工业规模高真空连续精馏分离脂肪酸甲酯装置项目可行性研究报告.doc

项目概况1.1项目单位基本情况项目名称：20000吨/年工业规模高真空连续精馏分离脂肪酸甲酯装置项目建设单位：宁波杰森能源有限公司法人代表：邬仕平项目选址：奉化松岙经济开发区企业基本情况：宁波杰森能源有限公司。公司采用先进科技成果，以废弃油脂（地沟油）为原料，生产棕榈酸甲酯，油酸甲酯，为进一步综合利用创造了必要条件，棕榈酸甲酯氢化还原成十六碳醇，合成棕榈酸异丙酯，棕榈酸异辛酯，棕榈酸甲酯磺酸盐（MES），棕榈酸甲酯乙氧基化物（FMEE）等等。油酸甲酯可用作合成醇酸树脂、聚酰胺树脂、塑料增塑剂、工程塑料、合成纤维尼龙的原料，也可以生产合成表面活性剂、皮革加脂剂、纺织油剂、石油油品添加剂、农乳增效剂等等。油酸甲酯经聚合反应生成二聚酯，以二聚酯为原料进一步合成二聚酯型聚酰胺固化剂、二聚酯型聚酰胺树脂、二聚酯型聚酰胺热熔胶、二聚酯型聚酯多元醇、二聚醇、异硬脂酸酯、单酯、氢化二聚酯、高纯二聚酯、三聚酯等等。(见地沟油综合利用附件）高品质油酸甲酯产品广泛用于农药、制鞋、电子、涂料等行业，并大量出口美、日、韩、东南亚、欧盟等地区，深受国内外客户的青睐，宁波杰森能源注册资本xxx万元，技改投资总额2500万元，主要以生物柴油为原料，连续高真空精馏分离生产油酸甲酯、棕榈酸甲酯等油脂化工产品，年产油酸甲酯1.45万吨，年产值16000万元。1.2产品方案及生产规模生产规模：20000吨/年工业规模高真空连续精馏分离脂肪酸甲酯装置。产品方案：按年处理粗脂肪酸甲酯20000吨计算，年工作日为330天，日处理约60吨，其中年产油酸甲酯14500吨左右、(油酸甲酯中十六碳甲酯残留小于1）棕榈酸甲酯3500吨左右、（棕榈酸甲酯中十八碳甲酯残留小于2）植物沥青（黑脚）2000吨左右。1.3产品市场预测以地沟油为原料，经酸催化酯化脱酸，碱催化酯交换，再经沉降分离脱醇分出粗甘油，粗脂肪酸甲酯经真空脱气脱低沸，连续真空精馏脱轻组份（棕榈酸甲酯），经连续蒸馏获得油酸甲酯，重组份通过分子蒸馏进一步蒸干挥发物后得商品植物沥青。从化学组成上看，地沟油生物柴油一般为直链分子，通常有14-18个碳原子,含有一定量的氧元素,除少量的饱和脂肪酸甲酯外，都有一个以上的双键。地沟油生物柴油(脂肪酸甲酯)由70-80为不饱和脂肪酸甲酯，（如棕榈油酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯等）15-25为饱和脂肪酸甲酯，（如豆冠酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯等）5-10的植物沥青组成。表1：各种油脂脂肪酸组成与性状 -玉米油大豆油花生油棉子油地沟油棕榈油红花子油猪油C8辛酸 Caprylic -C10癸酸 Capric -C12月桂酸 Lauric -待添加的隐藏文字内容2-C14豆蔻酸 Myristic -1.01.51.5-1.5C16棕榈酸 Palmitic 12.511.511.526.018.542.08.027.0C16-1棕榈油酸 Palmitoleic -1.020.5-3.0C18硬脂酸 Stearic 2.54.03.03.05.04.03.013.5C18-1油酸 Oleic 29.024.553.07.532.043.013.543.4C18-2亚油酸 Linoleic 55.053.026.051.536.09.075.010.5C18-3亚麻酸 Linolervic 0.57.0-5.0-0.50.5C20花生酸 Arachidic -1.5-C20-1Eicenoic-1.5-不饱和饱和脂肪酸 5.75.454.882.23.01.118.091.35碘价(I.V.)1051251231428410110011510011540601351564070皂化价(S.V.)187195188195194205190200190200196210186194193220溶点(Melting point)液态液态2535液态2035304015183238比重KGL0.9210.9240.9190.9220.9200.8990.9250.920精馏分离得到的油酸甲酯为无色至浅黄色透明、油状液体，凝固后为白色软固体，溶于乙酸、乙醚、三氯甲烷、苯、汽油等有机溶剂，不溶于水，具有有机羧酸酯的一般化学通性及不饱和双健的化学特性，精馏油酸甲酯可用作合成醇酸树脂、聚酰胺树脂、塑料增塑剂、工程塑料、合成纤维尼龙的原料，也可以生产合成表面活性剂、皮革加脂剂、纺织油剂、石油油品添加剂，农乳增效剂等等。目前国内年需求量约为10万吨，年产量约为1万吨，据预测到2015年，需求量将达1520万吨。副产品棕榈酸甲酯氢化还原成脂肪醇，合成棕榈酸异丙酯，棕榈酸异辛酯，棕榈酸甲酯磺酸盐（MES），棕榈酸甲酯乙氧基化物（FMEE）等等。随着国民经济的不断发展，人民生活水平的日益提高，市场对棕榈酸甲酯及油酸甲酯的需求量逐年增长。植物沥青（黑脚）为油状粘性液体，主要用于生产铸造粘结剂、橡胶软化剂、水泥预制隔离剂、黑色印刷油墨、沥青涂料及生物环保燃烧重油等。目前，国际市场上以脂肪酸及其酯为主的基本油化产品合成的各类衍生物已超过2000种，这些产品大多属于精细化工范畴，所以国外特别重视脂肪酸及其酯的纯度和质量，而我国油化产品由于品质不高，产品无法与进口产品竞争，每年还需大量进口。因此，高品质油酸甲酯、棕榈酸甲酯等油化产品应用范围广，市场需求大，目前，国内尚无高品质脂肪酸甲酯专业生产厂家，利用丰富的地沟油生产高品质的油酸甲酯、棕榈酸甲酯等产品，是一举两得的措施，可使废物得到综合利用和保护环境，又填补了国内空白，得到产市场紧俏的产品，市场前景良好，具有较大发展前途的项目。根据市场调查，国内油酸甲酯售价为80008500元/吨，棕榈酸甲酯为70007500元/吨，黑脚3400元/吨，本项目经过分析对比，将产品定价为油酸8200元/吨，棕榈酸甲酯7200元/吨，黑脚3400元/吨，价位比较合理，加之原料价廉因而价格上有较强竞争力。1.3.1技术方案精细化工是当今世界化学工业激烈竞争的焦点，也是国家综合实力的重要标志之一。通常，精细化工产品及其原料的分子质量大、结构复杂、沸点高、杂质多且与其沸点差小，而对产品或原料的纯度、颜色和嗅味的要求又相当高，因此给分离提纯带来很大的困难，往往成为制约产品质量的瓶颈，造成国内外产品性能的巨大差距，更由于这类物质普遍存在的热敏性，就使得本来已相当难分离提纯的过程愈加复杂苛刻。尽管液-液萃取、结晶、吸附、膜分离等单元操作在精细化工产品分离过程中也多有应用，但无论如何，在化学工程中遇到分离技术时，首先是考虑精馏，它几乎占分离单元操作的90%以上，尤其在精细化工产品分离提纯中，由于热敏性物质的存在，高真空精馏更是经常采用的分离技术手段。所谓热敏性，即是在某一温度下，该物质将发生聚合、分解等反应而遭受破坏，因此，提纯分离必须限定在一定的较低温度和压力下进行。通常，在不到一个大气压的压力下进行的精馏(蒸馏)称为真空精馏(减压蒸馏)，其中在13.3-3990Pa的绝对压力下操作的精馏又称为高真空精馏。地沟油为原料生产的脂肪酸甲酯精馏分离符合上述要件，必须采取高真空精馏分离技术。脂肪酸甲酯高真空精馏是指分馏系统在高真空状态下，通过加热装置的连续不断供给热能，对混合液进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，这一过程可使混合液得到近乎完全的分离。分馏系统的真空度越高，混合液的分离温度便越低，可使低沸点的组分完全分离，亦更好地保持了不饱和脂肪酸的物理化学性质。由于植物脂肪酸甲酯多为多组分物质，各组分的汽化温度不同，因此，在精馏过程中，不同温度且互不平衡的气液两相接触时，必然会同时产生传热传质的双重作用，当上一级的液相回流与下一级的气相直接接触时，就可发生低沸点组分的多次部分汽化和较高沸点组分的部分冷凝。通过如此的重复多次进行，达到精馏提纯的目的。最终获得想要轻相产品与重相产品。本项目关健技术是消化，吸收德国鲁奇连续精馏，蒸馏脂肪酸生产工艺装备技术的基础上，(见附件德国鲁奇脂肪酸工艺技术）自主研发设计工业规模高真空连续精馏分离脂肪酸甲酯装置。该装置中：采用了德国鲁奇脂肪酸及甲酯精馏，蒸馏工艺技术，采用了1300Pa操作低能耗的精馏分离技术，采用瑞士苏尔寿252Y高效规整填料技术，采用了德国GEA的分子蒸馏脱残渣技术等。脂肪酸甲酯高真空减压精馏与蒸馏是油化生产中的重要步骤，以获得产品要求的纯度、色泽和稳定性。工业规模高真空连续精馏分离脂肪酸甲酯装置，该装置（工艺装备技术）具有，连续式，可大规模生产，工艺参数稳定，精馏和蒸馏成份品质稳定，能耗低、效率高，无三废污染特点。产品质量和装置综合性能均达到国际先进水平。1.3.2工艺流程（见附件：工艺流程图）粗脂肪酸甲酯经二级真空脱气脱低沸，三级真空连续精馏脱轻组份（棕榈酸甲酯），再经四级真空连续蒸馏获得油酸甲酯，重组份通过分子蒸馏进一步蒸干挥发物后得商品植物沥青。工艺流程示意图 1.3.3主要设备主要设备详见表2。表2 主要设备表序号名称主要材料数量吨价格（万元）1脂肪酸甲酯脱气脱低沸316L11.5 252脂肪酸甲酯分馏塔317L112.00 1503脂肪酸甲酯蒸馏塔316L19.50 1204分子蒸馏脱沥青210.0 1005脂肪酸甲酯加热器304/316L10.60 56脂肪酸甲酯加热器316L10.80 67精馏再沸器317L14.00 508精馏蒸汽发生器CS/317L13.00 409蒸馏再沸器317L14.00 509蒸馏蒸汽发生器CS/316L13.00 4010酯/酯换热器316L10.50 4.511酯/酯换热器316L10.50 4.512酯/酯换热器316L10.7 613精馏顶组分冷却器316L10.4 314脂肪酸甲酯冷却器316L10.14 215脂肪酸甲酯冷却器316L10.4 316脂肪酸甲酯冷却器316L10.4 317蒸馏顶组分冷却器316L10.5 418重组分冷却器316L10.4 319棕榈酸甲酯接收罐316L11.40 620油酸甲酯接收罐316L11.40 621前馏份接收罐316L10.40 322重组分接收器316L10.40 323沥青接收罐316L10.40 32410万大卡冷冻机组1 1525真空机组4 10026泵16 10027管道阀门 15028仪表与控制 10029钢架与设备保温 5030工程不可预见费 50合计壹仟贰佰零伍万元 1205万元1.4主要原材料、燃料及动力供应主要原料：粗脂肪酸甲酯2.00万吨/年； 燃料：煤2000吨/年； 耗电：100万kwh/年； 耗水：10000吨/年。1.5工程建设方案项目占地39600平方米（60亩），总建筑面积8000平方米，其中生产车间4000平方米，包括主要生产厂房、仓库、化验室等；公用辅助建筑4000平方米，包括办公楼，宿舍、食堂、配电室、锅炉房及其他附属设施。购置设备45台（套）。1.6公用工程和辅助设施方案1.6.1交通该项目选址在奉化松岙xxxxxx公路四通八达。区位优势明显，是项目建设的理想之地。1.6.2供电该项目装机容量为440KW，年用电量为100万度，从厂区附近xxKV变电站引入，厂区增设xxxKVA变压器即可满足生产所需。1.6.3供水该项目建成后年需用水10000吨，其中生活用水1500吨，生产用水8500吨，厂区内现有自然水可满足生活、生产所需，生活用水可通过化粪池处理后用于厂区绿化，生产用水循环使用不外排。雨水可直接排入工业区污水管网，进入污水处理厂。1.7环境保护该项目在生产过程中对环境造成影响的有以下几方面：废水；废气；废渣；生活污水；生活垃圾；噪声。1.7.1废水治理措施（1）污水先经沉砂池使水中杂质沉降再经油去除表面浮油，可回收有价值的脂肪酸。1.7.2废气治理措施锅炉烟气水膜除尘后xx米高烟囱排放，烟尘浓度250mg/m3，林格曼黑度小于一级，除尘效率95.5%，SO2，540 mg/m3，达到二类标准。1.7.3废渣治理措施主要是锅炉燃烧产生的废渣，可直接供给建材厂作为墙体材料使用。植物沥青作环保燃烧重油。1.7.4生活污水及生活垃圾治理措施生活污水经化粪池处理后用于厂区绿化。生活垃圾定点堆放，定期运往县城垃圾填埋厂处理。1.7.5噪声治理措施噪声主要来源是转动设备运行产生的，凡对有噪声的设备设有减振装置和消音器，可确保厂界噪声60dB。1.8项目实施规划该项目计划从2013年6月到2013年12月为项目工艺装备技术设计阶段，2014年1月到2014年6月为设备加工制作阶段，2014年7月到2014年12月为设备安装调试阶段，2015年1月份开始试生产，建设期为1.5年。1.9投资及经济效益项目总投资2500万元，其中：固定资产1500万元，流动资金1000万元。所需资金全部由承办单位自筹解决。项目建成投产后，年均销售收入可达16000万元，上缴税金1500万元，实现利润1250万元，投资回收期为2年。