用飯店廚房廢油生產(chǎn)生物柴油新技術(shù)

一、市場(chǎng)展望

近年來，受國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)的拉動(dòng)，中國(guó)石油市場(chǎng)需求增勢(shì)強(qiáng)勁，石油產(chǎn)品需求總量增長(zhǎng)幅度達(dá)到兩位數(shù)，為11.4%，比上年提高了7.4個(gè)百分點(diǎn)，這促進(jìn)了石油進(jìn)口量的大幅攀升，使我國(guó)成為石油消費(fèi)和進(jìn)口大國(guó)。石油市場(chǎng)資源供應(yīng)出現(xiàn)緊缺，價(jià)格全面上漲。據(jù)中國(guó)物流信息中心統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)石油及制品累計(jì)平均價(jià)格比上年提高11.8%。初步分析2004年中國(guó)石油市場(chǎng)供需形勢(shì)與2003年情況基本相似，將繼續(xù)保持消費(fèi)需求旺盛，供需基本平衡的格局，但不排除受季節(jié)、運(yùn)輸?shù)纫蛩赜绊懚霈F(xiàn)局部性和結(jié)構(gòu)性的供應(yīng)緊張。預(yù)計(jì)2004年中國(guó)原油消費(fèi)量為2.7億噸，凈進(jìn)口量有可能超過1億噸。

我國(guó)是一個(gè)石油凈進(jìn)口國(guó)，石油儲(chǔ)量又很有限，大量進(jìn)口石油對(duì)我國(guó)的能源安全造成威脅。因此，提高油品質(zhì)量對(duì)中國(guó)來說就更有現(xiàn)實(shí)意義。而生物柴油具有可再生、清潔和安全三大優(yōu)勢(shì)。專家認(rèn)為，生物柴油對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源安全和生態(tài)環(huán)境綜合治理有十分重大的戰(zhàn)略意義。目前，汽車柴油化已成為汽車工業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向，據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2010年，世界柴油需求量將從38%增加到45%，而柴油的供應(yīng)量嚴(yán)重不足，這都為油菜制造生物柴油提供了廣闊的發(fā)展空間。發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)還可促進(jìn)中國(guó)農(nóng)村和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。如發(fā)展油料植物生產(chǎn)生物柴油，可以走出一條農(nóng)林產(chǎn)品向工業(yè)品轉(zhuǎn)化的富農(nóng)強(qiáng)農(nóng)之路，有利于調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入。

　　柴油的供需平衡問題也將是我國(guó)未來較長(zhǎng)時(shí)間石油市場(chǎng)發(fā)展的焦點(diǎn)問題。業(yè)內(nèi)人士指出，到2005年，隨著我國(guó)原由加工量的上升，汽油和煤油擁有一定數(shù)量的出口余地，而柴油的供應(yīng)缺口仍然較大。預(yù)計(jì)到2010年柴油的需求量將突破1億噸，與2005年相比，將增長(zhǎng)24%；至2015年市場(chǎng)需求量將會(huì)達(dá)到1.3億噸左右。近幾年來，盡管煉化企業(yè)通過持續(xù)的技術(shù)改造，生產(chǎn)柴汽比不斷提高，但仍不能滿足消費(fèi)柴汽比的要求。目前，生產(chǎn)柴汽比約為1.8，而市場(chǎng)的消費(fèi)柴汽比均在2.0以上，云南、廣西、貴州1等省區(qū)的消費(fèi)柴汽比甚至在2.5以上。隨著西部開發(fā)進(jìn)程的加快，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大基礎(chǔ)項(xiàng)目的相繼啟動(dòng)，柴汽比的矛盾比以往更為突出。因此，開發(fā)生物柴油不僅與目前石化行業(yè)調(diào)整油品結(jié)構(gòu)、提高柴汽比的方向相契合，而且意義深遠(yuǎn)。

　　　　中國(guó)工程院有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，中國(guó)“十五”計(jì)劃發(fā)展綱要提出發(fā)展各種石油替代品，將發(fā)展生物液體燃料確定為國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。生物柴油產(chǎn)業(yè)得到了國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)和國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、科技部等政府部門的支持，并已列入有關(guān)國(guó)家計(jì)劃。

　　發(fā)展生物柴油，我國(guó)有十分豐富的原料資源。我國(guó)幅員遼闊，地域跨度大，水熱資源分布各異，能源植物資源種類豐富多樣，主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夾竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大風(fēng)子科和蘿摩科等。目前我國(guó)生物柴油的開發(fā)利用還處于發(fā)展初期，要從總體上降低生物柴油成本，使其在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變中發(fā)揮更大的作用，只有向基地化和規(guī)?；较虬l(fā)展，實(shí)行集約經(jīng)營(yíng)，形成產(chǎn)業(yè)化，才能走符合中國(guó)國(guó)情的生物柴油發(fā)展之路。隨著改革開放的不斷深入，在全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程中，在中國(guó)加入WTO的大好形勢(shì)下，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平將進(jìn)一步提高，對(duì)能源的需求會(huì)有增無(wú)減，只要把關(guān)于生物柴油的研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成產(chǎn)業(yè)化，則其在柴油引擎、柴油發(fā)電廠、空調(diào)設(shè)備和農(nóng)村燃料等方面的應(yīng)用是非常廣闊的。

另外，（1）最新消息：下月二會(huì)結(jié)束后我國(guó)成品油供應(yīng)價(jià)格機(jī)制進(jìn)行重大改革，與國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格接軌，根據(jù)目前國(guó)際市場(chǎng)原油價(jià)格安每桶67美圓計(jì)，現(xiàn)在我國(guó)市場(chǎng)柴油和汽油價(jià)格在現(xiàn)有基礎(chǔ)上要增加1400元左右一噸，即柴油可上升到每噸6400左右。

（2）上海市從2月15日起，對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣排放達(dá)不到歐2標(biāo)準(zhǔn)的車輛禁止在市區(qū)行駛。明年標(biāo)準(zhǔn)提高到歐3。從全國(guó)范圍來看國(guó)家對(duì)環(huán)保越來越重視，特別是大中城市在近期可能會(huì)陸續(xù)制定相關(guān)的政策限制高排放、高污染車輛及爐灶在一定范圍里使用。

二、原料來源

生物柴油主要原料采用植物脂肪酸和甲醇。脂肪酸的主要組成部分，其化學(xué)構(gòu)成主要是一個(gè)羧基（-COOH）和一長(zhǎng)串碳?xì)滏?br />     （1）根據(jù)脂肪酸分子式[CH₃(CH₂)_nCOOH]中是否含有碳碳雙鍵分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。
    （2）根據(jù)碳?xì)滏湹拈L(zhǎng)短可以分為短鏈脂肪酸（4-6個(gè)碳）、中鏈脂肪酸（8-12個(gè)碳）和長(zhǎng)鏈脂肪酸（12個(gè)碳以上）。

    甲醇是一種易燃易揮發(fā)的無(wú)色透明液體，化學(xué)名稱：甲醇或稱木精，英文名稱： Methanol或Methyl Alcohol, Wood Alcohol ，分 子 式：CH₄O ，結(jié)構(gòu)式：CH₃OH   

具有與現(xiàn)實(shí)使用的液體燃料極為相近的燃燒性能，辛烷值高，抗爆性能好，其生產(chǎn)原料非常廣泛

    我們國(guó)家是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，如果全國(guó)有5%的農(nóng)民都種油類植物，這樣可以極大的提高廣大農(nóng)民的收入，又能解決國(guó)家再生能源問題，是一項(xiàng)利國(guó)利民的大好事。

    我國(guó)又是一個(gè)煤炭?jī)?chǔ)量眾多的國(guó)家，甲醇主要從煤炭中提取，這樣可以提高煤炭的綜合利用價(jià)值，又能減少煤炭直接燃燒，降低污染。如果生物柴油在全國(guó)大面積推廣可以形成一個(gè)農(nóng)民增加收入、煤炭綜合利用。國(guó)家解決能源再生問題并減少污染的一個(gè)產(chǎn)業(yè)率，最終對(duì)國(guó)家及社會(huì)產(chǎn)生較大的社會(huì)效應(yīng)。

    另外，地溝油是城市餐飲行業(yè)的下腳料，經(jīng)過有關(guān)渠道收集后進(jìn)行加工，可變廢為寶，即可解決污染問題，又能作為一種生物柴油的主要原料，降低成本。

生物柴油與菜籽油的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性比較

                    菜籽油    生物柴油

  200C時(shí)的密度   0.90～0.92     0.88

  400C時(shí)的動(dòng)力粘度  60～80      7～8

  十六烷值 39  58

  燃點(diǎn)（0C）  >220   135

  凝結(jié)點(diǎn)（0C）    -8～-18     -12

  化學(xué)中和作用      弱  強(qiáng)

  燃燒后殘?zhí)浚ǎィ?span style="mso-tab-count: 1">     0.25    0.02

  能源密度（度/升）   4.6 4.425

  發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成本（歐元/臺(tái)）※    1534～4602   256～511

 發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成本（大宗）（歐元/臺(tái)）※　 　   <256   <256

  生產(chǎn)成本（歐元/升）     0.13～0.21     0.23～0.31

  市場(chǎng)價(jià)格（歐元/升）     0.23～0.28     0.36～0.41

注：本表系德國(guó)應(yīng)用數(shù)據(jù)?！鶠楣浪阒?span lang="EN-US">

生物柴油和常規(guī)柴油的性能比較

特性     生物柴油    常規(guī)柴油

冷濾點(diǎn)（CFPP）/℃         

  夏季產(chǎn)品 -10 0

  冬季產(chǎn)品 -20 -20

20℃的密度/g.mL-1    0.88    0.83

40℃動(dòng)力粘度/mm2.s-1   4～6    2～4

閉口閃點(diǎn)/℃    ＞100  60

十六烷點(diǎn)    ≥56    ≥49

熱值/MJ.L-1   32  35

燃燒功效（柴油=100%），%    104     100

硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ＜0.001     ＜0.2

氧含量（體積分?jǐn)?shù)），% 10  0

燃燒1 kg燃料按化學(xué)計(jì)算法的最小空氣耗量/kg    12.5    14.5

水危害等級(jí) 1    2

三、成本分析

如安每天生產(chǎn)30噸生物柴油計(jì)需設(shè)備投資100萬(wàn)元，流動(dòng)資金20萬(wàn)元，場(chǎng)地400-500平方米，儲(chǔ)油罐100立方，生產(chǎn)工人3人。

實(shí)際利潤(rùn)=5000（市場(chǎng)0號(hào)柴油價(jià)格）－3845.00=1155.00元－400.00（銷售讓利）=755.00元（每噸）

每日利潤(rùn)=755.00×30=22650.00元

每年利潤(rùn)=22650.00×300=6795000.00元

注：1.生物柴油用在車輛上與0號(hào)柴油3：7調(diào)和使用。用在鍋爐上可5：5調(diào)和使用。

       2.如和柴油調(diào)和另需添置錐形混合罐（10立方）2臺(tái)，價(jià)格7萬(wàn)元左右。

四、特點(diǎn)

1.     1.     加工工藝簡(jiǎn)單，投資少，見效快。如日生產(chǎn)30噸生物柴油設(shè)備投資僅需100多萬(wàn)元。傳統(tǒng)工藝光設(shè)備投資需1000萬(wàn)元左右。我們主要采用化學(xué)調(diào)和加溫反映一次合成。

2.     2.     環(huán)保效果明顯，經(jīng)檢測(cè)汽車尾氣能下降50%以上。

3.     3.     主要原料來源廣，脂肪酸、油酸、酸化油、地溝油及甲醇均可使用。

4.     4.     本產(chǎn)品能與任何品種柴油任意比例調(diào)和使用。

三、30～50t/d生物柴油設(shè)備清單及車間概算
一、 30～50t/d生物柴油設(shè)備清單
序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格型號(hào)         數(shù)量（臺(tái)） 單價(jià)（萬(wàn)元） 總價(jià)（萬(wàn)元）備注
 1   煉 油 鍋 LYG1800          3          2.25         6.75
 2   酯 化 鍋 TSG1800          2         3.60         10.80
 3   酯 化 鍋 TGG1800          2         8.80         17.60  
 4   水噴射真空泵 PSW160       4        0.40          1.60
 5   葉片過濾機(jī) NYB-20m2       1         4.50         4.50
 7   碳鋼袋式過濾器 0.5m2       4       0.32 1.28
 8   離心分離機(jī) DHZ470         1        26.0          26.0
 9   離心水泵 IS80              4       0.24           0.96
10   齒輪油泵 KCB-83.3-         4        8 0.1          51.20
11   溶劑泵 YBR                3         0.25          0.75
12   鋁合金列管冷凝器 LN-15m2  2      0.80            1.60
13   螺旋板換熱器 10m2          1       0.60           0.60
14   催化劑溶解罐               2       2.30           4.60
15   汽水分離器 Φ60            4       0.15           0.60
16   高位槽 1m3                 2       0.12            0.24
17   空氣壓縮機(jī) ZV-0.6/7-B       1       0.56            0.56
18   溶劑貯槽 2.5m3             1       0.24            0.24
19   成品油暫存罐 2.5～3 m3      1       0.25           0.25
20   不銹鋼列管冷凝器 LN-15m2   2      2.60           5.20
21   蒸汽鍋爐 1噸               1      12.0           12.0

22.  其他