1、毕业设计开题报告 化学工程与工艺 年产 10 万吨生物柴油工厂生物柴油生产系统工艺设计 一、 综述本课题研究动态，说明选题的依据和意义 世界能源危机程度不断加深不断推动人们对新能源途径的寻找。如何生产利用现有技术制造生物柴油成为了能源领域的极有吸引力的一个课题。制备生物柴油的难点主要在成本上，反应技术流程就是限制成本降低的主要原因只一。 生物柴油的合成方法有直接混匀法、高温热裂解法、酯交换法、超临界甲醇法。其中，酯交换法作为一个相对成熟的工艺技术在生物柴油生产加工中被广泛使用。 酯交换法是以油脂和短链醇为原料，以酸、 碱、酶等为催化剂，或者在超临界条件下不使用催化剂进行酯交换反应合成生物柴油的
2、方法。在我国，生物柴油制备方法主要是酯交换法。废弃的植物和动物油主要有废煎炸油、潲水油废牛羊油等 , 成分比较复杂 , 含有机械杂质、蛋白质、磷脂等混溶性杂质及少量的水分 , 酸值一般在 20 80(KOH) /(mg/kg) 之间。一般采用先酸催化后碱催化两步法来制备生物柴油 ; 也有先将原料进行预处理 , 然后通过蒸馏得到脂肪酸和中性油 , 再分别用酸、碱催化来制备生物柴油。 生物柴油可作为战略能源储备，它的快速连续化低成本生产显得非常重要 ，也是现在研究的热点和必须解决的课题。如何设计一个节能，稳定而又能产生可观收益的反应流程非常值得思考。 基于以上原因，本人选此课题（ 10 万吨 /年
3、生物柴油工厂生物柴油生产系统工艺设计）作为研究方向。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1.确定工艺路线 （真空干燥） （水洗中和） 油层 甲酯相 （蒸馏，回收） 甲醇 成品油 储罐 KOH 甲醇 废甲醇混合水溶液 原料油脂中水分和游离脂肪酸的影响：含水量的增加对催化剂效率以及甲酯的产量影响比较大，当含水量 0.1%时， 催化剂的催化效率和甲酯的产率会越来越低，所以控制水分是提高生产效率的重要因素之一。 醇油摩尔比 : 由反应方程式可知， 3mol甲醇与 1mol油脂反应即可得到 3mol生物柴油，其醇油比为 3:1, 然而该反应是可逆反应，所以通常需要过量甲醇使平衡向右移动，这样有利于
4、生物柴油的生产。据文献参考可得，甲酯产率随着醇油比的增加而增加 , 然而超过一定最佳比例后 , 醇油比再增加产率反而降低。一般来说取醇油比为 6： 1最为适宜。 常压下 ,酯交换反应的温度以 65 为宜。 2、工艺计算 生物柴油酯化反应工艺的计算包括换热器的设计计算、蒸发装置的设计计算和精馏塔的设计计算。通过对原料及产品的物性数据的确定、物料衡算、热量衡算等计算过程，设计出符合工艺条件、性能优 良、安全的设备装置。 主要技术指标要求： 工艺简单，基本在常温常压下操作，对设备要求低，成本较低 。 3、经费核算 生物柴油酯化反应工艺需对生产成本的进行控制，达到降低损耗，降低生产成本，提高效益的目的
5、。 在企业生产经营中，产品成本的高低和效益大小不仅取决于与制造有关的各种费用多少，而且还与该产品的产量多少有关。成本、效益是产量的函数，成本效益分析一般是通过建立成本、效益模型在盈亏平衡点的基础上进行的。 要 取得 好的成绩 ，需 与车间管理人员加强成本管理、加强现代化管理方法在车间管理上的应用。同时 , 也要 通过采用成本效益分 析法所确定的提高经济效益的最佳方案，其效果 可通过 实践证实 。 四、参考文献 1 N ICOLAS B C. A comparative cost analysis of biodiesel, comp ressed natural gas, methanol,
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