年产1w吨生物柴油工厂设计-毕业(论文)设计

PAGEPAGEI年产1W吨生物柴油工厂设计目录TOC\o"1-6"\h\z\u第一篇项目可行性报告 1第一章项目总论 11.1建设意义 11.1.1项目名称 11.1.2项目拟建地区、地点 11.1.3承担可行性研究工作的单位和法人代表 11.1.4研究工作依据 21.1.5研究工作概况 21.2可行性研究结论 21.2.1市场预测和项目规模 21.2.2原材料、燃料和动力供应 31.2.3厂址 31.2.4项目工程技术方案 31.2.5公司劳动定员 31.2.6项目财务和经济评论 4（1）项目成本 4(2)项目总收入 5第二章建设意义 62.1柴油进口量逐年递增为生物柴油带来发展机遇 62.2生物柴油的发展前景 72.3生物柴油国家标准正式实施 72.4燃油税征收及消费税的免征将推广使用生物柴油 8第三章市场分析 103.1市场调查 103.1.1拟建项目产出物用途调查 103.1.2产品现有生产能力调查 103.1.4替代产品调查 123.1.5产品价格调查 133.1.6国外市场调查 133.2国内市场需求预测 163.3产品 17第四章原料路线 184.1棕榈油概述 184.2棕榈油主要生产国 194.2.1马来西亚 194.2.2印度尼西亚 214.3世界棕榈油的消费状况 224.4我国棕榈油的进口 234.5国际市场中棕榈油价格走势 254.6原料路线确定 264.7碱性膨润土来源确定 26第五章建设规模及生产模式 275.1工厂建设 275.2生产模式 28第六章厂址选择 296.1自然条件 296.1.1拟建厂地区的地理位置 296.1.2钦州港港口资源 296.1.3气象条件 306.2基础设施 306.3便利的集疏运条件 316.4社会经济条件 326.5其它因素 326.6厂址选择 33第七章经济效益分析与评价 367.1财务效益分析 367.2社会效益分析 367.3环境效益分析 367.4经济评价 37附表 38第二篇厂区总平面布置设计说明 571、方案 572、建设规模 573、总平面布置 583.1总平面布置原则 583.2总平面布置方案 58第三篇工艺方案选择及论证 601.1项目概述 601.2本项目的工艺方案选择 601.3工艺特点及论证 611.3.1固体碱催化酯交换反应 61碱催化法 61酸催化法 63生物酶催化酯交换法 64超临界甲醇法 641.3.2无水洗干法生产工艺 661.3.3油脂精练与生物柴油生产相结合工艺 661.3.4液固反应过程采用连续多级搅拌反应器 671.3.5其它 68公用工程 68产品生物柴油分离 68甲醇、甘油分离 69参考文献 70第四篇年产1万吨生物柴油物料、能量衡算说明书 71第一部分物料衡算 711.1工艺流程示意图 71工段1 71工段2 721.2已知数据 721.3反应 731.4计算基准 731.5物料衡算过程 731.5.1原料油预处理工段 731.5.2生物柴油合成工段 741.6物料平衡汇总表 76工段1 76工段2 77第二部分能量衡算 782.1能量流通关系示意图 782.2已知数据 782.3能量衡算过程 782.4蒸汽、冷凝水计算 80第五篇多级搅拌反应塔设计 81第一章设计目的及参数确定 811.1任务、目的 811.2物料性质 811.3搅拌器的选型 821.4确定操作参数 821.5搅拌塔结构的设计 82第二章搅拌特性计算 832.1计算雷诺数Re 832.2搅拌功率计算及电动机的选择 83第三章流体力学计算及返混评估 843.1流动模型 843.2轴向返混核算 87第四章传热设计计算 874.1传热设计 874.2保温层厚度的计算 88第五章机械设计 885.1搅拌器 885.1.1搅拌器 885.1.2搅拌器的强度校核 885.1.3搅拌器桨叶材料的许用应力（选用45号碳素钢） 895.1.4搅拌器与搅拌轴的联接 895.2搅拌容器 905.3搅拌轴设计计算及强度校核 905.3.1搅拌轴计算的力学模型 905.3.2按扭转变形计算搅拌轴的轴径 915.3.3按临界转速校核搅拌轴的直径 92搅拌轴及搅拌器（包括附件）有效质量的计算 92作用集中质量的单跨搅拌轴第一阶临界转速的计算 93轴的转速与临界转速的比值 985.3.4按强度计算搅拌轴的直径 98搅拌轴轴径d2的强度计算 98由径向力引起的弯矩的计算 98第六章轴封、变速器及机架的设计选型 1016.1轴封设计 1016.2变速器 1026.3机架 102第七章搅拌塔及封头设计 1027.1设计条件 1027.2按计算压力计算塔体和封头厚度 1037.3塔器质量计算 1037.4塔设备质量载荷计算 1037.5风载荷和风弯矩计算 1067.6塔器的基本自振周期计算 1067.7地震载荷计算 1067.8偏心弯矩的计算 1087.9各种载荷引起的轴向应力 1087.10塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 1097.11塔体水压试验和吊装时的应力校核 1117.12基础环设计 1137．13地脚螺栓计算 114第八章塔设备内构件 115第九章费用估算 116第六篇换热器的设计 117第一章设计任务 1171.1设计任务及要求 1171.1.1设计题目 1171.1.2设计任务及操作条件 1171.1.3设计要求 1181.2换热器设计的基本内容 1181.2.3制图 1181.2.4编写设计说明书。 118第二章设计方案 1192.1换热器类型的选择 1192.3流体流速的选择 119第三章传热设备的设计预算与核算 1203.1确定物性数据 1203.2物料衡算 1203.3初算平均传热温差（按逆流算） 1213.4初估总传热系数K 1213.5计算传热面积 1213.6计算工艺结构尺寸 1213.7换热器核算 1233.7.1热量核算 1233.7.2换热器内流体的流动阻力 1253.8制图 128第四章换热器的设计要求 1284.1管子材料 1284.2管子排列 1284.3管板 1294.4封头和管箱 129第五章机械设计 1305.1.已知条件 1305.2.计算 130第六章评价与建议 1346.1换热器的评价 1346.2换热器的最优化设计 134第七章生产辅助设备计算说明 1351．2泵 1351．3换热器 1351.3.1原料预热器 1351.3.2反应进料预热器见设计说明书 1361.3.3蒸发器进料预热器 1361.3.4冷凝器（以甲醇冷凝器计算为准） 1371．4反应塔设计见设计说明书 1371．5过滤机 1371.6离心过滤机 1381．7刮板蒸发器 1381．8管径设计 139第八章参考文献 140第七篇 主要生产设备一览表 143附录1、工艺流程图2、AspenPlus工艺流程模拟3、工艺流程模拟结果4、车间设备平面布置图5、车间设备立面布置图6、厂区总平面图7、反应塔总装配图8、换热器总装配图TOC\o"1-7"\h\z\u第一篇项目可行性报告第一章项目总论1.1建设意义生物柴油素有“绿色柴油”之称，其概念是1895年由德国工程师鲁道夫（Dr.Rudolf）提出的，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的燃料。20世纪70年代全球陷入能源危机以后，生物柴油成为热门课题。在全球石油资源面临枯竭的大背景下，寻找更加环保的替代能源，无疑是我国一项长期的战略性任务。同时生物柴油所具有的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标欧洲Ⅲ号排放标准,而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。（详见第二章）1.1.1项目名称企业：华之南生物能源科技股份有限公司工程：固体碱催化生物柴油制备1.1.2项目拟建地区、地点广西钦州市钦州港经济开发区之西港石化工业园区1.1.3承担可行性研究工作的单位和法人代表可行性研究工作单位的名称：华之南生物能源科技股份有限公司负责的工程名称：固体碱催化生物柴油制备1.1.4研究工作依据(1)华之南生物能源科技股份有限公司的请示报告的批复文件。(2)根据项目需要进行调查和收集的设计基础资料，详见工程设计内容文件夹。1.1.5研究工作概况项目建设的必要性:详见第二章1.2可行性研究结论生物柴油作为可再生能源的一种，生产发展前景十分广阔，有着无可替代的优势。经过详细的可行性分析,综合考虑原料供应、生产规模、厂址技术方案、资金总额及筹措、项目的财务效益与国民经济、社会效益等重大问题,得出明确的结论：建厂一切条件已成熟,我们应及时抓住可再生能源发展的大好时机，成立华之南生物柴油股份有限公司,发展生物柴油产业.1.2.1市场预测和项目规模(1)市场需求量简要分析。（见第二章）(2)产品定价及销售收入预测。表1.11万吨/年生物柴油项目产品销售收入序号名称内容产值（万元）1生物柴油年产10000吨，售价5500元/吨55002甘油年产1000吨，售价7500元/吨7503年销售额5250万元(4)项目拟建规模：每年处理毛棕榈油1万吨(5)主要产品品种和产量：具备生物柴油1万吨、甘油1000吨的年生产能力；1.2.2原材料、燃料和动力供应项目投产后需用的主要原料、燃料、主要辅助材料以及动力数量、规格、质量和来源。（见附表7）1.2.3厂址广西钦州市钦州港经济开发区1.2.4项目工程技术方案详见工艺设计1.2.5公司劳动定员本公司全年生产300天，根据各车间和设施的工艺特点和生产需要，采用连续工作制。公司管理阶层工资由管理费支出。下表仅列出直接从事生产员工数量。表1.2全厂从事直接生产人员工资及福利序号岗位人数生产车间人员1原料仓库段32油脂精制93反应、分离工段94蒸发工段35固体碱加料36化验67保卫处6合计（按人均13000元/年）391.2.6项目财务和经济评论（1）项目成本建设投资估算详见附表1，建设总工程费用为1935.7万元。流动资金估算见附表2，流动资金为1721万元。总成本费用估算详见附表6，经营成本为5816.7万元/年。表1.3设备装置投资估算：设备估算序号名称质量/t单位质量钢材价格(元/t)投资费用/元投资总费用/元1原料油储罐(5个)169.667180003054006.06638236.02生物柴油罐(3个）37.31518000671670.03甘油储罐(1个)2.7151800048870.04甲醇储罐(1个)1.4821800026676.05原料油缓冲罐(4个)0.7321800013176.06热水槽0.166180002988.07生物柴油缓冲罐(1个）0.260180004680.08甘油相缓冲罐(1个)0.079180001422.09甘油缓冲罐(1个)0.393180007074.010配料罐(甲醇+固体碱)(2个)0.5931800010674.011离心泵(6)3000012计量泵（4）10000013换热器(7个)7000014刮板式蒸发器(2)7600015降膜蒸发器(2)20000016反应塔(3)10000017LYL系列密闭自动排渣过滤机(2)12000018碟式离心机7500019阀门、控制器100000020管路2600021自动化控制系统1000000(2)项目总收入销售总收入：6250万元/年，详见附表81.3主要技术经济指标生产规模：生物柴油1万吨、甘油0.1万吨的年生产能力；全年生产天数：300天年原材料及燃料费用见附表3，共计5681万元/年。全厂占地面积28.7亩，年总成本6054.0万元、年利润为66.8万元，建设期借款偿还期2年（含建设期1年），全部资金税后经济内部收益率5.6％，静态投资回收期为9.44年（详见附表8~14）第二章建设意义生物柴油是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸c18为主要成分的甘油脂分解而获得的。生物柴油又称燃料甲脂，性能与零号柴油相近。动黏度低、流动性好，在不影响燃油雾化的情况下，更容易在气缸内壁形成一层油膜，从而提高柴油机的运动机件润滑性，降低这些机件的磨损；具有良好的燃料性能，燃烧性和抗爆性能均优于石化柴油；硫含量极低（不大于0.02%）、含氧量较高，因此能够燃烧得更完全，有助于减少碳氢化合物和颗粒物的排放；与石化柴油分子中的碳原子数相近，分子结构式也相近，燃用生物柴油时无须改动柴油机，也无需另添设加注设备、储存设备及人员的特殊技术训练，对石油运输分销的设施兼容性好，所以市场更易于接受。世界石油储量的日益减少，国际原油价格一路飙升，能源供应成为全球关注的焦点。因此，国内外一些企业就开始转向研究开发经济环保的可再生燃料资源，于是生物柴油开始走向前台，愈来愈受到世界各国的高度重视。2.1柴油进口量逐年递增为生物柴油带来发展机遇我国是石油资源短缺的国家，2004年原油进口量首次突破亿吨，2000年~2006年原油进口年均增长率为14%，我国石油进口具体统计见表2-1。近年来，随着我国原油加工能力和原油加工量的不断增加，我国柴油产量也快速增长。1997－2000年，我国柴油产量的年均增速高达13.5%，大于柴油需求9.6%的年均增长率，因此柴油进口量由1997年的743万吨，急剧下降至2000年的26万吨。2001－2004年，我国工业生产整体增长快速，供电局面紧张，发电用油增加；农业机械发展形势趋好，农业用油增长；相关行业整体对柴油的需求增速达到年均11.6%，大于10.4%的年均生产增速，导致柴油进口量逐年回升，2004年进口量达到了275万吨。2005年，国内宏观经济形势良好，GDP增长达到9.9%，宏观调控更加注意政策的方向性和结构的调整；随着用油行业消费的理性化和供需矛盾的缓解，柴油需求增长趋缓；国内市场柴油价格与国际市场价格倒挂，导致对进口柴油的需求大幅减少。2005的柴油进口量由2004年的274.9万吨锐减为53.7万吨，同比下降了80.5%。表2.12000年~2006年我国石油进口情况年份原油进口量（万吨）柴油进口量（万吨）2000年7013262001年6025182002年6941482003年9112852004年110622752005年12700542006年14518702.2生物柴油的发展前景生物柴油的优势显而易见：首先它是可再生的，各种动植物油脂都可以作原料，欧美主要用豆油和菜籽油。生物柴油还有优良的环保性能，含硫量低，二氧化硫和硫化物的排放比普通柴油减少约30%；含氧量高（可达11%），点火性能好，燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%；生物柴油不含导致环境污染的芳香族烷烃，废气对人体的损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可减少90%的空气毒性。此外生物柴油由于竞争力不断提高、政府的扶持和世界范围内汽车车型柴油化的趋势加快而前景更加广阔。目前，我国的油价即将与国际接轨，国际油价的上涨将有效促进我国完善能源战略储备体系，并推动生物柴油产业快速发展。国家《可再生能源中长期发展规划》提出，生物柴油的开发利用目标是：到2010年，产量达到20万吨；到2020年，达到200万吨。目前，我国的生物柴油的产量是5万吨/年。“20万吨只是一个初步的规划目标，国家并不限制生物柴油的发展。”国家发改委能源局可再生能源处调研员梁志鹏表示，由此可见生物柴油的国内市场潜力不言而喻。国内柴油的供需矛盾将会大大缓解，汽车燃油排放质量也会有很大改善，环境和空气质量将有很大提高，发展生物柴油的前景是十分可观的，为国民经济的发展起到有力的推动作用。2.3生物柴油国家标准正式实施自2006年6月初国家再次强调停止粮食乙醇项目建设的同时，另一种渐趋成熟的生物质能源——生物柴油成为业界关注焦点。在济南召开的2007中国生物质能技术、标准交流论坛上，由石油化工科学研究院等单位起草的我国第一项生物柴油国家标准，已由国家质监总局批准自5月1日起实施。这是自乙醇汽油国家标准实施后，我国发布的第二种生物质替代能源的国家标准。据石油化工科学研究院张永光教授介绍，生物柴油国家标准是一项相对较高的标准，将使投资者对生物柴油产业的发展有更清晰的参考。张永光指出，该生物柴油国家标准主要涉及B100生物柴油（生物柴油含量100％）的成分、含量、润滑性能、烷值等方面的详细规范，共包括17项技术要求。目前，我国柴油的用途主要集中于农用动力机械及公路、水路及铁路运输动力机械，与美国类似。因此，我国生物柴油标准技术要求是参照美国试验与材料协会标准ASTMD6751-03a《馏分燃料调合用生物柴油（B100）标准》，并对近年来国内市场上有一定影响、有一定销售量、不同原料生产的生物柴油产品进行考察、试验，根据情况综合考虑而确定的。据了解，国家目前正在组织制定B5和B10生物柴油的柴油机燃料国家标准，预计将于今年底或明年初发布。另外，两个石化行业标准《生物柴油中游离甘油和总甘油的测定》和《生物柴油氧化安定性的测定》已完成并进入报批程序；两个分析方法标准《柴油机燃料中生物柴油含量的测定》和《生物柴油中酯含量的测定》也正在制定中。2006年，财政部也正式出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》。《办法》明确指出，国家将“重点扶持发展生物乙醇燃料、生物柴油等”，这标志着作为石油替代可再生能源之一的生物质能将在我国拥有更广阔的发展空间。2.4燃油税征收及消费税的免征将推广使用生物柴油燃油税简而言之，就是将现有的养路费转换成燃油税，实行捆绑收费。由于现行的养路费一般是按吨位和运营收入两种计费方法收取，实际上形成了一种定额费。而对于用油大户尤其是汽车来说，道路使用率存在较大差距。“因为无法测算每台车的道路使用率，”长沙理工大学经济学教授朱锡庆表示，“燃油税通过将养路费捆绑进油价，将每辆汽车要交的养路费转换成税费，在道路等公共设施日益成为一种稀缺资源的大背景下，更多地体现了‘多用多缴，少用少缴’的公平原则。”从1997年全国人大通过《公路法》，首次提出以“燃油附加费”替代养路费到2004年11月《收费公路管理条例》正式施行，开征燃油税在７年间时隐时现。燃油税改革几次在热议中擦肩而过，其主要原因都是油价的上涨。我国最初设计燃油税时的国际油价是15美元/桶，现在国际油价几乎达到90美元/桶，中国政府着力推进“节能减排”新政的关键时刻，酝酿长达10年的燃油税问题最近再度成为人们关注的焦点。从相关部门发出的声音可知，燃油税的实施似乎正日益临近。在日前举行的2007年9月份乘用车信息联会议上，全国乘用车信息联秘书长饶达表示，燃油税出台时机已经具备，其作为本届政府任期内重要任务之一，应该会在明年3月份实施。而在2007年9月13日，国家税务总局地税司副巡视员曹聪在网络公开答疑时就表示，我国今后要开征燃油税，替代养路费。按照有关方案的设计，今后对汽油、柴油开征燃油税之后，养路费、客运附加费等多项行政收费将同时停收。目前对于燃油税到底征收多少尚未有确切结论，但观欧美社会所征收的燃油税率，相信我国征收的燃料税可能会在30%～50%左右。关于燃油税究竟是在工业生产环节征收还是在销售环节环节征收，目前争议也很多。如若在加油站征税，必须在各加油站配备税控机，要投入大量成本，而且管理起来也是很大的问题。因此我们认为在工业环节征收更可行，也能有效的控制其他开销。在原油厂征税，将使生物柴油免于征收燃油税，直接促使炼油厂在成品出厂前，按一定比例加入生物柴油，这样也直接刺激了生物柴油的大规模生产。同时税务总局在《关于生物柴油征收消费税问题的批复》中做出表示，以动植物油为原料，经提炼、精炼、合成等工艺生产的生物柴油，不属于消费税征税范围。这一优惠政策使得生物柴油的前景更加明朗。第三章市场分析3.1市场调查3.1.1拟建项目产出物用途调查生物柴油用途广泛，主要的应用领域有：直接作为车用优质柴油使用，即100%生物柴油（B100）；与石油柴油调配使用，品种有2%、5%、10%和20%，即B2、B5、B10、B20柴油；非车用柴油的替代品，如取暖、船用、农用、发电等；用作机械加工润滑剂，脱模剂；优质的溶剂，如用作脱漆剂（代替二氯甲烷）、印刷油墨、清洗剂。3.1.2产品现有生产能力调查在中国，生物柴油日益受到民营企业的青睐。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了1万～2万吨／年的生产装置，目前餐饮业废油是价格最低的生物柴油原料，民营企业主要以餐饮业废油和皂化油下脚料为原料，还生产一些高附加值的产品来增加利润。其它民营企业如西安兰天生物工程公司等也正在或计划生产生物柴油。2004年以来，又有四川大学生命科学院宣布要利用麻疯树果实榨油建设年产万吨级生物柴油炼油厂，新疆规划建设以棉籽油为原料的1O万吨／年生物柴油炼油厂，河北石家庄炼油化工股份有限公司规划利用多种原料油建设5万吨／年的生物炼油厂。2005年，国内还出现了一个由奥地利BIO-LUX公司独资兴办的威海碧路生物能源有限公司，投资7500万欧元，在山东威海建设25万吨／年的生物炼油厂，产品全部出口到欧盟。2005年12月，英国阳光科技集团与凉山州人民政府签定了生物质能源项目合作协议，计划投资40亿元人民币，在攀西地区种植100万亩麻疯树炼生物柴油。美国贝克生物燃料公司2005年已在攀枝花种植了两万亩麻疯树，计划未来几年投资20亿美元，建成世界最大的生物能源基地——年产近40万吨生物柴油。2006年12月4日，广西柳州市明惠生物燃料有限公司生物柴油项目试产成功，首批出油15吨。首次试产的15吨生物柴油是用广西可普遍种植的麻疯树、桐树、油茶树等木本油料植物为原料，利用本公司拥有自主知识产权的“脂肪酸甲脂提纯分子蒸馏技术”生产出来的。公司还在规划建设一条10万吨生物柴油生产线，到2008年底实现年产30万吨的生产规模，项目计划总投资为1.3亿元人民币。由北京清研利华石油化学技术有限公司投资的年产10万吨生物柴油项目于2006年12月28日落户河北固安开发区，该项目投资5000万元，主要生产B100、B50、B30生物柴油。按规划，该项目于2006年11月18日竣工，12月18日投产。项目采用清研利华公司自主研发，具有自主知识产权的“一步法生物柴油生产技术”。（表3.1）表3.1国内部分已建成和待建的生物柴油厂家概况企业名称地点规模原料技术海南正和生物能源公司河北武安1万吨/年地沟油、榨油废渣和林木油果化学法连续式并采用树脂催化剂进行预酯化四川古杉油脂化学有限公司绵阳三台县高新区14万吨/年高芥酸菜籽油和大豆油油脚，废动植物油和地沟油自主研发的中压连续催化、酯化工艺和高压连续催化酯化工艺福建龙岩卓越新能源开发有限公司福建龙岩2万吨/年地沟油及其它原料废动植物油脂化学连续式（在废油的分离纯化、催化等方面进行了自主研发）无锡华宏生物燃料有限公司无锡新区坊前镇工业区10万吨/年地沟油、废动植物油（废棕榈油）引进日本HAVE制造工艺并自主研发福建源华能源科技有限公司杭州市箫山区5万吨/年地沟油、动植物油下脚料、工业废油脂引进福建龙岩卓越公司的技术福建源华能源科技有限公司福建福清元洪投资区3万吨/年地沟油、动植物油下脚料、工业废油脂引进福建龙岩卓越公司的技术联美实业（美国）闻仁德环保能源有限公司上海金山工业区10万吨/年低档菜籽油和废动植物油脂使用欧洲生物柴油设备供应商的核心技术和成套设备碧路（奥地利BIOLUX）生物能源有限公司威海25万吨/年当地菜籽油使用欧洲设备供应商的核心技术和成套设备湖南天源生物清洁能源有限公司湖南常德汉寿县2万吨/年植物油脂餐饮废油使用自主研发的生产技术（其“一种生物清洁能源燃料的生产方法”已报国家专利）湖南海纳百川生物工程有限公司湖南益阳市1万吨/年

使用清华大学研发的有机介质中脂肪酶转化可再生油脂合成生物柴油的工艺荣利（香港）新能源有限公司江苏太仓20万吨/年菜籽油采用德国公司的两级连续醇解工艺技术3.1.4替代产品调查优质的生物柴油可替代普通石油柴油。生物柴油具有下述无法比拟的性能：①具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）；生物柴油的生物降解性高。②具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃③具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。④具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面有着显而易见的好处。⑤具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。⑥具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。同时生物柴油所具有的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标满足欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。3.1.5产品价格调查表3.2不同原料生产生物柴油成本比较（单位：元）原料原料价格柴油价格备注棉籽油48004700除动物油和地沟油有盈利外，其他原料生产生物柴油略有亏损，如有政府补贴，可保本微利。菜籽油51004700动物油27914700地沟油22004700棕榈油50004700下脚料600-80047003.1.6国外市场调查随着世界能源短缺和价格的不断上涨，以及各国环保法规的日益完善，原料易得、价格低廉、优质清洁的生物燃料脱颖而出，开发热潮不断升温，技术进展屡屡获突破。柴油作为一种重要的石油炼制产品，在各国燃料结构中的份额逐年提高。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。2006年全球生物柴油总产量达到500万吨，预计2010年可达3000万吨以上。据美国SRI咨询公司预测，全球生物柴油需求量预计从2006年6900kt提高到2010年44800kt（1）欧洲生物柴油应用最多的是欧洲，生产原料主要是菜籽油。欧洲议会免除生物柴油90%的税收，欧洲国家对替代燃料的立法支持，差别税收以及油菜自生产的补贴，共同促进了生物柴油产业的快速发展。欧洲的生物柴油份额已占成品油市场的5%以上。据欧盟植物油工业联盟（Fedio1）称，2006年中期，欧盟生物柴油产量已超过400万吨。（表3.2）表3.3欧盟25国家2005年生物柴油产量及2006年生产能力国家2005年产量（万吨）2006年产量（万吨）德国167268法国49.277.5意大利39.685.7

奥地利8.513.4捷克13.320.3波兰1015

斯洛伐克7.88.9西班牙7.322.4丹麦7.18.1英国5.144.5斯洛文尼亚0.81.7爱沙尼亚0.72立陶宛0.71

拉脱维亚0.50.8希腊0.37.5马耳他0.20.3比利时0.18.5塞浦路斯0.10.2葡萄牙0.114.6瑞典0.15.2

（2）美国美国是最早研究生物柴油的国家，商业应用始于20世纪年代90年初，联邦政府、国会以及有关州政府通过政令和法案支持生物柴油的生产和消费，并采取补贴等措施。使生物柴油产业迅速发展起来。目前。美国已经有多家生物柴油生产厂和供应商，生产原料主要以大豆油为主。年生产生物柴油30万吨以上，且税率为零。在生产大豆生物柴油的同时，美国也积极探索其它途径生产生物柴油。美国可再生资源国家实验室通过现代生物技术制成“工程微藻”。实验室条件下可以使其脂质含量达到40％～60％。预计每英亩“工程微藻”可年产6400升～16000升生物柴油。为生物柴油的生产开辟了一条新途径。2002年美国材料试验学会（ASTM）通过了生物柴油标准，同时制定了更加严格的石油柴油标准，将于2006年开始执行，以促进生物柴油的生产能力持续增长。美国的生物柴油的发展迅速，并计划于2012年使美国的生物柴油消费量增加到4.62亿升。（图3.3）图3.1美国1999～2004生物柴油产量（加仑）（3）加拿大在加拿大，添加了生物柴油的柴油称作绿色柴油。尾气和发动机测试表明。绿色柴油的性能和添加商用硝酸盐的传统柴油一样。目前，在加拿大生物柴油和绿色柴油还没有付诸商业应用，但关于绿色柴油的车辆测试正在进行中。（4）日本和巴西日本1995年开始研究生物柴油，由于植物油资源贫乏，日本主要以煎炸油为原料，1999年建成了259升／天的工业化实验装置，目前日本生物柴油年生产能力达40万吨。巴西以蓖麻油为主要原料生产生物柴油，正在推广实验中，2004年生物柴油产量达4吨，预计到2007年将增加到2.5万吨。（5）其他国家韩国目前有年生产能力20万吨的生物柴油生产厂；泰国发展生物柴油计划已于2001年7月发布。并实施税收减免政策。第一套生物柴油生产装置已经投入使用；冈比亚已在2003年上半年投产建设第一套以花生油为原料生产生物柴油装置。并获得政府支持；保加利亚、加拿大、澳大利亚等国近年来也开始推广使用生物柴油。表3.4世界各国生物柴油发展国家生物柴油比例原料现状美国B10～B20大豆推广使用中德国B5～B20油菜籽、豆油、动物脂肪广泛使用中法国B5～B30各种植物油研究推广中意大利B20～B100各种植物油广泛使用中奥地利B100油菜籽、废油脂广泛使用中保加利亚B100向日葵、大豆推广使用中巴西蓖麻油行车试验中澳大利亚B100动物脂肪研究推广中瑞典B2～B100各种植物油广泛使用中比例时B5～B20各种植物油广泛使用中阿根廷B20大豆推广使用中加拿大B2～B100桐油、动物脂肪推广使用中韩国B5～B20地沟油、回收食用油和豆油推广使用中马来西亚棕榈油研究推广中3.2国内市场需求预测我国是一个石油净进口国，石油储量又很有限，大量进口石油对我国的能源安全造成威胁。因此，提高油品质量对中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为，生物柴油对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前，汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向，据专家预测，到2010年，世界柴油需求量将从38%增加到45%，这为生物柴油的制造提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。中国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果，这无疑将有助于中国生物柴油的进一步研究与开发。中国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。在面对经济高速发展和环境保护的双重压力下，加快高效清洁的生物柴油产业化进程显得更为迫切。近年来，中国政府和一些企业对生物柴油已越来越重视。2004年，科技部高新技术和产业化司启动了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目，包括生物柴油方面的内容；2005年，由石元春院士主持的国家专项农林生物质工程开始启动，规划生物柴油在2010年的产量为200万吨，2020年的产量为1200万吨；2005年，由侯祥麟院士主持的替代燃料发展战略研究开始进行，替代燃料中包括了生物柴油；2005年4月，国家发展和改革委员会工业司主办了生物能源和生物化工产品科技与产业发展战略研讨会，包括生物柴油；2005年5月，国家863计划生物和现代农业技术领域决定提前启动“生物能源技术开发与产业化”项目，已发布了指南，其中设有“生物柴油生产关键技术研究与产业化”课题。3.3产品主产品为生物柴油，副产品为甘油。第四章原料路线在我国利用废弃动植物油、泔水油以及植物油下脚料加工生物柴油的研究不断有成果报导，利用菜籽油加工生物柴油的研究成果已经得到肯定，但用废弃动植物油、泔水油以及植物油下脚料加工生物柴油不可能大量生产。因为原料数量有限、收集困难。菜籽油虽然在我国有一定产量，但它是我国主要食用油品种之一。在种植面积、单产不能大幅度提高的情况下．目前菜油的产量只能在一定程度上满足国内食用油的需求，尚不能满足国内消费者更大的需求。为此，以菜籽油为原料大量加工生物柴油不太现实。如果菜油加工生物柴油的利益分配，使一些菜油食用者不得不改变口味的话，我国的菜油也只有年产量400多万吨，占目前我国进口石化油的4％。当然，用大豆油加工生物柴油也是可行的。但是，我国的大豆生产量非常有限，由于豆油消费量更大，需要每年大量进口，2005年进口大豆2600多万吨，进口豆油200多万吨。而东南亚极其丰富的天然资源之一就是棕榈油。所以，本项目利用进口毛棕榈油加工生产生物柴油。4.1棕榈油概述棕榈油是从油棕树上的棕果中榨取出来的，它被人们当成天然食品使用已超过五千年的历史。油棕树的生长期约两年，两年后便开始结果，到三年，果实才逐渐成型，长如猴头般大小，重量在5公斤以下。一般油棕树的寿命为25至30年，从第11年到20年，成熟的油棕树约高15到20英尺。每串油棕果重量由20公斤40公斤不等。一般，一串新鲜果可以萃取串重量的20%左右，处于高产期的油棕国种植国，每公顷油棕树鲜果产量可以达到30吨。一般，每公顷油棕树种植园可以种植136棵油棕树，若以高产期每公顷鲜果串产量为30吨计算，一棵油棕树的平均产量为220公斤棕榈油也被称为“饱和油脂”，因为它含有50%的饱和脂肪。油脂是饱和脂肪、但不饱和脂肪、多不饱和脂肪三种成分混合构成的。棕榈油在世界上被广泛用于烹饪和食品制造业。被当作食油、松脆油脂和人造奶油来使用。像其他食用油一样，棕榈油溶液消化、吸收，以及促进健康。在工业上，它在油脂化学产品上扮演着一定的角色，成品包括肥皂、化妆品、油墨、清洁剂、润滑油、蜡烛等。目前棕榈油是世界上第二大植物油，仅次于大豆油，是世界油脂市场的一个重要组成部分。目前，全球油棕树种植面积1200万公顷，生产全球所需油脂的22%，反观大豆，种植面积8400万公顷，所生产的油脂却只能满足全球需求量的25％。在上个世纪60年代，棕榈油在世界油脂贸易中并不突出，当时的主要贸易油脂为大豆油(8324,-4,-0.05%)和动物油脂。到了1993年，情况发生很大变化，棕榈油贸易量占全球油脂贸易量比重从1970年的10%增长到1977年的20%，1985年达到了30%水平。1997年，世界棕榈油的总产量为1741万吨，而出口量达到了1134.6万吨。截止到2006年，棕榈油贸易量占世界油脂贸易总量的比重超过50%。4.2棕榈油主要生产国东南亚国家属于热带雨林气候或热带季风气候，全年高温，但雨水丰富，适于规模化种植油棕，马来西亚和印度尼西亚是全球两大棕榈油生产国，尼日利亚、哥伦比亚和泰国也有部分种植。。过去十多年来，马来西亚和印度尼西亚棕榈油产量出现了持续稳定的增长，这两个东南亚国家生产的棕榈油占世界棕榈油总产量的88%左右。表4.1：表4.1：4.2.1马来西亚1870年，棕榈油传入马来西亚，当时只是作为一种装饰植物，直到1917年才进行第一次的商业种植。在20世纪60年代，马来西亚为了帮助减少对橡胶和咖啡的贸易依赖，开始大大提高棕榈油的产量。据马来西亚棕油局（MPOB）统计，马来西亚油棕树的种植面积已由1975年的64.2万公顷增长到2005年底的400万公顷，占其全国农业可耕种面积的60%以上。其中，私人所有的种植园为224.8万公顷，占了59.13%。单在马来西亚东部的沙巴洲，油棕树的种植面积便有120万公顷，接近马来西亚国内油棕树种植园总面积的30%。2005年，马来西亚所生产的棕榈油及棕榈仁油的产量分别是1496万吨及184万吨。棕榈油相关产品出口高达1862万吨，为马来西亚带来286亿林吉特的收入，是马来西亚的第一大商业种植作物。马来西亚是世界最大的棕榈油产品生产与出口国，棕榈油供应充足，经过几年的发展，已经形成了巨大的棕榈油精炼加工能力。其棕榈油总产的90%被用来出口，马来西亚出口的棕榈油只有很少量属于未经提炼的毛棕榈油。1985年以前，马来西亚几乎控制着整个棕榈油的出口市场。1986年，马来西亚毛棕榈油的生产量为454万吨，占同年世界棕榈油产量的60%，出口的棕榈油占世界棕榈油出口量的68%。1996年，马来西亚棕榈油的产量为886万吨，占世界总产量的53%，出口量为732.5万吨，占世界总出口量的64%。随着近几年印度尼西亚棕榈油出口份额的不断增加，马来西亚棕榈油的出口量下