用飯店廚房廢油生產(chǎn)生物柴油新技術(shù)

一、市場展望

近年來，受國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長的拉動，中國石油市場需求增勢強勁，石油產(chǎn)品需求總量增長幅度達到兩位數(shù)，為11.4%，比上年提高了7.4個百分點，這促進了石油進口量的大幅攀升，使我國成為石油消費和進口大國。石油市場資源供應(yīng)出現(xiàn)緊缺，價格全面上漲。據(jù)中國物流信息中心統(tǒng)計，2003年我國石油及制品累計平均價格比上年提高11.8%。初步分析2004年中國石油市場供需形勢與2003年情況基本相似，將繼續(xù)保持消費需求旺盛，供需基本平衡的格局，但不排除受季節(jié)、運輸?shù)纫蛩赜绊懚霈F(xiàn)局部性和結(jié)構(gòu)性的供應(yīng)緊張。預(yù)計2004年中國原油消費量為2.7億噸，凈進口量有可能超過1億噸。

我國是一個石油凈進口國，石油儲量又很有限，大量進口石油對我國的能源安全造成威脅。因此，提高油品質(zhì)量對中國來說就更有現(xiàn)實意義。而生物柴油具有可再生、清潔和安全三大優(yōu)勢。專家認為，生物柴油對我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源安全和生態(tài)環(huán)境綜合治理有十分重大的戰(zhàn)略意義。目前，汽車柴油化已成為汽車工業(yè)的一個發(fā)展方向，據(jù)專家預(yù)測，到2010年，世界柴油需求量將從38%增加到45%，而柴油的供應(yīng)量嚴重不足，這都為油菜制造生物柴油提供了廣闊的發(fā)展空間。發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)還可促進中國農(nóng)村和經(jīng)濟社會發(fā)展。如發(fā)展油料植物生產(chǎn)生物柴油，可以走出一條農(nóng)林產(chǎn)品向工業(yè)品轉(zhuǎn)化的富農(nóng)強農(nóng)之路，有利于調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入。

　　柴油的供需平衡問題也將是我國未來較長時間石油市場發(fā)展的焦點問題。業(yè)內(nèi)人士指出，到2005年，隨著我國原由加工量的上升，汽油和煤油擁有一定數(shù)量的出口余地，而柴油的供應(yīng)缺口仍然較大。預(yù)計到2010年柴油的需求量將突破1億噸，與2005年相比，將增長24%；至2015年市場需求量將會達到1.3億噸左右。近幾年來，盡管煉化企業(yè)通過持續(xù)的技術(shù)改造，生產(chǎn)柴汽比不斷提高，但仍不能滿足消費柴汽比的要求。目前，生產(chǎn)柴汽比約為1.8，而市場的消費柴汽比均在2.0以上，云南、廣西、貴州1等省區(qū)的消費柴汽比甚至在2.5以上。隨著西部開發(fā)進程的加快，隨著國民經(jīng)濟重大基礎(chǔ)項目的相繼啟動，柴汽比的矛盾比以往更為突出。因此，開發(fā)生物柴油不僅與目前石化行業(yè)調(diào)整油品結(jié)構(gòu)、提高柴汽比的方向相契合，而且意義深遠。

　　　　中國工程院有關(guān)負責人介紹，中國“十五”計劃發(fā)展綱要提出發(fā)展各種石油替代品，將發(fā)展生物液體燃料確定為國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。生物柴油產(chǎn)業(yè)得到了國務(wù)院領(lǐng)導和國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委、科技部等政府部門的支持，并已列入有關(guān)國家計劃。

　　發(fā)展生物柴油，我國有十分豐富的原料資源。我國幅員遼闊，地域跨度大，水熱資源分布各異，能源植物資源種類豐富多樣，主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夾竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大風子科和蘿摩科等。目前我國生物柴油的開發(fā)利用還處于發(fā)展初期，要從總體上降低生物柴油成本，使其在我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變中發(fā)揮更大的作用，只有向基地化和規(guī)模化方向發(fā)展，實行集約經(jīng)營，形成產(chǎn)業(yè)化，才能走符合中國國情的生物柴油發(fā)展之路。隨著改革開放的不斷深入，在全球經(jīng)濟一體化的進程中，在中國加入WTO的大好形勢下，中國的經(jīng)濟水平將進一步提高，對能源的需求會有增無減，只要把關(guān)于生物柴油的研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成產(chǎn)業(yè)化，則其在柴油引擎、柴油發(fā)電廠、空調(diào)設(shè)備和農(nóng)村燃料等方面的應(yīng)用是非常廣闊的。

另外，（1）最新消息：下月二會結(jié)束后我國成品油供應(yīng)價格機制進行重大改革，與國際市場價格接軌，根據(jù)目前國際市場原油價格安每桶67美圓計，現(xiàn)在我國市場柴油和汽油價格在現(xiàn)有基礎(chǔ)上要增加1400元左右一噸，即柴油可上升到每噸6400左右。

（2）上海市從2月15日起，對機動車尾氣排放達不到歐2標準的車輛禁止在市區(qū)行駛。明年標準提高到歐3。從全國范圍來看國家對環(huán)保越來越重視，特別是大中城市在近期可能會陸續(xù)制定相關(guān)的政策限制高排放、高污染車輛及爐灶在一定范圍里使用。

二、原料來源

生物柴油主要原料采用植物脂肪酸和甲醇。脂肪酸的主要組成部分，其化學構(gòu)成主要是一個羧基（-COOH）和一長串碳氫鏈
    （1）根據(jù)脂肪酸分子式[CH₃(CH₂)_nCOOH]中是否含有碳碳雙鍵分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。
    （2）根據(jù)碳氫鏈的長短可以分為短鏈脂肪酸（4-6個碳）、中鏈脂肪酸（8-12個碳）和長鏈脂肪酸（12個碳以上）。

    甲醇是一種易燃易揮發(fā)的無色透明液體，化學名稱：甲醇或稱木精，英文名稱： Methanol或Methyl Alcohol, Wood Alcohol ，分 子 式：CH₄O ，結(jié)構(gòu)式：CH₃OH   

具有與現(xiàn)實使用的液體燃料極為相近的燃燒性能，辛烷值高，抗爆性能好，其生產(chǎn)原料非常廣泛

    我們國家是一個農(nóng)業(yè)大國，如果全國有5%的農(nóng)民都種油類植物，這樣可以極大的提高廣大農(nóng)民的收入，又能解決國家再生能源問題，是一項利國利民的大好事。

    我國又是一個煤炭儲量眾多的國家，甲醇主要從煤炭中提取，這樣可以提高煤炭的綜合利用價值，又能減少煤炭直接燃燒，降低污染。如果生物柴油在全國大面積推廣可以形成一個農(nóng)民增加收入、煤炭綜合利用。國家解決能源再生問題并減少污染的一個產(chǎn)業(yè)率，最終對國家及社會產(chǎn)生較大的社會效應(yīng)。

    另外，地溝油是城市餐飲行業(yè)的下腳料，經(jīng)過有關(guān)渠道收集后進行加工，可變廢為寶，即可解決污染問題，又能作為一種生物柴油的主要原料，降低成本。

生物柴油與菜籽油的品質(zhì)和經(jīng)濟性比較

                    菜籽油    生物柴油

  200C時的密度   0.90～0.92     0.88

  400C時的動力粘度  60～80      7～8

  十六烷值 39  58

  燃點（0C）  >220   135

  凝結(jié)點（0C）    -8～-18     -12

  化學中和作用      弱  強

  燃燒后殘?zhí)浚ǎィ?span style="mso-tab-count: 1">     0.25    0.02

  能源密度（度/升）   4.6 4.425

  發(fā)動機改裝成本（歐元/臺）※    1534～4602   256～511

 發(fā)動機改裝成本（大宗）（歐元/臺）※　 　   <256   <256

  生產(chǎn)成本（歐元/升）     0.13～0.21     0.23～0.31

  市場價格（歐元/升）     0.23～0.28     0.36～0.41

注：本表系德國應(yīng)用數(shù)據(jù)?！鶠楣浪阒?span lang="EN-US">

生物柴油和常規(guī)柴油的性能比較

特性     生物柴油    常規(guī)柴油

冷濾點（CFPP）/℃         

  夏季產(chǎn)品 -10 0

  冬季產(chǎn)品 -20 -20

20℃的密度/g.mL-1    0.88    0.83

40℃動力粘度/mm2.s-1   4～6    2～4

閉口閃點/℃    ＞100  60

十六烷點    ≥56    ≥49

熱值/MJ.L-1   32  35

燃燒功效（柴油=100%），%    104     100

硫含量（質(zhì)量分數(shù)），% ＜0.001     ＜0.2

氧含量（體積分數(shù)），% 10  0

燃燒1 kg燃料按化學計算法的最小空氣耗量/kg    12.5    14.5

水危害等級 1    2

三、成本分析

如安每天生產(chǎn)30噸生物柴油計需設(shè)備投資100萬元，流動資金20萬元，場地400-500平方米，儲油罐100立方，生產(chǎn)工人3人。

實際利潤=5000（市場0號柴油價格）－3845.00=1155.00元－400.00（銷售讓利）=755.00元（每噸）

每日利潤=755.00×30=22650.00元

每年利潤=22650.00×300=6795000.00元

注：1.生物柴油用在車輛上與0號柴油3：7調(diào)和使用。用在鍋爐上可5：5調(diào)和使用。

       2.如和柴油調(diào)和另需添置錐形混合罐（10立方）2臺，價格7萬元左右。

四、特點

1.     1.     加工工藝簡單，投資少，見效快。如日生產(chǎn)30噸生物柴油設(shè)備投資僅需100多萬元。傳統(tǒng)工藝光設(shè)備投資需1000萬元左右。我們主要采用化學調(diào)和加溫反映一次合成。

2.     2.     環(huán)保效果明顯，經(jīng)檢測汽車尾氣能下降50%以上。

3.     3.     主要原料來源廣，脂肪酸、油酸、酸化油、地溝油及甲醇均可使用。

4.     4.     本產(chǎn)品能與任何品種柴油任意比例調(diào)和使用。

三、30～50t/d生物柴油設(shè)備清單及車間概算
一、 30～50t/d生物柴油設(shè)備清單
序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號         數(shù)量（臺） 單價（萬元） 總價（萬元）備注
 1   煉 油 鍋 LYG1800          3          2.25         6.75
 2   酯 化 鍋 TSG1800          2         3.60         10.80
 3   酯 化 鍋 TGG1800          2         8.80         17.60  
 4   水噴射真空泵 PSW160       4        0.40          1.60
 5   葉片過濾機 NYB-20m2       1         4.50         4.50
 7   碳鋼袋式過濾器 0.5m2       4       0.32 1.28
 8   離心分離機 DHZ470         1        26.0          26.0
 9   離心水泵 IS80              4       0.24           0.96
10   齒輪油泵 KCB-83.3-         4        8 0.1          51.20
11   溶劑泵 YBR                3         0.25          0.75
12   鋁合金列管冷凝器 LN-15m2  2      0.80            1.60
13   螺旋板換熱器 10m2          1       0.60           0.60
14   催化劑溶解罐               2       2.30           4.60
15   汽水分離器 Φ60            4       0.15           0.60
16   高位槽 1m3                 2       0.12            0.24
17   空氣壓縮機 ZV-0.6/7-B       1       0.56            0.56
18   溶劑貯槽 2.5m3             1       0.24            0.24
19   成品油暫存罐 2.5～3 m3      1       0.25           0.25
20   不銹鋼列管冷凝器 LN-15m2   2      2.60           5.20
21   蒸汽鍋爐 1噸               1      12.0           12.0

22.  其他