年产4万吨生物柴油的化工设计

第一章 绪论

2008年6月初宣布,在秘鲁完成扩增生物柴油生产,使InterPacific石油公司生物柴油装置从750 万gal/a(28.39ML/a)扩增至1000万gal/a(37.85ML/a)。美国一家生物燃料技术开发企业与巴西乙醇生产商以合资企业形式, 合作生产以甘蔗为原料的生物柴油,计划在2015年前使这种生物柴油的年产量达到38.0GL。2008年欧盟生产生物柴油780万t远高于2007年的570万t。荷兰皇家航空公司2009年11月23日发出首个由生物柴油做燃料的欧洲示范客运航班,飞机的一个发动机是由50%生物柴油和50%传统柴油的混合柴油作为燃料。目前德国已成为世界最大的生物柴油生产国和消费国,主要以油菜籽为原料生产生物柴油,建立了1600多座生物柴油加油站。

1.5.3生物柴油的发展前景

生物柴油的优越性是显而易见的:一、原料易得且价廉。用油菜籽和甲醇为生产原料,可以从根本上摆脱对石油制取燃油的依赖。二、有利于土壤优化。种植油菜可与其他作物轮种,改善土壤状况,调整平衡土壤养分,挖掘土壤增产潜力。三、副产品具有价值。生产过程中产生的甘油、油酸、卵磷脂等一些副产品市场前景较好。四、环保效益显著。生物查燃烧时不排放二氧化硫,排出的有害气体比石油柴油减少70%左右,且可获得充分降解,有利于生态环境保护。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,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:2020年,达到200万吨。“200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。

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广东石油化工学院本科毕业设计:年产4万吨的生物柴油

第二章 原料及工艺的选择确定

2.1现生物柴油的生产原料

原料是生产生物柴油的关键,在制备生物柴油的过程中,原料成本占总成本的70%以上,因此,如何获得规模供应、廉价、可作为能源用途的油料资源是生物柴油产业化必须解决的核心和关键问题。根据目前国际上各个国家发展生物柴油产业的不同情况,生物柴油的生产原料主要有植物油脂、动物油脂、微生物油脂和废弃无用油脂四大类。各类原料之间的优缺点如表2.1所示。

表2-1 各类原料之间的优缺点

原料来源 植物油脂

代表举例 大豆油

优点

产地集中,利于大规模生产,技术成熟

棕榈油

动物油脂 微生物油脂 无用废弃油脂

鱼油 油藻 地沟油

含油量高,不占耕地

来源广泛 不占土地,生产周期短 成本低廉,来源广泛,废物利用,利于环保

缺点

占用耕地,造成粮食短缺,导致

成本大幅上升 产地分散 来源分散、原料易腐烂

技术要求高

油品质量不稳定,杂质多,处理

工艺繁琐

2.2现生物柴油的制备技术及催化剂的使用情况

2.2.1酸碱催化法

酸碱催化法生产生物柴油是目前研究最为成熟的技术,投产的生物柴油生产厂家大多数都选择了这种方法。其基本原理是利用酸碱催化剂催化经过处理的动植物油脂与甲醇等发生酯化或转酯化反应,从而生成低分子量的脂肪酸甲酯(生物柴油)和甘油。酸碱催化法生产生物柴油的一般工艺流程如图1所示。

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第二章 原料及工艺的选择确定

生物柴油 分离甘油 甘油相 图2-1 酸碱催化法生产生物柴油的一般工艺流程

该法制备生物柴油的研究比较多,其催化剂种类可分为液体酸碱催化剂、固体酸催化剂和固体碱催化剂。

1.液体酸碱

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