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1、年产一万吨生物柴油项目设计方案摘 要：本文对生物柴油的市场需求进行预测，对本项目所需资源进行调查分析，并根据该项目的生产规模要求和云南师范大学提供的生物柴油制备工艺对该项目的设备进行选型和对工程方案进行设计。根据相关要求对该项目进行节能和环境影响评价，对该项目进行财务分析，并提出了建议。关键字：生物柴油；地沟油；设计引言随着日益严重的全球性能源短缺与环境恶化，控制汽车尾气排放，保护人类赖以生存的自然环境成为目前人类急需解决的问题1。世界各国的能源研究人员从环境保护和资源战略的角度发，积极探索发展替代燃料及可再生能源，生物柴油就是其中一种。生物柴油作为优质的柴油代用品2，属环境友好型绿色燃料3，
2、具有深远的经济效益与社会效益。生物柴油产业在我国具有巨大的发展潜力，并将对保障石油安全、保护生态环境、减少温室效应4、促进农业和制造业发展、提高农民收入，产生相当重要的积极作用。1 项目背景1.1 项目名称昆明xxx有限公司年产10000吨生物柴油项目设计方案1.2 原料及工艺方案利用云南师范大学自主研发的专利技术“一种动、植物油脂制备生物柴油的工艺”（专利号：ZL 200510075750.6），以泔水油产品为原料采用两步法制备生物柴油5。1.3 方案设计的原则(1)按照国家相关规定精心优化方案。(2)合理规划布局工厂总平面，建造环境优美的现代工厂。(3)采用先进成熟可靠的工艺技术和设备，建
3、设先进的新能源化工企业。(4)合理确定工艺流程，减少三废排放，有效治理污染物，作到达标排放。(5)合理利用资金，缩短建设周期，最大限度发挥投资效益。1.4 项目提出的理由与过程全国粮油标准化委员会油料和油脂工作组组长，武汉工业学院食品科学与工程学院教授何东平称，中国人一年的动、植物油消费总量大约是2250万t，目前我国每年返回餐桌的地沟油有200300万t6。地沟油产量约为动、植物油消费总量的2O30。地沟油总量相当可观。而这些地沟油经常得不到适当的处理而污染环境，甚至被不法商贩进行简单的加工后重新流入餐桌，直接威胁到人们的食品安全。以地沟油为原料生产生物柴油，可使地沟油变成一种有用的工业资源
4、，打开了地沟油回收再利用的“瓶颈”，从而切断其重新流人食用领域的途径，有效保障人们身体健康，同时，也将使城市环境大为改善7。国家卫生部、工商总局、环保总局及建设部2002年曾联合下文规定：泔水油以及地沟油等废弃食用油，除直接排放外，只能销售给废弃油脂加工单位，不得销售给其他单位和个人。但因历史原因形成的多头管理，各职能部门只负责权限之内的事，未形成合力，不能从源头有效堵截，给不法分子造成可乘之机。饭店是餐厨垃圾的产生大户，据了解，目前云南省内的餐厨垃圾多是城市近郊的农民或个体商贩运至郊区的小型饲养场，用于喂养家畜，甚至非法提炼泔水油8。据昆明市市政管理局的市场调查，昆明市餐厨垃圾产量为每天可以
5、产生1600.1吨。处理方式分为三类：一是高档宾馆酒店有偿卖给个人，占20%；二是中档饭店及单位食堂无偿交给个人收集，收集者打扫饭店卫生。此类占40%；三是小型饭店有偿交由社区管理服务，此类占40%。而如此巨量的餐厨垃圾目前却处于一种杂乱无纲的处理状态。项目的实施，不仅推进了地沟油资源的合理化利用，同时防止了地沟油再次进入食物链，促进了生物柴油的发展，具有较高的经济效益、环境效益与社会效益9。项目完成后，将形成1万吨/年餐后油转化生物柴油能力，这对提高我国能源安全，缓解目前燃油供应紧张的局面具有重要的意义。2 项目可行性与必要性2.1 本项目的可行性由云南省能源局下达，云南师范大学与昆明电研新
6、能源科技开发公司联合对云南省餐饮废油进行了调研，调查报告显示，云南省共有各种类型餐馆99808家，其中昆明市以25162家，居第一，占全省比例的25.2%。云南省餐饮业泔水油（含煎炸废油）每天可以产生1600.1吨，每年则为57.6万吨；其中：昆明市产生量435.8吨/天（15.7万吨/年），居第一，占全省泔水油的27.2%。每吨泔水油生产0.8吨生物柴油，地沟油收集率以85%计、处理率以100%计，则昆明市四个主城区每年可生产生物柴油5.4万吨。2.2 本项目建设的必要性本项目将利用来源于餐馆的地沟油为原料，经加工成为泔水油。地沟油是生产生物柴油的原料，将其变为生物柴油不但能缓解石化柴油的紧
7、张局势，改善尾气的排放，而且有利于合理利用餐饮废油，避免不法商贩将其重新流入餐桌；既能治污化害为能，又能保障食品安全，可谓一举多得。本项目的实施，将有利于调整能源结构，发展新能源，保护生态环境，保障人民身体健康，为地沟油的合理处置与利用起到良好的示范与带动作用。3 项目规模3.1 建设规模项目总投资2500万元，固定资产投资1700万元，道路、绿化、水电设施等其他配套工程投资34万元，机械设备投资317万元，项目流动资金7500万元。项目计算期为11年，建设期为1年，生产经营期为10年；生产经营期中第一年为投产期，达到设计生产能力的80，第二年达到设计生产能力。3.2 生产规模根据市场预测和本
8、公司工程建设条件，本项目建设日产生物柴油33.3吨，按全年开工300天计，全年总产量1万吨。4 项目技术方案、设备方案和工程方案4.1 技术方案利用“ 一种动、植物油脂制备生物柴油的工艺”对来自餐馆的地沟油制备生物柴油。4.1.1 技术参数和工艺流程总工艺流程生物柴油生产工艺包括原料前处理、酯化、酯交换、生物柴油精制、副产物回收、油枯回收等几个部分。4.1.1.1 预处理车间工艺流程工艺流程简述：从毛油罐来的原料，经过过滤、脱水进入中转罐做为处理前的准备，原料定量送入水解塔进行水解，经过分层罐油水分离，油相通过滤油机进一步脱水，然后进入净油罐暂存，做为酯化车间生产生物柴油的合格原料。4.1.1
9、.2 酯化车间工艺流程工艺流程简述：来自预处理净油罐的净油，进入净油中转罐暂存，用输油泵定量打入循环气相酯化反应装置，同时加入催化剂及甲醇进行酯化反应，经确认反应完成后，用输油泵输送到蒸馏塔进行蒸馏，得到的生物柴油粗品进入分层罐进行洗涤和油水分离，油相通过半成品储罐中转，再通过滤油机进一步脱水，进入待检品储罐，经检验合格后用输送泵送入生物柴油成品储罐，即得到合格的生物柴油。4.1.1.3 甲醇回收工艺流程工艺流程简述：在生物柴油生产过程中所使用的甲醇应为高浓度工业甲醇，经过酯化反应后消耗了一部分甲醇，剩余部分的甲醇经过冷却回收进入稀甲醇储罐，变为低浓度的甲醇，用输送泵送入甲醇回收塔进行分馏，得
10、到高浓度的甲醇，通过浓甲醇储罐中转，返回甲醇库或直接用于生物柴油的生产。4.1.1.4 主要工艺（生产装置）流程项目采用的主要工艺流程如图所示:工艺流程图1：利用泔水油生产生物柴油Process Flow Diagram 1：The use of swill oil to produce biodiesel4.2 主要设备方案项目实施所需主要设备及方案如表所示。表1 年产1万吨生物柴油主要设备一览表Table 1 An annual output of 10,000 tons of biodiesel List of Major Equipment序号设备名称规格型号单位数量主要部分材料原料预
11、处理设备1毛油中转储罐5 m3个2Q2352水解塔20 T/d套2Q2353分层罐10 m3个2Q2354滤油机5 T/h套25净油储罐10 m3个2SS 304生物柴油生产设备6净油中转罐5 m3个2SS 3047甲醇中转罐5 m3个2SS 3048催化剂调配罐2 m3个4SS 316L9循环气相酯化装置34T/批套410蒸馏塔塔釜， 10 m3塔高16m套2SS 30411滤油机5 T/h套2SS 30412成品油待检罐10 m3个2SS 304生产配套设备13稀甲醇储罐5 m3个2SS 30414甲醇回收塔JH-600套2SS 30415浓甲醇储罐5 m3个2SS 30416输油泵台28
12、SS 30417催化剂输送泵台6氟合金或聚四氟表2 辅助及动力设备一览表Table 2 List of auxiliary and power equipment辅助及动力设备1工业蒸汽锅炉4T/h 套12导热油炉600万千卡套13水环式真空泵SK-6台64水力喷射式真空泵ZSB-180台4表3 原料和成品储存设备Table 3 Raw materials and finished goods storage原料储存设备（按1万吨产量核定）1泔水油储罐300 m3个3Q2352毛油过滤器5 T/h台23成品油储罐300 m3套2SS 304表4 年产1万吨生物柴油甲醇库设备一览表Table 4
13、 An annual output of 10,000 tons of biodiesel methanol library equipment list1甲醇库储罐50 m3套2SS 3042甲醇输送泵台1SS 3044.3 工程方案4.3.1 建筑设计依据建筑设计防火规范（GB50016-2006)； 民用建筑设计通则（GB50352-2005）；工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-85）。各车间的建筑设计主要依据生产使用，气象条件，建筑造型和建筑技术等因素进行平面布置和空间组合的。4.3.2 主要建筑方案本项目土建工程主要有生产车间、材料仓库、锅炉房、水泵房、配电房、职工宿舍、餐厅、综
14、合楼等。生产车间：平面尺寸为5020m，单层，建筑面积为1000m 2。根据工艺要求，在满足生产对环境的要求情况下，屋面采用高聚物改性沥青防水卷材，门窗采用铝合金，平开钢大门，墙面为水泥砂浆抹面，888仿瓷涂料，水泥地面，建筑外墙做法采用浅色涂料。材料仓库：平面尺寸分别为4015m和5025，单层，建筑面积为600m2 和1250m2。库内主要储存成品及包装材料，火灾危险性类别为丙类，存放区域内应安排待验区、合格品区和不合格品区。并应设有防止昆虫、鼠类及其它动物进入的设施。屋面采用彩色金属压型钢板，门窗采用钢窗和平开钢大门，内墙面为水泥砂浆抹面、106刷白，1.5m高墙面采用麻刀白灰，水泥地面，建筑外墙做法采用面砖。锅炉房：平面尺寸为168，单层，建筑面积为128m2。配电房：平面尺寸为1010m，单层，建筑面积为100m2。以上建筑屋面均采用两布三油防水卷材，配电房门采用变电室门，窗采用实腹钢侧窗，锅炉房门窗采用平开钢大门，窗采用塑钢窗，内墙面均为水泥砂浆抹面，888仿瓷涂料，水磨石地面，建筑外墙采用面砖。水泵房和地磅房：平面尺寸分别为88m和65m，单层，建筑面积为64m2和30m2。屋面均采用两布三油防水卷材，门窗采用木门和塑钢窗，内墙面均为水泥砂浆抹面
