1、1废弃食用油规模化生产生物柴油的应用第一章 概论1、项目的意义及必要性随着全球石油资源的日益枯竭和人类环保意识的提高，已有许多国家在研究、开发和应用再生清洁能源，以替代石油燃料。利用废弃食用油（地沟油、酸化油）为原料生产生物柴油，属可生清洁燃料；其燃烧性能、污染物排放、十六烷值等优于石油柴油。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期，废弃食用油规模化生产生物柴油的应用越来越受关注。本项目以廉价的地沟油、潲水油为原料，采用酯化法制备生物柴油的工艺技术。生物柴油于 1988 年诞生，由德国聂尔公司发明，它是以菜籽油为原料，提炼而成的洁净燃油。突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家，尤其是资源贫
2、乏国家的高度重视。我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施，早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我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，这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。但是，与国外相比，我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距，长期徘徊在初级研究阶段，未能形成生物柴油的产业化。政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法，更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此，我国进入
3、了 WTO 之后，在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下，加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。2003 年，受国民经济持续快速增长的拉动，中国石油市场需求增势强劲，石油产品需求总量增长幅度达到两位数，为 11.4%，比上年提高了 7.4个百分点，这促进了石油进口量的大幅攀升，使我国成为石油消费和进口大国。石油市场资源供应出现紧缺，价格全面上涨。据中国物流信息中心统计，2003 年我国石油及制品累计平均价格比上年提高 11.8%。从 2004 年中国石油市场至现在，继续保持消费需求旺盛。我国是一个石2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。
4、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%，为生物柴油提供了广阔的发展空间。生物柴油的成本 75%以上在原料成本上，如用食用油脂制生物柴油，其成本高，市场无竟争力，而用地沟油、潲水油制备生物柴油，一则成本相对低。二则能防止地沟油、潲水油再次进入食用流通环节，对保护人们身心健康起积极作用。三则能部分缓解能源紧缺。因此发展废弃油料生产生物柴油具有现实的有积极
5、意义。2、项目研究的目标和内容目标：项目完成后，可达日 20 吨生物柴油的生产规模。研究的内容: 确定生产工艺及参数；确定生产的设备；产品的理化检测；制定产品企业标准。3、项目形成成果、知识产权及完成时间本项目知识产权为自有知识产权；项目完成时间预计两年，即从 2007 年 1 月至 2008 年 12月。第二章 项目背景随着社会工业化程度的不断提高，能源和环保已经成为社会生活中的两个重大的问题。目前为止，人们使用的能源主要依赖于石油化工产品。这些传统的燃料面临两大危机:一是原油不可再生，按现有的消耗速度，地球上的石油贮藏估计将于几十年内枯竭。二是燃烧石化产品增加了大气中 CO2总量，引起温室
6、效应。生物柴油是指以动植物油脂和低碳醇(通常是甲醇和乙醇)为原料利用酯交换反应得到的长链脂肪酸的低碳酯，具有与石化柴油类似的性质，现有的柴油内燃机不做改动就可用其做为燃料。与石化柴油相比，生物柴油具有以下的优点:动植物的油脂可以再生;生物柴油燃烧后产生的 CO2经光合作用被植物重新利用，不增加大气中 CO2的总量;此外，研究还表明，生物柴油燃3烧后的尾气中 SOx、和 NOx大气污染物的含量远低于石化柴油。因此国外大力发展生物柴油以代替石化柴油，我国也将生物柴油等为代表的绿色能源列入重点开发对象。目前以植物油为原料来制造的生物柴油价格偏高.这是其推广应用的最大的难度。而将废食用油脂回收利用.制
7、造生物柴油.则是一个很好的方案。我国餐饮业十分发达，餐饮业产生的大量潲水油不仅增加环境压力，而且给不法之徒以可乘之机，他们用湘水油生产“地沟油”重新进入食品市场，严重威胁人民大众健康。因此，国家出台了一系列政策，加强对潲水油流向的监控，鼓励开发新技术合理地利用潲水油，本研究就是利用地沟油作为原料来生产生物柴油，为潲水油的利用寻找一条有效的解决办法。生物柴油是石化柴油很好的替代能源。在我国利用餐饮业废油制造生物柴油符合世界上废油再利用的大趋势.既能减少空气污染又节省能源，而且可以废物资源化。第三章 项目技术方案和目标1、技术方案（1）采用酯化法，对原料油进行酯交换和甲酯化制备生物柴油的工艺技术。
8、（2）工艺流程：催化剂 催化剂 生物柴油原料油水洗真空脱水甲酯化酯交换分离蒸馏 生物沥青甲醇 蒸馏 冷却 冷却2、项目目标（1）建成日产 20 吨生物柴油生产线，产品达到工业燃油的标准，吨产品成本600 元。（2）技术质量指标：转化率（酯化及酯交换率）95%，生物柴油得率92%，主要性能如下表：序号 项目 指标41 15时密度/g 0.850.9002 40动力粘度/mm 2 4.07.03 按 PenskyMartens 法、在密闭杯中的闪点/ 1004 冷滤点（CFPP）/ 05 色泽 黄 35、红 66 十六烷值 507 灰分 （质量分数）% 0.038 水份 /质量分数）% 0.159
9、 总杂质/质量分数）% 0.110 中和值（FFA）/质量分数% 211 碘值 /g（100g）1 115(由油源本身决定)12 碱含量（NaK）/mg.kg 1 513 燃烧值 /大卡 9800第四章 项目建设的有利条件本项目依托单位南昌市星海饲料有限公司，公司位于南昌县莲塘火车站旁，主要以生产经营饲料及油脂为主，以饲料为辅的生产贸易一条龙服务。公司年产值 800 多万元，年利润 60 万元，年缴纳税收 15 万元。该项目已投入大量的人力、财力、物力，做了大量前期工作。2005 年开始依托江西省粮油科研所进行废弃油制备生物柴油的研究,技术上有保障； 2006 年 8 月进行了厂房的选址，前期
10、投入 50 多万元，为本项目的开展奠定了坚实的基础。项目实施技术支撑单位江西高奇粮油设备工程公司，该公司是江西省粮油科学技术研究所的控股公司，江西省粮油科学技术研究所是从事粮油、食品、水产特种饲料、生物工程等开发研究的专业机构，是江西省粮油、食品、饲料行业各企业的技术支撑和技术创新的主体力量，2001 年经江西省科技厅批准，成为省级江西省粮油工程技术研究中心，在粮油、食品、生物工程、饲料开发研究上有着雄厚的技术力量，承担国家级重点课题 65 项，部级课题 25 项，江西省科委下达的课题 26 项，江西省粮食局下达的课题 20 项，科研获奖项目 80 项，其中国家科委二等奖 5 项，省部奖 20
11、 项，江西省粮食局三等奖以上 8 次，以及其它奖项。近五年（20002005） ，在全国性杂志发表专业学术论文 41 篇。在实验仪器方面配备了气相色谱仪，原子吸收分光光度计、荧光分光光度计等一批先进的检测设备。江西省粮油科学技术研究所现有资产 805 万元，现有职工 52 人，技术人员占 85，教授级高级工程师 3 人,高级工程师 15人，工程师 17 人，拥有一支长期稳定进行技术研究开发的高素质科技队伍，为本项目的实施提供了技术上的保证。5第五章 项目建设的必要性和可行性1、项目建设的必要性（1）从国外的废油脂利用发展生物柴油来看据日本的统计(JOGS 油化学月刊)，在日本每年食用油脂的消费
12、量约为 200 万 t 而被废弃部分高达 40 万 t，其中企业单位所产生的废食用油经回收再利用，作为工业用途如制造肥皂粉的原料或饲料用油。现在这个回收通道正被转化为制造生化柴油的来源，有的肥皂粉工厂兼设了生化柴油工厂。最典型的是经营了 50 年废食油回收工作的染谷商店。染谷商店现在正有计划地逐步回收每年从一般家庭所废弃的约 20 万 t 废油脂。目前，生物柴油运用最多的是欧洲。而废食用油脂在欧盟各国通常供为饲料用油.现在也正转向发展生物柴油。在奥地利，每年从 135 个餐馆收集的废食用油脂可生产生物柴油 1 000 多t，其生物柴油的主要市场在于农业及林业设施以及湖泊与河川的体闲游艇之用，以
13、利于清洁空气。美国的废油脂产生量大约为 100 万 t/ a，有人做了调查.美国华盛顿州每人每年产生的废弃油有 12 吨。现在己经有大型的油脂公司，例如作为北美洲最大的提炼公司之一的格里芬工业公司，己经能把废食用油或动物脂肪转变为质量很好的生物柴油。总之，在能源日益紧张的今天国外都竞相发展利用废油脂制造生物柴油。（2）从国内的废油脂情况来看据中国食用油信息网介绍，我国 2000 年食用油的消费总量约为 1200 万 t，如果按消费总量 10%计算，则产生 120 万 t 的废油脂。在我国目前各个城市里.主要的是餐饮业废油脂。餐饮业废油脂是现代餐饮业的副产品。我国规定污水排入城市排污管网的饮食服
14、务企业，应安装隔油池或采取其它处理措施。人工清理隔油池，收集废油脂，产生了百姓关注的废油脂问题，这一度成为我国许多城市的热点问题。据资料，北京市内的饭馆一天就可以产生废油脂 20 t(年产 7000 多 t);南京市现有饮食、食品加工和屠宰企业 1 万多家，每人排放数百 t 污水，其中一年产生近 5 000 t 废油脂;上海市区 1998 年的食用油消费量为 20 万 t，其中行业用油 8 万 t，估计餐饮业用油达 4 万 t，按 20%算，则全市餐饮业产生的废油量 8 000 t 左右;深圳经济特区按目前餐饮业营业状况、隔油池使6用情况以及收集能力，估算每年的废油脂收集量为 3000 多 t
15、。国内利用废弃油、潲水油开展生物柴油的生产还刚刚起步，但随着石化柴油的涨价，有迅速升温之势。2、项目建设的可行性（1）项目符合江西省产业化政策和社会发展需要，是国家扶持产业。项目以废弃油为主要原料，采用甲醇进行酯化及酯交换而制成生物柴油，极大地提高其附加值。项目适应市场的发展，有望形成高科技、高附加值的新兴产业。（2）用地沟油、潲水油等废弃食用油制生物柴油，防止不法商将地沟油、潲水油经过简单精炼而再次进入食用油市场流通，从而对人们的身心健康起积极意义。（3）南昌星海饲料有限公司对该项目已投入大量的人力、财力、物力，做了大量前期工作。2005 年开始依托江西省粮油科研所进行废弃食用油制备生物柴油
16、的研究,技术上有保障； 2006年 8 月进行了厂房的选址，前期投入 50 多万元，为本项目的开展奠定了坚实的基础。第六章 结论通过对本项目的可行性研究，我们得到以下结论：1、以废弃食用油脂为主要原料生产生物柴油，既符合国家提倡的环保和可持继化发展的战略思路，又极大地提高产品的附加值。2、采用甲醇进行酯化及酯交换制备生物柴油的工艺技术可行，制备工艺过程无废气、废液、废渣产生，工艺高效环保；产品性能指标达到工业燃油标准，其技术水平达到国内先进水平。3、经过对本项目所做的大量前期工作的分析，我们认为：该项目为填补国省空白，属于技术含量较高的创新项目，市场潜力大，并符合国家对农业科技支持和科技兴农政策，具有明显的社会、经济与环保效益，请予以审核。南昌星海饲料有限公司2006 年 9 月 28 日
