费用,人员工资,公司正常运行以及销售所需的费用,每吨大概为200元
         所以,每生产一吨生物柴油所得净利润为
             6060  —   5037  —   200  =    823  元
每天产量为20吨,所以所得净利润为16460元,设备投资回收期限在100天。

  九,投资风险分析
    生物柴油为绿色能源企业,具有很大的发展潜力,并且具有一定的国家战略性质,就投资发展而言,具有很大的优势。随着石化能源的枯竭以及其高污染性,生物柴油的生产开发利用越来越受到重视,所以这个行业可以说是具有高潜力的行业。
但是所有的投资就个体而言都就有一定的风险性,风险性主要存在于:
  1,原料:生物柴油的原料为废弃的动植物油脂,对于这一块,并没有统一的行业准则,所以市场相对比较混乱,如何能够采购的到质量比较好的原料成为了这个行业的第一个风险。
  2,生产过程:在生物柴油生产的过程中,技术的成熟以及操作的恰当是保证生物柴油顺利产出的条件。在生产过程中需要用到甲醇,甲醇属于易燃易爆的危险化学品,如果说操作工人不认真操作,很容易发生意外对企业可能造成很大的损失,所以,这是一个风险,另外就是在酯化以及精馏的时候,如果工人不负责任同样的会对企业造成比较严重的损失。
3,对每一阶段市场的评估 :这个风险主要发生在销售过程中对市场的把握,现在市场信息化很迅速,一般情况下,比较容易掌握市场的变化,此风险比较小。

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