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1、年产年产5 5万吨生物柴油厂万吨生物柴油厂物料衡算和经济预算物料衡算和经济预算演讲人：资料收集：数据处理：技术指导：酯交换反应方程式生物酶生物酶2% 热解油脂 甲醇 生物柴油 丙三醇 已知： 预处理：经过预处理，可认为原料油中已没有水。预处理：经过预处理，可认为原料油中已没有水。 反应：反应在反应：反应在3535、1atm1atm下进行，催化剂即脂肪酶下进行，催化剂即脂肪酶用量为原料油的用量为原料油的20%20%，醇油比为，醇油比为3 3：1 1。 液液分离液液分离: :常压静置分层，水相中甲醇回收率为常压静置分层，水相中甲醇回收率为95%95%； 精馏精馏：常压蒸馏，生物柴油产品收率为：常压
2、蒸馏，生物柴油产品收率为99%99%； 精馏精馏：减压蒸馏，副产甘油收率为：减压蒸馏，副产甘油收率为98%98%。 注：投料与反应中醇油比均为注：投料与反应中醇油比均为3 3：1 1，即甲醇转化比较，即甲醇转化比较彻底，可把最后两步精馏中甲醇收率设为彻底，可把最后两步精馏中甲醇收率设为100%100%。已知数据：分子量分子量g/mol转化率转化率%收率收率%分相回收率分相回收率%麻疯树油884（avg）96甲醇32甘油9295生物柴油296（avg）99主要流程框图 固定化脂肪酶 麻疯树油 酯交换反应酯交换反应静置分层静置分层精馏精馏精馏精馏固定床反应器，催化剂不流出反应器，仍留在反应器中。
3、计算基础:已知生物柴油年产50000吨，以一年300工作日，每日24小时计算，以小时h为时间基准，吨t为质量基准，kmol为物料摩尔基准，则有：精FAME：50000/（300*24）=6.9444(t/h) 6.9444*1000/296=23.4608(kmol/h)产品收率为99%，则 粗FAME : 6.9444/0.99=7.0145 (t/h) 7.0145*1000/296=23.6976(kmol/h)则参与反应的原料油为： 23.6976/3=7.8992(kmol/h) 7.8992*884/1000=6.9829(t/h)已知原料油的转化率为96%，则实际投入原料油量 6
4、.9829/0.96=7.2736(t/h) 7.2736*1000/884=8.2281(kmol/h) 参加反应的甲醇为23.6976(kmol/h)，即 23.6976*32/1000=0.7583(t/h)甲醇实际投入量 8.2281*3=24.6843(kmol/h) 24.6843*32/1000=0.7899(t/h)脂肪酶用量 7.2736*0.2=1.4547(t/h) 进入反应器的物料总量（不含催化剂）: 7.2736+0.7899=8.0635(t/h) 出反应器的物料量粗FAME：7.0145 (t/h)原料油：投入量减去参与反应的量 7.2736-6.9829=0.2
5、907(t/h) 甲醇，同样用投入量减去参与反应的量 0.7899-0.7583=0.0316(t/h) 粗甘油的量由反应式可得其物质的量为7.8992(kmol/h)，即 7.8992*92=0.7267(t/h) 出反应器的总物料量为 7.0145+0.2907+0.0316+0.7267=8.0635(t/h) 从液液分离器出来的物料：包括两个部分：（1）粗FAME相 粗FAME:7.0145 (t/h) 甲醇的量由分相回收率可知 0.0316*（1-0.95）=0.0016(t/h)（2）甘油相 粗甘油：0.7267(t/h) 甲醇的量:0.0316-0.0016=0.0300(t/h
6、)（3）其他物质（未反应的物料） 0.2907(t/h) 从液液分离器出来的物料总量为 7.0145+0.0016+0.7267+0.0300+0.2907=8.0635(t/h)从两个精馏塔出来的物料 （1）精馏塔 精FAME收率为99%： 7.0145*0.99=7.0735(t/h) 精甲醇1收率100%：0.0016(t/h) （2）精馏塔 精甘油收率96%： 0.7267*0.96=0.6976(t/h) 精甲醇2收率100%：0.0300(t/h) （3）其他物质（未反应部分和杂质） 0.2608(t/h) 7.0735+0.0016+0.6976+0.0300+0.2608=8.
7、0635(t/h)赋值变量说明F1：去除水分的油脂质量，tF2：油脂的水分质量，tF3：甲醇质量，tF4：催化剂质量，tP1：生物柴油质量，tP2：粗甘油质量，tP3：回收的甲醇质量，tP4：冷凝水质量，tP5：循环的甲醇质量，tX1：生物柴油得率，X2：甘油对原料油的得率，X3：甲醇对原料油的消耗率，输入：输入：输出：输出：序号组分质量(t/h)质量分数()摩尔流率(kmonl/h)摩尔分数()序号组分质量(t/h)质量分数()摩尔流率(kmonl/h)摩尔分数()1原料（麻风树油）7.273676.428.228125.001精生物柴油6.944472.9623.460873.372甲醇0
8、.78998.3024.684375.002精甘油0.69267.287.528323.543催化剂酶1.454715.283回收甲醇0.03160.330.98753.0944催化剂酶1.454715.2855未反应原料和杂质0.39494.15合计9.518232.9124合计9.518231.97661温度40e2压力1atm3密度4黏度物料衡算表经济衡算麻风树易种植，含油率高达麻风树易种植，含油率高达60%70%60%70%，按照当前的技术水平，按照当前的技术水平，3 3吨麻风树果子，吨麻风树果子，就可炼出就可炼出1 1吨生物柴油。而炼吨生物柴油。而炼1 1吨生物吨生物柴油成本大致在柴
9、油成本大致在50005000元左右，按市场元左右，按市场上最新价格来计算，上最新价格来计算，0 0号柴油为每吨号柴油为每吨83008300元。也就是说，炼生物柴油的每元。也就是说，炼生物柴油的每吨利润空间可达吨利润空间可达33003300元。元。 原料费用以日产量166.67吨计算，年产量为50000吨/年，一套设备日生产10吨，所以需要17套设备，生产所需原料价格为（以每吨计）酶催化剂麻风树油甲醇800022502800根据我的工艺要求：我们所得的酯含量在98%，最高收率在90%，使用2%的生物酶作催化剂，甲醇占原油质量的35%投料（甲醇的分子量为32g/mol，油的分子量大约为260g/m
10、ol）设生产一吨的生物柴油，需要1.1吨的油脂和0.03吨的甲醇，0.022吨的酶催化剂（占油脂重量的2%）。副产品甘油为0.11吨（占油脂重量的10%）生成的产物以及副产物：生物柴油6000元/吨，年产量为50000吨；甘油3500元/吨，所以年成本：单位：万元酶催化剂麻风树油甲醇88012375420原料费用为：880+12375+420=13675万元主要设备序号设备名称尺寸规格单位1 1甲醇储罐 30m30m3 3个 2 2水洗塔 3.5m3.5m3 3台 3 3预酯化反应器3m3m3 3个 4 4醇洗塔 3m3m3 3台 5 5酯交换反应器10m10m3 3个 7 7甲醇甘油分离塔m
11、 m3 3台 8 8甲醇蒸馏塔15m15m3 3套工艺设备一览表一套设备费用为418.696万元，则总费用为7117.832万元建筑成本一套费用为72+162+180+132+23.1+31.25+195+15=810.35万元总费用为：810.35*17=13775.95总成本费用估算人工费中，以50000吨/年的年产量，厂内有167人，平均工资有3500元/月，所以年工资需要701.4万元总成本费用包括：建筑费用+原料费用+设备费用+人工费+流动资金=13775.95+13675+7117.832+701.4+2000=37270.182盈利能力分析生物柴油定价：6000元/吨副产品甘油：
12、3500元/吨产品的年收益为：单位：万元生物柴油甘油300001925第一年：31925-37270.182=-5345.18231925-37270.182=-5345.182第二年：31925-5345.182-13675-701.4-2000=10203.41831925-5345.182-13675-701.4-2000=10203.418可知，我厂第二年开始盈利，项目经济效益良好，前景可观。年产5万吨生物柴油厂总图设计演讲人：张其欣ppt制作：雷昆 黄吉纬资料收集：施华珍 陆莹 彭丽唯 陆兴桃 王徐斌目录厂址选择厂址选择相关说明相关说明总图设计总图设计厂址选择地理位置：广西大学位于南
13、宁市西乡塘区大学东路100号，校园占地4000余亩，分东西两个校区，东门在秀灵路，广西大学附近有广西财经学院、广西建设职业技术学院，广西工业学院、南宁职业技术学院，是整个南宁学生最为集中，位于南宁的西部。我们厂址选择在广西大学西校区。相关说明气候：南宁地区属南亚热带季风气候，光热资源充足，湿润多雨，年均气温20.3 -22.4，年平均降雨量815-1686毫米，年平均日照时数1275-1579小时。 自然地势：广西大学西校园则是平地地貌， 面积为140公顷。分布于左右江下游汇合处和邕江两岸。气象资料19512000南宁市年风向频率和平均风速和污染系数表方位NNNENEENEEESESESSE风
14、向频率2.63.16.410.910.86.47.07.2平均风速2.62.12.02.22.12.12.53.0污染系数1.11.53.25.05.13.02.82.4方位SSSWSWWSWWWNWNWNNWC风向频率3.01.61.20.91.11.11.92.632.2平均风速2.72.21.91.91.81.82.02.30污染系数1.10.70.60.50.60.61.01.1气象说明1.工业企业布置在东风主导风向的下风方向，居住区布置在东面、东南面、南面等；2.工业企业建在居民区的卫生防护距离之外；3.为了有利于南宁市的城市自然通风，在城市道路走向和绿地分布中，应考虑主干道为南北走向，绿地分布尽量放在居住区的南面或东南面；4.南宁市已出现明显的城市”热岛效应“，因此在南宁市的总体规划中，企业布置在城市风环境下沉距离之外，以免加重城市的污染。谢谢观赏谢谢观赏Thank you知识回顾知识回顾Knowledge Knowledge ReviewReview
