地溝油生產(chǎn)生物柴油（脂肪酸甲酯）新工藝技術(shù).doc

企業(yè)“十二五”發(fā)展目標及措施寧波杰森綠色能源技術(shù)有限公司成立于2005年8月18日，是浙江省一家專業(yè)以廢棄動植物油脂為原料生產(chǎn)生物柴油的資源綜合利用新型綠色能源企業(yè)。公司地處環(huán)境優(yōu)美的象山港畔的奉化市松岙鎮(zhèn)海沿村金山工業(yè)區(qū)，象山港跨海大橋高速公路出口6.5公里處，目前占地70余畝，建筑面積10000平方米，其中標準廠房7500，辦公區(qū)1000 ，生活區(qū)1500 ，擁有一條年產(chǎn)3萬噸的綠色，環(huán)保，低耗，高效生物柴油生產(chǎn)線及相關(guān)配套的5000m化工油罐區(qū)、公用工程設(shè)施。 公司于2007年度被評為奉化市“苗子型”龍頭企業(yè)；2009年3月，公司生產(chǎn)的生物柴油產(chǎn)品經(jīng)寧波市科技局評定獲寧波市市級新產(chǎn)品稱號（編號：200903B4406033）；2010年開始連續(xù)被評為奉化市先進企業(yè)；2010年通過寧波市資源綜合利用企業(yè)認證（2012年通過復審）；2012年被評為寧波市農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)；2012年成為全國生物柴油行業(yè)協(xié)作組理事單位。公司自成立以來，經(jīng)過幾年的技術(shù)研究和生產(chǎn)應用，自2010年起開始正式進入工業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)階段，并取得了良好成績。以下為2010-2012年企業(yè)銷售收入、利潤總額和上繳稅金一覽表：指標內(nèi)容2010年2011年2012年銷售收入（萬元）利潤總額（萬元）上繳稅金（萬元）從上表可以看出，企業(yè)每年都在以飛快的速度成長。為了進一步明確企業(yè)經(jīng)營目標，提高生產(chǎn)科技水平、增強市場競爭力、提升經(jīng)濟效益，我們對企業(yè)未來幾年的發(fā)展制定了一個綱要性的發(fā)展目標及措施。一、公司在2015年達到銷售收入XXXX萬元，實現(xiàn)利潤XXXX萬元，上繳稅金XXXX萬元。（拓展原料供應）目前企業(yè)的主產(chǎn)品生物柴油（脂肪酸甲酯）是以地溝油為原料生產(chǎn)的環(huán)境友好型新能源，質(zhì)量完全符合國家B100標準，同時也是一種良好的化工原料，廣泛應用于增塑劑領(lǐng)域。公司目前實現(xiàn)這一目標的主要瓶頸并不在于銷售市場，而在于原料的供應。比如2012年，作為企業(yè)目前最快成長速度的一年，企業(yè)的銷售收入比2011年增長了XX%，但其采用的還是同一條生產(chǎn)線和同一批員工，其最主要原因是企業(yè)在2011年積極發(fā)展供應商客戶端，2012年的供應商比2011年多了50多家，并且經(jīng)過2011年的良好合作關(guān)系使我公司在供應商中擁有了良好的口碑。隨著國家對地溝油管控的越來越嚴格，更多的地溝油供應商選擇與我們這樣的正規(guī)公司合作，因此原料供應也將越來越充足。二、加強生產(chǎn)工藝裝備技術(shù)研發(fā)與投入。公司與浙工大已有幾年的合作關(guān)系，雙方在生物柴油加工技術(shù)方面進行產(chǎn)學研合作，以技術(shù)促生產(chǎn)，同時以生產(chǎn)驗證技術(shù)，并將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的問題反饋給浙工大，進行進一步的學術(shù)研究。 2012年下旬，公司高薪聘請油脂行業(yè)資深高級工程師鐘工，（鐘工郵箱：)對以前生產(chǎn)工藝進行技術(shù)改造與整合，擬新增地溝油純化預處理工藝；低沸、尾氣燃燒綜合利用工藝；環(huán)路流體循環(huán)酯化、酯交換工藝；廢催化劑酸水生產(chǎn)工業(yè)石膏工藝；粗甘油生產(chǎn)工業(yè)甘油工藝；粗甲酯真空閃蒸脫甲醇工藝；粗甲酯多級沉降脫甘油皂工藝；粗甲酯高真空閃蒸脫低沸工藝等八項工藝裝備技術(shù)，通過上述八項獨有工藝裝備技術(shù)，充分證明我司擁有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的綠色，環(huán)保，低耗，高效的生物柴油生產(chǎn)作業(yè)線。（八項獨有工藝裝備技術(shù)正在申報國家專利過程中） 由于采用了綠色，環(huán)保，低耗，循環(huán)的工藝裝備技術(shù)，生產(chǎn)過程反應生成的廢水極少，少量廢水經(jīng)中和，吸收，干燥處理，故無廢水排放。生產(chǎn)作業(yè)糸統(tǒng)尾氣集中冷凍吸收處理，基本上沒有廢氣排放。生產(chǎn)過程的廢渣是可工業(yè)利用的副產(chǎn)品，所以，公司是基本無“三廢”產(chǎn)生的生物柴油工廠。 特別強調(diào)的是幾年來不斷自主知識產(chǎn)權(quán)的導入，使公司目前在國內(nèi)同行業(yè)具有先進的技術(shù)優(yōu)勢，高品質(zhì)優(yōu)勢，低能耗優(yōu)勢，高轉(zhuǎn)化率優(yōu)勢，低甲醇消耗優(yōu)勢，低綜合成本優(yōu)勢，環(huán)保綠色優(yōu)勢。公司還計劃在2014年完成生物柴油進一步深加工的技術(shù)攻關(guān)，將導入國際先進水平的德國魯奇精餾分離工藝裝備技術(shù)，對生物柴油中的16碳甲酯和18碳甲酯分別提取出來，充分發(fā)揮各自的化學與物理特性。如此項技術(shù)攻關(guān)成功，將在原有產(chǎn)品價值上增加一倍的附加值。此項技術(shù)將填補國內(nèi)空白。同時將大幅提升企業(yè)在業(yè)內(nèi)的知名度和影響力。三、解決融資難題，加大科研投入，增大工藝裝備技術(shù)投資。企業(yè)的發(fā)展離不開技術(shù)的提升和生產(chǎn)資本的投入。企業(yè)的研發(fā)和技改都需要大量人力、物力、財力，同時企業(yè)的正常運作也需要足夠的流動資金。2012年，本公司銷售收入XXXX萬元，利潤總額XXXX萬元，是公司創(chuàng)建以來發(fā)展最快的一年，也是本公司在科研和技改上獲得豐厚回報的一年。由此，公司深刻認識到技術(shù)的重要性，在繼續(xù)加強同浙工大聯(lián)合研發(fā)的基礎(chǔ)上，高薪聘請資深高級工程師，對目前的生產(chǎn)工藝和設(shè)備進行全面分析，并加以改良和改造，而這一切都需要大量的資金支持。目前本公司已與中信銀行、農(nóng)業(yè)銀行、泰隆銀行等多家銀行進行資金合作，在這些單位的支持和幫助下本公司的資金一直處于健康發(fā)展的過程，而本公司近幾年的高速發(fā)展也給了這些金融單位更大的信心，準備進行更廣泛更深入的合作。目前，企業(yè)也正在與農(nóng)發(fā)銀行、寧波銀行等政策性銀行和城市商業(yè)銀行進行洽談，以期開展新的合作。資金的有效保證，使公司的技術(shù)研發(fā)和設(shè)備投入有了堅強的后盾。生物柴油生產(chǎn)工藝和技術(shù)路線1、工藝基礎(chǔ)1.1 酸堿催化酯交換的反應機理： 脂肪酸甲酯主要是由甘油三酯與甲醇通過酯交換制備，其反應方程式如下： $ 油脂（甘油三酯）先與一個甲醇反應生成甘油二酯和甲酯，甘油二酯和甲醇繼續(xù)反應生成甘油單酯和甲酯，甘油單酯和甲醇反應最后生成甘油和甲酯。 酯交換催化劑包括堿性催化劑、酸性催化劑、生物酶催化劑等。其中，堿性催化劑包括易溶于醇的催化劑（如NaOH、KOH、NaOCH3、有機堿等）和各種固體堿催化劑；酸性催化劑包括易溶于醇的催化劑（如硫酸、磺酸等）和各種固體酸催化劑。 91.1.1 堿性催化劑 在堿性催化劑催化的酯交換反應中，真正起活性作用的是甲氧陰離子，如下圖所示。甲氧陰離子攻擊甘油三酯的羰基碳原子，形成一個四面體結(jié)構(gòu)的中間體，然后這個中間體分解成一個脂肪酸甲酯和一個甘油二酯陰離子，這個陰離子與甲醇反應生成一個甲氧陰離子和一個甘油二酯分子，后者會進一步轉(zhuǎn)化成甘油單酯，然后轉(zhuǎn)化成甘油。所生成的甲氧陰離子又循環(huán)進行下一個的催化反應。3;n 堿性催化劑是目前酯交換反應使用最廣泛的催化劑。使用堿性催化劑的優(yōu)點是反應條件溫和、反應速度快。有學者估計，使用堿催化劑的酯交換反應速度是使用同當量酸催化劑的4000倍。堿催化的酯交換反應甲醇用量遠比酸催化的低，因此工業(yè)反應器可以大大縮小。另外，堿性催化劑的腐蝕性比酸性催化劑弱很多，在工業(yè)上可以用價廉的碳鋼反應器。除了上述優(yōu)點外，使用堿性催化劑還有以下缺點：堿性催化劑對游離脂肪酸比較敏感，因此油脂原料的酸值要求比較高。對于高酸值的原料，比如一些廢棄油脂，需要經(jīng)過脫酸或預酯化后才能進行堿催化的酯交換反應。 kh$7 已經(jīng)工業(yè)化的堿性催化劑主要有兩類：易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化的液相反應，以及固體堿催化的多相反應。 ;W7Btis 目前絕大多數(shù)的生物柴油工業(yè)生產(chǎn)裝置都采用液相催化劑，用量為油重的0.12.0%。甲醇鈉與氫氧化鈉（或鉀）用作酯交換催化劑時還有所不同。當使用甲醇鈉為催化劑時，原料必須經(jīng)嚴格精制，少量的游離水或脂肪酸都影響甲醇鈉的催化活性，國外工藝中要求兩者的含量都不超過0.1；但其產(chǎn)物中皂的含量很少，有利于甘油的沉降分離及提高生物柴油收率。而氫氧化鈉（或鉀）為催化劑對原料的要求相對不嚴格，原料中可含少量的水和游離脂肪酸，但這會導致生成較多的脂肪皂，影響甘油的沉降分離速度，同時會導致甘油相中溶解較多的甲酯，從而降低生物柴油的收率。一般說來，以氫氧化鈉（或鉀）為催化劑，油脂原料的酸值不要超過2 mg KOH/g，催化劑的用量為油脂重量的0.12.0%。即使油脂原料的酸值較高，超過2 mg KOH/g，理論上還可以使用氫氧化鈉（或鉀）催化劑，但需要加入過量的催化劑以中和游離脂肪酸。這種條件下皂的生成量高，甘油沉降分離困難，且甘油相中溶解的甲酯量較高，因此不宜采取。對于氫氧化鈉和氫氧化鉀，當用作酯交換催化劑時也有所不同。1） 在對粗產(chǎn)物進行沉降分離過程中，催化劑主要存在于甘油相中。由于KOH的分子量大于NaOH，因此會提高甘油相的密度，加速甘油相的沉降分離。2） 使用KOH為催化劑皂的生成量要比使用NaOH時少，這會減少甲酯在甘油相中的溶解。國外一項研究表明，以KOH為催化劑催化葵花籽油酯交換，分離后的甘油相中，甲酯的摩爾含量為3，而以NaOH為催化劑時的摩爾含量為6。3） 以KOH為催化劑，產(chǎn)物用磷酸中和可生成磷酸二氫鉀，這是一種優(yōu)質(zhì)肥料，不僅可以減少廢物的排放，同時還會增加經(jīng)濟效益。與其相比，鈉鹽只能作為廢物處理。NaOH為催化劑的優(yōu)點是其價格便宜。 除此之外，國內(nèi)外還在開發(fā)有機堿催化劑，比如胺類等。當以有機胺為催化劑時，在常壓低溫下經(jīng)過610h的反應，可以達到比較高的轉(zhuǎn)化率，但產(chǎn)物中甘油單酯和二酯的含量很高，而甘油的量很低，難以工業(yè)應用；當提高反應壓力和溫度時，反應過程中又有可能生成酰胺，降低產(chǎn)品質(zhì)量。因此，以有機堿為酯交換催化劑還需要有做大量的研究工作來證明其可行性。 G,R 固體堿催化劑最近幾年正在工業(yè)化。與液堿催化劑相比，使用固體催化劑可以大大提高甘油相的純度，降低甘油精制的成本，“三廢”排放少，產(chǎn)物不含皂，提高生物柴油收率；但反應速度慢，需要較高的溫度和壓力，較高的醇油比，且對游離脂肪酸和水比較敏感，原料需嚴格精制。法國石油研究院開發(fā)的Esterfip-H工藝是第一個將固體堿為催化劑成功應用于工業(yè)生成的生物柴油生成工藝，其催化劑是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的雙金屬氧化物，已經(jīng)建成16萬噸/年的生成裝置。另外，德國波鴻的魯爾大學也開發(fā)了一種固體堿催化劑，這種固體堿催化劑是一種氨基酸的金屬絡(luò)合物，催化酯交換反應的溫度為125，高于液堿催化劑的反應溫度（60左右）。將建設(shè)1噸/小時的工業(yè)示范裝置。日本正在開發(fā)強堿性陰離子樹脂催化劑，已取得很大進展。不過陰離子樹脂只能在低溫（60以下）操作，否則很快失活，而低溫下酯交換活性又比較低，所以限制了其工業(yè)應用。由于樹脂容易再生，因此若將來能開發(fā)出耐高溫的強堿性樹脂，則具有一定的工業(yè)化前景。除此之外，國內(nèi)外正在開發(fā)的固體堿催化劑還包括粘土、分子篩、復合氧化物、碳酸鹽以及負載型堿（土）金屬氧化物等。 1.1.2 酸性催化劑 , 酸催化酯交換的反應機理如下圖所示。質(zhì)子先與甘油三酯的羰基結(jié)合，形成碳陽離子中間體。親質(zhì)子的甲醇與碳陽離子結(jié)合并形成四面體結(jié)構(gòu)的中間體，然后這個中間體分解成甲酯和甘油二酯，并產(chǎn)生質(zhì)子催化下一輪反應。甘油二酯及甘油單酯也按這個過程反應。 BV 與堿催化相比，酸性催化劑可以加工高酸值原料，因為在酸性催化劑存在下，游離脂肪酸會與甲醇發(fā)生酯化反應生成甲酯。因此酸性催化劑非常適合加工高酸值的油脂。另外，對于長鏈或含有支鏈的脂肪醇與油脂的酯交換，一般也用酸性催化劑。但是，酸催化酯交換的反應速度非常慢，且需要比較高的反應溫度和醇油比。在酸催化反應中，如反應溫度較高，可能副反應，生成副產(chǎn)物如二甲醚、甘油醚等。另外，在酸催化中，水對催化劑活性的影響非常大。據(jù)報道，硫酸催化大豆油與甲醇酯交換的反應中，若大豆油中加入0.5的水，則酯交換轉(zhuǎn)化率由95降到90。如果加入5的水，則轉(zhuǎn)化率僅為5.6。在酯交換過程中生成的碳陽離子容易與水反應生成碳酸，從而降低生物柴油收率。當油脂中游離脂肪酸含量高時應注意這一問題，因為酸性催化劑會催化游離脂肪酸與甲醇酯化，從而產(chǎn)生一定量的水，影響反應進程，一步酯交換反應難以達到滿意的轉(zhuǎn)化率。以高酸值的油脂如廢棄油脂為原料時，為了避免產(chǎn)生的水的影響，工業(yè)上常常采用邊反應邊脫水的方法，或采用間歇操作，把水分出去后再補充甲醇繼續(xù)反應。 在工業(yè)應用中，最常用的酸性催化劑是濃硫酸和磺酸或其混合物。兩者相比，硫酸價格便宜，吸水性強，這有利于脫除酯化反應生成的水，缺點是腐蝕性強，且較容易與碳碳雙鍵反應，導致產(chǎn)物的顏色較深?；撬岽呋瘎┑拇呋钚员攘蛩崛酰谏蛇^程中產(chǎn)生的問題少，且不攻擊碳碳雙鍵。 B強酸型陽離子交換樹脂和磷酸鹽是兩種典型的酯交換酸性固體酸催化劑，但它們都需要比較高的反應溫度和較長的反應時間，且酯交換的轉(zhuǎn)化率比較低，因此限制了工業(yè)應用。其它固體酸催化劑如硫酸鋯、硫酸錫、氧化鋯及鎢酸鋯等也有人在研究。 G,T7h;l 1.2 目前國內(nèi)高酸價地溝油，酸化油等原料，制備生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)主要有酸催化酯化、堿催化酯交換。酸催化酯化的催化劑有硫酸，混合酸，固體超強酸等等。堿催化酯交換的催化劑有氫氧化鈉，氫氧化鉀，甲醇鈉等等。工藝裝備技術(shù)有攪拌混合反應，靜態(tài)混合反應，水力空化反應，流體循環(huán)混合反應等等。2. 關(guān)鍵技術(shù)(2.1）、地溝油純化預處理工藝裝備技術(shù)。地溝油原料中大量水雜，膠質(zhì)，蛋白質(zhì)等雜質(zhì)存在嚴重阻礙了生物柴油生產(chǎn)的順利進行，必須盡可能地除去這些雜質(zhì)，保證生物柴油生產(chǎn)低耗，高效。2.1.1原工藝裝備技術(shù)地溝油經(jīng)烘房加熱熔化，進入油池，升溫至60沉降分離，上部水雜小于3%清油進車間預酯化。2.1.2現(xiàn)工藝裝備技術(shù)捅裝地溝油在浸泡熔化油池中與90初步預處理地溝油進行熱交換，輸出60清油進車間與60的廢甲醇酸液靜態(tài)混合，沉降分離進一步除水雜和膠質(zhì)，蛋白質(zhì)。獲得去掉膠質(zhì)，蛋白質(zhì)和水雜小于0.5%純凈地溝油進預酯化工序。2.1.3創(chuàng)新點 用油池液-液浸泡熱交換的形式取代烘房汽-液熱交換的形式，傳熱效率大幅度提升，熔油蒸汽耗量大幅度下降，每噸地溝油耗汽從200kg降至50kg。 90高溫加大面積加熱盤管加錐底的沉降分離罐取代60地下平底油池，獲得水雜小于2%的地溝油去浸泡熱交換。 水雜小于2%的60地溝油，通過定量配比與廢甲醇酸液靜態(tài)混合，然后進入專門結(jié)構(gòu)的分離罐，上部輸出輕相物質(zhì)，下部輸出重相物質(zhì)。獲得去掉膠質(zhì)，蛋白質(zhì)和水雜小于0.5%純凈地溝油。2.1.4成效與結(jié)果通過上述的純化預處理技術(shù)，獲得純凈地溝油水雜小于0.5%，膠質(zhì)，蛋白質(zhì)等易乳化，難分層雜質(zhì)得到有效去除。為下道工序高效，低耗，順利進行奠定了基礎(chǔ)，從而使硫酸催化劑用量從原先的2%降至現(xiàn)在的1%，氫氧化鉀催化劑用量從原先的1%降至現(xiàn)在的0.5%，酯化甲醇溶劑用量從原先30%降至現(xiàn)在的25%，酯交換甲醇溶劑用量從原先20%降至現(xiàn)在的15%。廢甲醇酸液得到進一步有效利用。2.1.5企業(yè)收益通過新工藝裝備技術(shù)，每年生產(chǎn)三萬噸生物柴油可獲得以下收益。 節(jié)能降耗地溝油到生物柴油的新轉(zhuǎn)化率為95%。每年生產(chǎn)三萬噸生物柴油耗地溝油=30000/0.95=31579T/N節(jié)約蒸汽=31579x(200-50)=4736850kg=4736.85T/N每噸標準煤產(chǎn)七噸蒸汽。節(jié)約標準煤=4736.85/7=676.7T/N企業(yè)獲益標準煤以每噸1000元計。三萬噸生物柴油生產(chǎn)年獲益=676.7x1000=676700元=67.67萬元每噸地溝油降低成本=676700/31579=21.43元(2.2) 、環(huán)路流體循環(huán)酯化，酯交換工藝裝備技術(shù)。高酸價地溝油預酯化工序?qū)俜蔷囿w系反應，為了提高反應速率，人們想了很多方法，但最重要的是油醇摩爾比，一般來說，醇摩爾比越大，則酯化速率越快，隨后帶來的是大量甲醇的回收，則需消耗大量能量，經(jīng)驗告訴我們，回收一噸甲醇需耗一噸蒸汽，所以，用較小的醇量達到較快反應速率的方法是低耗，高效的有效途徑。 通過長期實踐發(fā)現(xiàn)，環(huán)路流體循環(huán)酯化，酯交換比原水力空化更節(jié)能，更高效。2.2.1原工藝裝備技術(shù)水力空化酯化，酯交換。2.2.2現(xiàn)工藝裝備技術(shù)環(huán)路流體循環(huán)酯化，酯交換。2.2.3創(chuàng)新點環(huán)路流體循環(huán)酯化，酯交換取代水力空化酯化，酯交換。2.2.4成效與結(jié)果 原水力空化酯化需4小時，現(xiàn)環(huán)路流體循環(huán)酯化只需2小時，節(jié)約一倍時間。 原水力空化酯交換需1小時，現(xiàn)環(huán)路流體循環(huán)酯化只需半小時，節(jié)約一倍時間。 硫酸催化劑用量從原先的2%降至現(xiàn)在的1%，節(jié)約硫酸1%。每年生產(chǎn)三萬噸生物柴油節(jié)約硫酸=31579x0.01=315.79T/N 氫氧化鉀催化劑用量從原先的1%降至現(xiàn)在的0.5%，節(jié)約氫氧化鉀0.5%。每年生產(chǎn)三萬噸生物柴油節(jié)約氫氧化鉀=31579x0.005=158T/N 酯化甲醇溶劑用量從原先30%降至現(xiàn)在的25%，減少甲醇回收5%。每年生產(chǎn)三萬噸生物柴油減少甲醇回收=31579x0.05=1580T/N節(jié)約標準煤=1580/7=225.7T/N 酯交換甲醇溶劑用量從原先20%降至現(xiàn)在的15%， 減少甲醇回收5%。每年生產(chǎn)三萬噸生物柴油減少甲醇回收=31579x0.05=1580T/N節(jié)約標準煤=1580/7=225.7T/N 酯化，酯交換產(chǎn)能從原先的每年一萬五千噸提升至現(xiàn)在的三萬噸。2.2.5企業(yè)收益三萬噸生物柴油生產(chǎn)年獲益: 節(jié)約硫酸=315.79x650=205263.5元 節(jié)約氫氧化鉀=158x8000=1264000元 節(jié)煤225.7x2x1000=451400元 合計=205263.5+1264000+451400=1920663.5元 每噸生物柴油節(jié)約成本=1920663.5/30000=64元(2.3) 、廢催化劑酸水生產(chǎn)工業(yè)石膏工藝裝備技術(shù)。 生產(chǎn)過程中廢催化劑酸水是令每個企業(yè)頭痛的事情，為了節(jié)約成本，同時達到污染物零排放的目的，采用電石渣或氫氧化鈣中和，干燥制成工業(yè)石膏。產(chǎn)品經(jīng)檢測完全符合國家工業(yè)石膏標準。（國家工業(yè)石膏標準見附件）2.3.1原工藝裝備技術(shù)氫氧化鈉液堿中和，干燥制成硫酸鈉。2.3.2現(xiàn)工藝裝備技術(shù)電石渣或氫氧化鈣中和，干燥制成工業(yè)石膏。2.3.3創(chuàng)新點電石渣或氫氧化鈣中和，干燥制成工業(yè)石膏取代氫氧化鈉液堿中和，干燥制成硫酸鈉。2.3.4成效與結(jié)果 原先每噸廢硫酸需30%氫氧化鈉液堿2.72噸中和，現(xiàn)使用造船廠的電石渣中和。三萬噸生物柴油節(jié)約氫氧化鈉液堿=31579x0.02x2.72=1718T/N 每噸廢硫酸可生產(chǎn)一噸半工業(yè)石膏，而且，使用造船廠的電石渣無成本。三萬噸生物柴油副產(chǎn)工業(yè)石膏=31579x0.02x1.5=947T/N2.3.5企業(yè)收益氫氧化鈉液堿的采購價為650元/T 三萬噸生物柴油節(jié)約氫氧化鈉液堿成本=1718x650=1116700元原先的硫酸鈉無商品性，現(xiàn)在工業(yè)石膏售價為200元/T 三萬噸生物柴油副產(chǎn)工業(yè)石膏收益=947x200=189400元 合計= 1116700+189400=1306100元 每噸生物柴油節(jié)約成本=1306100/30000=43.5元(2.4) 、粗甲酯真空閃蒸脫甲醇工藝裝備技術(shù)。 粗甲酯在脫甲醇過程中，由于甘油的存在，溫度過高使脂肪酸甲酯逆向反應成為甘油酯，從而降低產(chǎn)品收率。粗甲酯中甲醇含量較低時，很難蒸發(fā)，在溫度受限的條件下，為了杜絕這種情況發(fā)生，采用真空閃蒸脫甲醇，是低耗，高效好途徑。在殘壓250mmHg條件下，以冷凍甲醇液作為液環(huán)真空泵補充液，粗甲酯溫度控制在120度以下。2.4.1原工藝裝備技術(shù)糸統(tǒng)多層蒸發(fā)工藝裝備技術(shù)2.4.2現(xiàn)工藝裝備技術(shù)真空閃蒸工藝裝備技術(shù)糸統(tǒng)2.4.3創(chuàng)新點真空閃蒸工藝裝備技術(shù)糸統(tǒng)取代多層蒸發(fā)工藝裝備技術(shù)糸統(tǒng)。2.4.4成效與結(jié)果 粗甲酯中甲醇殘留從原先的2%下降至現(xiàn)在的0.5%地溝油到粗甲酯的收率為105%三萬噸生物柴油節(jié)約甲醇消耗=31579x1.05x0.015=497T/N 甲醇沸點從原先的64.7下降至現(xiàn)在的40甲醇的比熱為0.6 三萬噸生物柴油節(jié)約能耗=31579x1000x0.15x0.6x(64.7-40)=70200117kcal節(jié)約標準煤=70200117/5000000=14T/N2.4.5企業(yè)收益甲醇采購價為3000元/T 節(jié)約甲醇消耗成本=497x3000=1491000元 節(jié)約煤耗成本=14x1000=14000元 合計=1491000+14000=1505000元 每噸生物柴油節(jié)約成本=1505000/30000=50.17元(2.5) 、粗甲酯多級沉降脫甘油皂工藝裝備技術(shù)。 脫甲醇后的粗甲酯中還有甘油，脂肪酸皂，氫氧化鉀，甲醇等。在進入蒸餾工序前應盡可能除去，采用多級保溫沉降脫甘油皂，使粗脂肪酸甲酯純化，保證蒸餾工序有條不紊順利進行。2.5.1原工藝裝備技術(shù)單級沉降分離。2.5.2現(xiàn)工藝裝備技術(shù)多級沉降分離。2.5.3創(chuàng)新點多級沉降分離糸統(tǒng)取代單級沉降分離糸統(tǒng)。2.5.4成效與結(jié)果粗甲酯中甘油殘留從原先的1.5%下降至現(xiàn)在的0.5%。(2.6) 、粗甘油生產(chǎn)工業(yè)甘油工藝裝備技術(shù)。 甘油是生物柴油生產(chǎn)過程中必然產(chǎn)生的副產(chǎn)品。高酸價地溝油為原料的粗甘油的商品性較差，對正常有序的生產(chǎn)造成困撓。國內(nèi)的成套精甘油裝備還停留在50年代，效力低，能耗高，品質(zhì)差。而國外裝備價格很高，只能望而怯步。我們在吸收國外裝備技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合公司實際，自行設(shè)計一條簡捷，科學，高效的甘油精制生產(chǎn)線，滿足生產(chǎn)需要，提高生物柴油綜合經(jīng)濟效益。 經(jīng)分離得到副產(chǎn)品粗甘油，因生產(chǎn)過程的因素，在粗甘油里總存在著游離堿(pH12)，脂肪酸皂及沉降分離過程夾帶的部分脂肪酸甲酯。所以副產(chǎn)品粗甘油在進入精甘油生產(chǎn)前，必須經(jīng)廢甲醇酸液酸化處理，使粗甘油中的游離堿被中和，脂肪酸皂分解成脂肪酸。而脂肪酸又與脂肪酸甲酯溶為一相，然后通過脫甲醇后，在沉降分離罐中進行多級重力沉降分離，下層清液酸性粗甘油去甘油車間，經(jīng)氫氧化鈉液堿中和脫酸后，再經(jīng)真空閃蒸脫水脫低沸，然后進入甘油薄膜蒸餾。杰森能源甘油酸化分離條件及有關(guān)測定數(shù)據(jù)(見下表)生產(chǎn)批號 分離條件控制 分離前含油量 分離后含油量 備注 pH值 溫度201211 11 60 65 36.3 11.5201212 10 6065 37.1 10.5201213 9 60 65 35.7 8.3 201214 8 60 65 38.1 3.2 201215 7 60 65 37.4 2.3 201216 6 60 65 38.5 1.7 201217 5 60 65 36.7 0.95 201218 4 60 65 37.5 0.652012一19 3 60 65 37.2 0.782012一20 2 60 65 38.3 0.56粗甘油用廢甲醇酸液酸化，即在酸性條件下，使皂分解成脂肪酸。采用多級重力沉降分離輕重相，根據(jù)我們的經(jīng)驗，由上表可以看出pH值調(diào)整在23較為理想。2.6.1 副產(chǎn)品甘油回收工藝裝備技術(shù): 工業(yè)甘油精制工藝流程：2.6.2創(chuàng)新點 廢甲醇酸液中和粗甘油，回收脂肪酸及甲酯。每噸粗甘油可回收脂肪酸及甲酯380kg。 真空閃蒸脫水 ，閃蒸是20世紀末發(fā)展較為迅速的干燥技術(shù)，它具有處理量大、高效、節(jié)能的特點。在化工、食品、冶金等行業(yè)廣泛使用。為了提高甘油的純度，精制前需對粗甘油進行脫水處理。閃蒸技術(shù)應用到粗甘油脫水上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的反應釜間歇加熱脫水工藝，使生產(chǎn)效率有了很大的提高，將粗甘油的含水率從25 降至0.5 ，能源消耗降低，操作簡便，具有很大的優(yōu)越性。在225mmHg殘壓下，水的沸點是69 ，常壓下水的沸點為100。由于閃蒸脫水過程加大了水蒸氣與甘油的接觸面積，形成了汽提效果，對甘油具有一定的除臭作用，在精制甘油生產(chǎn)過程中可省去脫臭工序，簡化工藝。 刮板薄膜蒸餾除鹽，粗甘油經(jīng)閃蒸脫水提溫后，用泵打入刮膜蒸發(fā)器上部沿切線方向加入，經(jīng)位于進料口處的布料器將其分配到垂直簡體內(nèi)壁，這時物料被刮膜片加速并立即在加熱面上形成一個湍流薄膜，并以螺旋狀向下推進。在重力和旋轉(zhuǎn)刮板的作用下，分布在內(nèi)壁形成下旋薄膜，并在下降過程中不斷被蒸發(fā)濃縮，甘油殘渣由底部排出，二次蒸汽由頂部逸出，溢出的蒸汽經(jīng)精餾塔精餾分離，輕相進入冷凝器冷凝后得到甘油產(chǎn)品，重相返回薄膜蒸發(fā)器，沿著加熱面以螺旋型軌道流向蒸發(fā)器底部，從底口排出進入殘渣罐。工業(yè)甘油得率為粗甘油的60%。2.6.3成效與結(jié)果 每年三萬噸生物柴油產(chǎn)粗甘油三千噸，回收獲得脂肪酸及甲酯每年=0.38x3000=1140噸。返回酯化工序，每噸地溝油到生物柴油的轉(zhuǎn)化率提高3.8%，地溝油到生物柴油的轉(zhuǎn)化率從原先的91%提高到現(xiàn)在的95%。 每年三萬噸生物柴油生產(chǎn)可獲得工業(yè)甘油=3000x0.6=1800T/N 2.6.4企業(yè)收益回收脂肪酸及甲酯價格每噸4500元， 粗甘油價格每噸2300元，精甘油價格每噸5300元。 每年三萬噸生物柴油，原先粗甘油的收益=3000x2300=6900000元=690萬元/N 每年三萬噸生物柴油，現(xiàn)在回收脂肪酸及甲酯和工業(yè)甘油的收益=1140x4500+1800x5300=5130000+9540000=10053000元=1005.3萬元/N 每年新增收益=1005.3-690=315.3萬元/N(2.7) 、粗甲酯高真空閃蒸脫低沸工藝裝備技術(shù)。 盡管經(jīng)過脫甘油皂工序，大量甘油巳除去，但還有少量甘油及短碳鏈甲酯，脂肪醛，酮等低沸物存在，這些物質(zhì)不去除，嚴重影響生物柴油的色澤，氣味，閃點等。采用真空殘壓250Pa，溫度150度條件下，高真空閃蒸脫低沸技術(shù)，除去殘留甘油和低沸物。2.7.1原工藝裝備技術(shù)三級羅茨加機械真空機組，真空殘壓500Pa。2.7.2現(xiàn)工藝裝備技術(shù)高油熱油循環(huán)提溫+三級羅茨加液環(huán)真空機組，真空殘壓250Pa。2.7.3創(chuàng)新點高油熱油循環(huán)提溫+三級羅茨加液環(huán)真空機組取代三級羅茨加機械真空機組。2.7.4成效與結(jié)果 產(chǎn)品色澤明顯改善，從原先的（鐵-鈷比色）2號提升至現(xiàn)在的1號。2.7.4.