利用非食用木本油脂制备生物柴油项目可行性研究报告.docx
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1、利用非食用木本油脂制备生物柴油项目可行性研究报告利用非食用木本油脂制备生物柴油项目可行性研究报告利用非食用木本油脂制备生物柴油项目可行性研究报告、总论(一)申请项目概述核心技术 为泡沫化多孔型复合金属氧化物催化剂制备技术,连续酯化-酯交换技术。中试内容为项目核心技术完善、工艺过程优化、产品质量性能的稳定和提高。创新点有:采 用湿法混合制坯一一冷冻升华脱水干燥一一煅烧工艺制备复合金属氧化物催化剂;以樟树籽油、乌柏梓油为原料,以强酸性阳离子交换树脂、泡沫化多孔型复合金属氧化物为催化剂, 采用连续酯化、酯交换工艺制备生物柴油。技术达到国内领先水平。产品用作汽车、农业机械及锅炉燃油。(二)项目预计目标
2、1、总体目标(1) 本项目计划总投资为358.00万元,其中:固定资产投资为233.33万元(其中近期完成投资 25万元),流动资金投资为124.67万元。本项目在执行期内(2006年06月2008年06月)计划投资额 293.82万元。(2)项目完成时,达到的成果熟化程度及主要技术与性能指标如下: 项目完成时,中试规模达到年产 3000吨生物柴油、270吨甘油,转化率(酯化及酯 交换率)98%生物柴油得率98%吨产品生产成本w 3500元。 产品主要质量性能指标如表1。表1产品主要质量性能指标检测项目单位本项目检测值企业标准 Q/JXSLGK-2006-2甲酯含量%(m/m)98.2 98密
3、度(20C)g/mi0.8760.860-0.900运动粘度(20 C)mrr/s4.621.9-6.0十六烷值CN49 47凝点C-3w 0冷滤点C0w 0闪点(闭口)C230 100馏程:90%馏出C289w 360馏程:95%馏出C356w 360铜片腐蚀级(50 C /3h )1aw 1润滑性(磨斑直径)m417w 460(3)本项目转化后,生产规模达到年产3000吨生物柴油和270吨甘油,其经济、社会效益及生态效益如下:经济效益(按转化后生产规模计算)年产销量:3000吨生物柴油/年,270吨甘油/年;单位产品成本:3,454.62元/吨;单位产品售价:生物柴油 4600.00元/吨
4、,甘油7000.00元/吨;年产值:1569.00万元/年;年销售收入(不含税):1341.03万元/年;年缴税总额:188.37万元/年;年纯利润:191.73万元/年。社会效益和生态效益本项目的完成和实施,可提高我国生物柴油的生产技术水平,扩大生物柴油的原料范围和供应量,降低生物柴油的原料成本和生产费用,促进我国生物柴油产业的发展,缓解我国能源供应日益紧张的局势。本项目的完成和实施,可促进我国至今仍处于自生自灭状态的樟树籽和乌柏梓资源的开发利用,提高樟树、乌柏树的经济价值,实现樟树籽油、乌柏梓油的产业化生产经营,增 加农民收入。本项目的完成和实施,可提高樟树、乌柏树的经济价值,促进樟树、乌
5、柏树这两种绿 化树种的种植,提高森林覆盖率和城乡绿化率,改善生态环境。2、阶段目标第一阶段:2007年3月至2008年2月,为项目建设期,投入资金208.33万元(筹措方式:企业自筹178.33万元,市财政资助资金 30.00万元),进行中试预备实验,工艺设 计、设备设计及选型,生产设备购置、安装及调试,人员招聘及培训等。第二阶段:2008年3月至2009年2月,为项目投产期,投入资金85.49万元,全部由本公司自筹,完善泡沫化多孔型复合金属氧化物催化剂制备技术、强酸性阳离子交换树脂催化酯化技术、泡沫化多孔型复合金属氧化物催化酯交换技术,确定其最佳工艺参数。此阶段投入的85.49万元用于补充原
6、材料收购,其它投入和在产品、 产成品占用等生产所需流动资金,进行中试生产实验,优化生物柴油的生产工艺过程及技术参数,提高产品的性能及品质,本阶段实现生产销售2000吨生物柴油、181吨甘油,完成销售收入1046.70 万元。3、资金投入及使用计划本项目执行期内计划投资额为293.82万兀,其中:固定资产投资为208.33万元,流动资金投资为85.49万元。详见表2表2项目执行期内由企业负责完成的新增投入资金到位时间及到位金额筹措渠道筹资额度(万元)到位时间备注自有资金178.332007.3自有资金85.492008.3在投产期开始前3个月合计263.82二、项目技术成果的先进性分析(一)简述
7、1、项目所涉及的具体的农业生产加工领域国内外发展现状、存在的主要问题(1)国外生物柴油发展现状及存在的问题美国对生物柴油的关注是由1990年的空气清洁法案引起的,该法案包括降低柴油废气排放的规定。1992年美国能源署(EPACT)及环保署都提出用生物柴油做燃料,能源政策法案 确定2000年用非石油燃料代替 10%勺发动机燃料,2010年这一比例将达到 30%美国前总统 克林顿于1999年签署了开发物质能的法令,其中生物柴油被列为重点发展的清洁燃料之一,采取免税政策。生物柴油在美国的商业应用始于20世纪90年代初,2005年有4家生物柴油生产企业投入产生产经营、总生产能力达30万吨/年,2010
8、规划达到60万吨/年。美国在利用生物技术开发油料植物和发展生物柴油方面投入了很大力量,政府采取减税免税、财政补贴等政策鼓励发展生物燃料。目前,美国生产生物柴油的原料主要是大豆油和转基因大豆油、生产技术主要是酯化酯交换技术,其生产成本中油脂原料成本占81%、生产费用占18%。生物柴油生产和使用最多的是欧洲。欧盟国家出台了一系列发展生物柴油的政策,如对生物柴油生产企业实行减税免税、财政补贴政策。欧盟生物柴油的年生产能力和使用量在逐年增加,2004年达到100多万吨,2005年达到200万吨。欧盟发展生物柴油的目标是:生产使用生物柴油量,2010年达到600万吨,2020年达到1000万吨;实现生物
9、燃料替代石油 燃料比,2005年达到5% 2010年达到10% 2020年达到20%。2005年部分欧盟国家发展生 物柴油的情况如下:德国有10家生物柴油生产企业、300多个生物柴油加油站投入生产经营,生物柴油总产量达60万吨/年,对生物柴油实行零税率。法国有 7家生物柴油生产企业投入生产经营,总生产能力达40万吨/年,对生物柴油实行零税率。意大利有9家生物柴油生产企业投入生产经营,总生产能力达33万吨/年,对生物柴油实行零税率。奥地利有3家生物柴油生产企业投入生产经营,总生产能力达到5.5万吨/年,税率为石油柴油税率的4.6%。比利时有2家生物柴油生产企业投入生产经营,总生产能力达到 24万
10、吨/年,对生物柴油实行零税率。保加利亚有2家生物柴油生产企业投入生产经营,总生产能力达到3万吨/ 年。欧盟国家生产生物柴油的主要原料为菜籽油,生产技术主要是酯化酯交换技术,其生产成本中油脂原料成本占 83%、生产费用占17%。日本于1995年开始研究发展生物柴油,1997年建立了 259升/日、以煎炸油为原料、采用酯交换工艺生产生物柴油的工业化实验装置,2005年生物柴油的总生产能力达到40万吨/年,其生产成本中油脂原料成本占79 %、生产费用占21%。泰国发展生物柴油的计划于 2001年7月发布,实行税收减免,泰国石油公司承诺每年收购7万吨棕榈油和2万吨椰子油,泰国的第一套生物柴油装置已于2
11、003年投入使用。目前欧洲各大汽车制造商如奥迪、大众、奔驰、菲亚特等均允许在其各款柴油轿车和卡车中使用满足欧盟标准 EN14214 : 2001-09的生物柴油,并保证给予用户相应的车辆机械保 证和保养。美国、德国、法国、意大利、瑞典、捷克、澳大利亚等国相继在1996 - 2000年间制定和发布了生物柴油技术标准。目前国外制备或生产生物柴油的技术主要是酯交换技术,使用的酯交换催化剂主要有液体酸碱催化剂、固体酸碱催化剂和离子液体催化剂等,制备或生产生物柴油的原料主要是大豆油、菜籽油、棕榈油、小桐籽油、废弃食用油,存在催化剂分离回收和再生利用率低、无 法完全避免废液和废渣的产生、原料成本和生产费用
12、较高等不足。据统计,国外生物柴油的生产成本中,原料成本占 78- 83%催化剂损耗及治理催化剂产生的废酸碱液造成的费用占 17-22%。(2)国内生物柴油发展现状及存在的问题与国外相比,我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距,发展时间短,仍处于起步阶段。政府尚未针对发展生物柴油出台具体的鼓励扶持政策,也没有制定统一的生物柴油标准,未能形成生物柴油的规模化生产经营。近年来,我国已经开展了一些生物柴油的研究开发工作。中国科技大学、石油化工科学研究院、西北农林科技大学、辽河化工厂、东北林业大学、华东理工大学、辽宁省能源所、南昌大学等单位分别进行了实验室研究和小型工业实验,已研究开发出一系列生物柴油制
13、备技术。其原料是菜籽油、大豆油、棉籽油、米糠油、棕榈油、动物油脂、废弃食用油,其制 备方法是酯交换法,所使用的酯交换催化剂有液体酸碱、固体酸碱、离子液体。然而,我国自产的植物油和动物油脂至今仍只能满足国内食用油脂需求量的60%左右,40%左右需依靠进口。在我国以菜籽油、大豆油、棉籽油、米糠油、棕榈油、动物油脂为原料生产生物柴油, 存在原料不足和成本高、产品成本超过石油柴油售价等问题,目前还难以实现商业化运作、 规模化经营,这严重影响了我国生物柴油产业的发展。虽然目前已有我国在河北、福建、四川等地已建设了多条生物柴油生产装置的报道。但从报道分析来看,由于中国食用油脂原料价格高、工艺技术比较落后和
14、投资不足等原因,与目前国际上普遍通行的采用植物油脂为原料不同,各厂家均主要以餐饮业产生的废弃食用油为原料且以间歇式生产工艺为主,存在原料供应不足、生产费用高、无法避免废液和废渣的产生、产品质量不稳定等问题,所生产的生物柴油一般仅可用于农用机械、燃油锅炉,还无 法直接用于汽车和船舶,尤其是用于柴油轿车,全国实际年产量仅有万吨左右。2、项目所涉及的农业生产加工领域国内外近期发展趋势目前,国内外制备或生产生物柴油的技术主要是酯交换技术,使用的酯交换催化剂主要有液体酸碱催化剂、 固体酸碱催化剂和离子液体催化剂,制备或生产生物柴油的原料主要是大豆油、菜籽油、棕榈油、小桐籽油、废弃食用油。存在原料不足、催
15、化剂分离回收和再 生利用率低、无法避免废液和废渣的产生、 原料成本和生产费用高、 产品质量不稳定等问题。为此,许多国家皆在寻找、开发新型廉价生物柴油原料,研究开发易分离回收再生的新型酯化和酯交换催化剂、无污染源产生和生产费用低的生物柴油生产技术,大型生物柴油生产装置及设备。如美国采用基因工程方法研究开发高含油量的大豆原料,日本开发出采用工业废油和废煎炸油作为生物柴油原料生产生物柴油技术,欧州正在利用不适合种植粮食的土地上种植富含油脂的油料作物,生物酶催化转化制备生物柴油技术已受到国内外许多学者和专家的关注。德国凯姆瑞亚斯凯特公司自 1991年起开始开发研制用植物油(如菜籽油)生 产生物柴油的工
16、艺和设备目前德国和奥地利等欧洲国家利用该公司的工艺和设备已建起了 多个生物柴油生产工厂,最大产量达300吨/日。我国江西、湖北、河南等地区樟树籽、 乌柏籽资源非常丰富, 其年产量达10万吨以上, 含油量达40%以上,至今还没有得到合理开发利用。樟树籽油、乌柏梓油为非食用油脂、适 宜制备生物柴油,在我国属制备生物柴油的理想原料。因此,在我国利用樟树籽油、乌柏梓 油制备生物柴油意义重大。3、本项目技术与国内外同类产品技术的比较及实施前后技术经济指标的主要变化(1)本项目产品技术与国内外现有同类产品技术的产品质量性能比较见表3。表3本项目产品技术与国内外现有同类产品技术的产品质量性能比较检测项目单位
17、本项目产品国内外同类产品色度号1.62.1-3.2甲酯含量%(m/m)98.296-98硫含量%(m/m)0.010.02-0.04甲醇含量%(m/m)0.130.13-0.15游离甘油含量%(m/m)0.010.01-0.02甘油总含量%(m/m)0.0180.02-0.03酸度mgKOH/100ml0.150.1-0.5水分%(v/v)0.02%0.02-0.05%灰分%(m/m)0.0080.01机械杂质%(m/m)无无10%蒸余物残炭%(m/m)0.040.03-0.08密度(20C)g/ml0.8760.860-0.900(15C)运动粘度(20 C)mrr/s4.624.2-5.1
18、(40C)十六烷值CN4947-52凝点C-30冷滤点C00闪点(闭口)C230180馏程:90%馏出C289328-350馏程:95%馏出C356350-360铜片腐蚀级(50 C /3h )1a1润滑性(磨斑直径)m417426-460(2)本项目实施前后技术经济指标发生的变化见表4。表4 本项目实施前后技术经济指标发生的变化技术经济指标项目生物柴油本项目实施前本项目实施后工业化程度只能小批量生产可规模化生产生产规模(吨/年)年产30吨生物柴油和2.7吨甘油年产3000吨生物柴油和270吨甘油生产成本(兀/吨)37903,454.62(二)项目创新点1、技术创新:(1)本项目采用湿法混合制
19、坯一一冷冻升华脱水干燥一一煅烧工艺开发制备比表面大(300-350平方米/克)、中孔(5-10纳米)的泡沫化多孔型复合金属氧化物催化剂。克服了 国内至今仍普遍采用的湿法混合制坯一一加热脱水干燥一一煅烧工艺只能制备出孔径w2纳米或比表面积w 200平方米/克的多孔状复合金属氧化物催化剂的不足。(2)本项目以强酸性阳离子交换树脂为酯化催化剂、泡沫化多孔型复合金属氧化物为酯交换催化剂,酯化和酯交换率高(98%),催化剂易于分离回收和再生利用,避免了反应产物的水洗、干燥过程。克服了国内现有以液体酸碱、固体酸碱、离子液体为酯交换催化剂 的生物柴油酯交换制备技术存在催化剂不易分离回收和再生利用、酯交换率偏
20、低(W 97%),反应产物需经水洗、干燥过程;同时,也克服了生物酶催化酯交换法制备生物柴油技术中生 物酶昂贵且易溶剂中毒,目前还无法实现工业化生产之不足。(参见查新报告及科技成果鉴定证书)。2、生产工艺创新:本项目以樟树籽油、乌柏籽油的调配油为原料,采用连续强酸性阳离子交换树脂催化酯化、泡沫化多孔型复合金属氧化物催化酯交换工艺制备生物柴油。酯化和酯交换率高(98%),催化剂易于分离回收和再生利用,可以高酸价油脂为原料、充分转化利用油脂原料 中的游离脂肪酸,避免了油脂原料的脱胶、脱酸等精炼过程和反应产物的水洗、干燥过程, 整个生产过程中无废气、废液、废渣产生,对环境友好,原料及生产成本低,可实现
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