年产20万吨生物柴油项目可行性研究报告

组名称梦之飞越队班级题目年产20吨生物柴油项目化工093老师打分自评分成员学号姓名分工联系方式9107庄健彬（队长）负责分工合作，带控制的流程图的设计、工艺计算、工艺说明书、设备选型、PPT制作及最终汇报发言；6721758203邓华聪项目建议书中的市场分析与建设规模；选址情况和主要建设条件；7319梁伟超项目承办方概况与项目背景；项目建设的必要性和有利条件建议书；7420李超企业组织与劳动定员、项目实施进度计划、总体布置与主要技术方案；8527麦玮诚投资估算、资金筹措、财务效益预测；8637赖柏林环境及安全影响分析及节能减排；8739刘云带控制点流程图的制作、CAD图制作；化工设计大作业目录一、总论111项目情况1111项目名称1112项目承办人和组员1113项目拟建地区、地点1114编制本可行性研究报告所依据的法规、文件及资料112项目背景2121项目概况2122项目优势3123项目投资的必要性4124项目投资的条件5二、需求预测及建设规模521产品概述522生物柴油的用途623生物柴油的市场分析及预测6231国外市场需求分析7232国内市场需求分析及预测724销售价格分析预测825产品方案和拟建项目的规模8三、原材料、燃料及公用设施情况931原料现状及发展趋势932餐饮废油的来源1033产品、副产品和原料规格及质量指标11331产品生物柴油质量指标11332副产品甘油质量指标12333主要原料质量指标1334油厂皂脚的价格及发展前景1335原料来源及数量14四、建厂条件和厂址方案1541建设规模1542厂址确定16五、设计方案1751生物柴油的定义1752技术来源1853本项目采用的工艺1954生产过程20541生产工艺流程20542生产安全21543消防设施22544防火防爆23545防爆措施23546易燃易爆品的性质参数、危险性及措施24547节能措施2555设计规模和要求2656能量和物料衡算2757设备选型2958厂区平面布置30581厂区概况32582厂区平面布置图34583布局说明3559厂内外运输方案的比较及初步选择36591原料及辅助原料运输38592产品及废料的运输40六、环境保护方案4461建厂地区环境现状46611建厂地区的概述48612建厂地区的自然条件50613环境质量概况5162建厂地区的社会现状52621劳动力资源53622现有工业分布及主要污染源54623建厂地区对环境的特殊要求57624地区环境对本项目的影响5863拟建项目的污染物及其处理方案59631生产原料和催化剂及其对环境的影响60632“三废”污染物的分析及其治理方案6164工厂绿化方案62641厂前区绿化63642生产用地绿化64643生活用地绿化65644工业防护绿地65七、企业组织、劳动定员和人员培训6671生产车间及辅助车间的划分6672人员配备及培训规划67721人员管理与配置68722培训规划6873培训人员的要求69731初期组织架构69732中期组织架构70八、总投资估算与资金筹措7081总投资估算范围7182固定资产71821工艺设备费用7283无形资产72九、项目经济效果分析7291全面预算体系7292财务评价依据及基础数据与参数7393项目生产成本估算7399结论与建议73991结论74992建议74附录一生产成本估算表74附录二总费用估算表75附录三主要财务评价数据指标汇总表76一、总论11项目情况111项目的名称利用废生物材料制取年产20万吨生物柴油建设项目112项目承办人和组员组长庄健彬组员邓华聪麦玮诚李超刘云赖柏林梁伟超113项目拟建地区、地点茂名石化工业园区114编制本可行性研究报告所依据的法规、文件及资料1、编制依据（1）广东省成品油分销体系“十二五”发展规划编制工作方案（商商贸发2009393号）（2）2005年2月28日国务院颁布中华人民共和国可再生能源法（2006年1月1日实施）（3）国务院促进产业结构调整暂行规定（2005年）；2、编制原则1贯彻执行国家基本建设的方针，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。2采用先进可靠的工艺技术，节能并严格控制对环境的污染，减少“三废”排放。3节能与降耗并重，做好工艺余热的回收和水的重复利用，提高水的循环利用率。12项目背景121项目概况近10年来,随着石油储量的日益减少以及人类对石油燃烧所带来的地球环境影响的关注，作为可再生资源的生物柴油被日渐关注。目前制备生物柴油主要是以油料作物、野生油料植物、工程微藻、动物油脂和餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是利用植物油脂或动物油脂等可再生资源制造可替代石化柴油的清洁安全的新型燃料，具有可再生、燃烧污染物排放低、温室气体排放低等特点。由于生产成本略低于普通柴油，且与常规柴油相比，生物柴油具有点火性能佳、燃烧更充分、适用性广、保护动力、通用性好、安全可靠、节能降耗、气候适应性好、功用多等无法比拟的性能，具有很强的市场竞争力。生物柴油的原料成本低且来源广泛，它是一种清洁环保型可再生能源，开发生物柴油，对于改变我国现有的燃油结构、促进经济发展、保护城市环境、进一步实施可持续发展战略具有十分重要的意义。本项目工艺采用将原料油先经过滤去除机械杂质，再连预处理的原料油经过闪蒸脱水使含水质量分数降低。预处理的原料油经过三级串联反应后，生成的甲醇在硫酸的催化下连续逆流反应，过量的甲醇作为带水剂将酯化反应产生的水一同带出反应体系，进入后续甲醇精馏塔回收利用；反应产物经气液分离器进入脂肪酸甲酯真空精馏塔精炼，进而获得生物柴油产品。来自气液分离器的液相产物进入脂肪酸甲酯真精馏塔精馏，侧线采出得到生物柴油成品油；反应所产生的副产物（甘沥青、低沸点生物柴油等）可进一步回收利用，生产工艺分三步进行预处理、酯化、生物柴油精制。122项目优势1生产工艺的优势生产工艺有物理混合稀释法、热分解法和脂交换法脂交换法以被绝大多数国家广泛利用，工艺成熟，稳定性好。所以本设计项目采用高酸值油脂的脂交换法生产生物柴油，主要体现在以下几个方面第一，以植物油脂如高酸值酸化油、餐饮垃圾油等为原料，可大幅度降低原料成本且原料来源广泛。第二，所采用的硫酸作催化剂可以同时催化酯化和酯交换反应，催化剂具有活性高、易分离、稳定性好等优点。第三，反应过程采用的逆流绝热三釜串联工艺，大大地降低了能量的损耗和厂区空间。第四，反应过程中大量甲醇既作为反应物，又作为带水剂将反应产生的水带出体系，大幅度提高了酯化反应转化率而有效降低了产品的酸值和原料的利用率。第五，塔顶和塔釜所产生的副产物可再次开发和利用。第六，采用减压精馏过程分离产品，产品组分少，纯度高，收率好，生产过程中三废少、无污染，实现了绿色生产的理念。2原材料方面的优势利用废生物材料作为生产生物柴油的原料，如油料作物、野生油料植物、工程微藻、动物油脂和餐饮垃圾油等厂下脚料，这些原材料来源广泛，价格低廉，作为生产生物柴油的原材料实现了资源变废为宝和回收再利用的可持续发展的理念，经济合算、工艺成熟、值得推广。3能耗方面的优势本设计采用逆流绝热三釜串联工艺，热量的损耗比较少，连续脱水操作的真空度在0090099MPA,温度维持在150180，压力0818MPA，条件温和，容易控制。123项目投资的必要性1巨大的市场缺口柴油是国家的战略物资，广泛用于工程机械、锅炉、工业窑炉、船舶、军舰、农用机械、交通、动力等设备的柴油机燃料，生物柴油的应用广泛，需求量不断的大增。下图为生物柴油的应用范围及需求量表11生物柴油利用的阶段性导入部门2008年2009年2010年2015年2020年2025年家庭用运输工商业用发电用9月12月_125011月_1250251月_25511月_510101月_1015151月_202020目前国内对柴油的年需求量已超过1亿吨，为此，国家每年都要花费大量外汇进口柴油或原油以满足日益增长的需求。传统石油为不可再生资源，而生物柴油是利用可再生资源合成而得，因此开发生物柴油对节约石油资源，增强国家战略安全具有深远意义。目前，汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向，到2010年为止，世界柴油需求量从38增加到45，而柴油的供应量严重不足，这都为生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。3国内发展现状及发展角度中国开展生物柴油的研究开发工作较早，1981年已有用菜籽油、棉籽油等植物油生产生物柴油的试验研究。我国政府也制定了一系列政策和措施支持生物柴油的研究开发工作，使我国生物柴油产业快速发展起来。2001年海南正和生物能源公司在河北邯郸建成以回收废油、野生油料为原料的年产1万T生物柴油试验厂。2002年8月四川古杉油脂化学公司以植物油下脚料为原料生产生物柴油，年生产能力15万T。2002年9月福建龙岩卓越新能源发展有限公司建成年产2万T生物柴油装置，并在2003年建成年生产能力10万T的生产装置。目前，以这些作为生产生物柴油的原料还难以在我国实现商业化运作、规模化经营。这严重影响了我国生物柴油产业的发展，生物柴油至今还没有在国内市场上市。2000年、2001年石油进口量均达7,000万吨以上，2003年石油进口量超过了8718万吨，2004年中国累计进口原油12亿吨，2005年石油进口量达165亿吨。为了缓解石油柴油供应紧张的局势，我国发展生物柴油势在必行、迫在眉睫。4落实产业和技术政策角度随着生物柴油产业的发展，政府也相继出台了系列政策、措施。财政部正在拟订我国生物质能源替代石油的中长期发展目标，到2020年，我国生物质能源消费量有望占到整个石油消费量的20。财政部日前正式出台可再生能源发展专项资金管理暂行办法，对该专项资金的扶持重点、申报及审批、财务管理、考核监督等方面做出全面规定。最值得关注的是，以非粮为原料的生物质能源被放在了资金重点扶持的首位，明确指出，重点是扶持发展生物柴油、生物乙醇燃料等新型可再生能源。因而本项目的建设，理应得到各有关部门的大力支持。本项目从原材料来看，安全、无污染，不仅保护了环境，节约了生产及环境环境保护的成本，也大大提高了生产效率以及生产过程的安全性。从产品来看，生物柴油是一种真正绿色的可再生新能源，它具有良好的低温发动机启动性能和润滑性能，同时还具有优良的燃烧性能和较高的生物降解性能。124项目投资的条件广东省茂名石化工业区背靠大西南,面向东南亚，有天然深水良港，市场空间广阔，交通运输、电力、通讯和水利设施完全满足发展大炼油工业的要求。各种政策优惠都有利于炼油公司的筹建和发展。茂名的基础设施日臻完善。已形成铁路、公路、海运等运输网络，茂名与湛江有高速公路相连，一小时可达湛江机场。三茂（三水茂名）铁路与京广、广九相接，河茂（河唇茂名）铁路与柳湛铁路相连；207、305国道贯穿南北东西；茂名港是国家一类对外开放口岸，名列全国大港之一。茂名的立体交通使得企业物流更加便捷、廉价，能够保证其他各种原材料的正常供应。电话实现程控化，移动电话遍布城乡。电力、水利一应满足石化工业需要。人力资源丰富，可以为公司提供足够的劳动力。丰富的人才也可以为公司技术发展改造提供必要的技术支持。125资源、原材料的供应条件餐饮废油是从餐饮业的地沟隔油池中捞取，经过简单的加热、脱水、去渣、沉淀等工艺提取的油脂，俗称地沟油又称潲水油，其是不可食用的动植物废油。地沟油的职业回收者，只需一把铲子、几个破旧铁桶、一把手电筒，外加一辆电动车就可以满载而归。而茂名石化工业区正好靠近茂名市区，收购潲水油方便。加上茂名这个地区的餐饮业发达，这将为潲水油的制作增添了更多的原料。同时因为茂名地区还没有类似的生物柴油炼化厂，原材料的获取将会价格低廉。二、需求预测及建设规模21产品概述生物柴油是清洁的可再生能源，是一种近年来备受关注的石化柴油的替代品，它是以油菜籽和大豆等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。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2020年，生物柴油的国内需求量达4亿多吨，而中国的石油产量只有16亿吨17亿吨，届时中国将有24亿吨的石油缺口。这都为生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。生物柴油国家标准柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）（GB/T208282007表21生物柴油质量指标技术指标密度KG/M3水含量（V/V，）运动粘度（20），MM/S闭口闪点，十六烷值90回收温度，游离甘油含量，硫含量（质量分数），国家标准820900005196013049360002005本项目生产的生物柴油主要是一种用城市餐后油加工制取的新型燃料。与常规柴油相比，生物柴油具有如下优良的性能1、具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，含氧量高，使其燃烧时排烟少，生物降解性高等优点。2、具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达20。3、具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。24、具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性较好。5、具有良好的燃烧性能。十六烷值高，使其燃烧性好于石油柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。6、具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。7、无须改动柴油机，可直接添加使用，无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。8、生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。表22生物柴油和石油柴油的性能比较序号特性生物柴油石油柴油1冷滤点（CEPP）/夏季产品冬季产品220的密度/GML12020340动力粘度/MMS46244闭口闪点/100605十六烷点56496热值/MJL132357硫含量（质量分数），0001028氧含量（体积分数），1009水危害等级1222生物柴油的用途生物柴油可作为柴油替代燃料单独使用或与柴油以任意比例混合使用，可广泛用于各种载重汽车、火车、机车、舰船、工程机械、农用机械、发电机组等柴油内燃机，同时还可作为工业窑炉、锅炉、发电厂及酒店、宾馆、单位食堂餐饮炉具等非动力燃料。生物柴油还是合成许多高级表面活性剂的原料，重要的有机合成中间体。对油脂具有互溶性、粘度低、涂擦时铺展性好等特点，广泛用于乳化剂制品，如脂肪酸、脂肪酸甲酯磺酸盐、烷醇酰胺的制备。在化妆品工业，经精加工后作香料的溶剂，香波中的头发亮剂，还可以作为皮革加脂剂、润滑剂。副产物毛甘油（主要成分丙三醇），该产品是重要的有机化工原料，可用于生产多种树脂，也可用作溶剂、吸湿剂、防冻剂、甜味剂等，纺织、印染工业用于制造织物防皱、防缩处理剂，扩散剂、渗透剂、润滑剂等，医药工业用作生产某些药物，国防工业用作生产炸药，另外丙三醇在造纸、制革、照相、印刷、染料、化妆品、金属加工等方面都有广泛的用途。23生物柴油的市场分析及预测231国外市场需求分析西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。目前世界每年新车产量大约5000万辆，全世界汽车保有量大约75亿辆（含摩托车）。随着汽车工业的快速发展，汽油和柴油的用量随汽车保有量的增加而增加，同时也带来了汽车尾气污染等问题。近20年来，虽然在改善油品燃烧过程、尾气净化等方面都取得了很大进展，但仍然不能满足要求，所以开发新型可再生能源具有很大的战略意义。232国内市场需求分析及预测随着经济的全面复苏，石化产品的产量、价格等各方面都有所回升，特别在2008年全球经济危机后的2010年，石化企业更是高速发展。生物柴油的用途广泛，它可以作为石化柴油的替代品用于各类柴油发动机，同时它也是许多化工产品的原料和中间体，下游产品的推广应用进一步促进它的需求。生物柴油以其优良的性质、广泛的用途赢取了多个行业的青睐，在市场上有强大的竞争能力，前途一片光明。据相关资料显示，预计到2020年，生物柴油的国内需求量达4亿多吨，而中国的石油产量只有16亿吨17亿吨，届时中国将有24亿吨的石油缺口。鉴于此，生物柴油的市场前景是十分光明的。24销售价格分析预测由于中国生物柴油产业刚刚起步，所以目前国内市场上还见不到生物柴油，虽然国内已有少数几家企业开始生产生物柴油，但多出口国外，目前国内生物柴油价格尚无法考察。就生物柴油在美国和欧洲的价格来看，生物柴油的价格比普通石化柴油价格高一倍左右，但考虑到生物柴油的环保效益，美欧各政府均出台了相关的减税免税政策，政府通过行政手段补贴由于技术成本造成的生物柴油比普通石化柴油高出的那部分差价，甚至使其市场价比石化柴油还低，以此来鼓励生物柴油的应用25产品方案和拟建项目的规模本项目采用成熟的整套生产技术和工艺，主生产设备由国内专业设备加工厂提供，辅助设备（含定型设备及非标设备）在国内采购及加工。以经济实惠的动、植物油和废弃的地沟油等可再生的资源为原料，生产生物柴油200000T/A。三、原材料、燃料及公用设施情况31原料现状及发展趋势餐饮废油是从餐饮业的地沟隔油池中捞取，经过简单的加热、脱水、去渣、沉淀等工艺提取的油脂，俗称地沟油又称潲水油，其是不可食用的动植物废油。一些不法商贩为了牟取暴利，利用这些废油来搀兑地沟油的食用油严重的危害人的健康。当人食用搀兑地沟油的食用油时，最初会出现头晕、恶心、呕吐、腹泻等中毒症状。如长期食用，轻者会使人体营养缺乏，重者内脏严重受损甚至致癌。322餐饮废油的来源我国现有300多万家大小餐馆，根据公开的推算数据，中国每年的地沟油原料约有300万吨，所以足以满足本项目的生产。1餐饮废油的价格分析近年来随着餐饮废油的不断应用，价格也在不断攀升，刚开始的时候500元/吨，现在的价格在2500元/吨左右。2餐饮废油制取生物柴油的发展前景将餐饮废油转化为生物柴油，不仅可以变废为宝，还可以减少废油水直接排入地下道，避免其中的大量废弃油脂因缺少回收技术而浪费掉，同时还可以避免废油水的排放，从而减少对环境的污染减轻了相关部门排污、治污的费用。在将来随着人们的环保意识不断加强，政府扶持力度的加大，政策法规的不断完善，对餐饮废油的回收利用研究的进一步深入，我相信餐饮废油将会被合理有效地进行回收再利用，对于改善生态环境、促进经济可持续发展等方面将起到推动作用，变废为宝。33产品、副产品和原料规格及质量指标生物柴油的成分是脂肪酸甲酯，有时生物柴油也简称为甲酯。生物柴油中的脂肪酸，实际上是棕榈酸（C160）、油酸（C181）、亚油酸（C182）等有机酸的通称。331产品生物柴油质量指标生物柴油国家标准柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）（GB/T208282007）。表31生物柴油质量指标技术指标密度KG/M3水含量（V/V，）运动粘度（20），MM2/S闭口闪点，十六烷值90回收温度，游离甘油含量，硫含量（质量分数），总甘油含量，铜片腐蚀（级）国家标准8209000051960130493600020050241332副产品甘油质量指标表32甘油质量指标指标外观气味色泽HAZEN甘油含量密度20G/ML氯化物含量以C1计,硫酸化灰分优等品透明无悬浮物无异味20985125720001001一等品透明无悬浮物无异味3098012559001001二等品透明无悬浮物无异味7095012481005酸度或碱度MMOL/100G皂化当量MMOL/100G砷含量以AS计,MG/KG重金属含量以PH计MG/KG还原性物质0064064250101025无沉淀或银镜03030333主要原料质量指标1废油脂废油脂主要由5060的脂肪酸、1020的甘油三酯和其它一些如植物蛋白、卵磷脂、炭化胶质以及饭菜残渣等组成，其中只有脂肪酸和甘油三酯（包括单甘酯和双甘酯）可以用来制备生物柴油，而其它组分可用作生产植物沥青的原料。废油脂中酸化油中脂肪酸的分子式可表示为ROOH，其中R的含义为含16、18或20个碳的直链烷烃，通常R还含有1到2个双键。废油脂基本成分组成见下表表33废油脂成分2甲醇分子式CH3OH，分子量3204，熔点978，沸点648，蒸汽压1333KPA/212，闪点11，外观与性状无色澄清液体，有刺激性气味，溶解性溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。3催化剂催化剂是98的硫酸，其分子式H2SO4，组成脂肪酸甘油三酯水植物蛋白等其他杂质（饭菜残渣）成分50601020102051048成分/组成浓硫酸980浓70稀密度98的浓硫酸184G/ML摩尔质量98G/MOL物质的量浓度98的浓硫酸184MOL/L34油厂皂脚的价格及发展前景341油厂皂脚的价格以目前市场价格来看餐饮废油的价格约为4000元/吨左右。342油厂皂脚制取生物柴油的发展前景目前影响生物柴油普遍应用的主要问题是成本问题,以植物油或动物油为原料进行转酯反应生产生物柴油,虽然可以得到质量较好的生物柴油,但目前在我国还难以推广应用。我国植物油皂脚产量巨大,以前的皂脚仅作酸化油、低级皂用,甚至废弃,造成浪费。而以植物油皂脚为原料制备生物柴油可以充分利用皂脚,变废为宝,大大降低生物柴油的生产成本,促进生物油的普及应用。35原料来源及数量原料的来源及数量见下表表34原料的来源及数量四、建厂条件和厂址方案41建设规模生物柴油20万吨/年。年生产时间7200小时。序号名称规格年消耗量万吨供应方式参考价元/T1原料油9928055国内28002甲醇994国内12002硫液95169国内58042厂址确定421地理选址的优势广东省茂名石化工业区背靠大西南,面向东南亚，有天然深水良港，市场空间广阔，交通运输、电力、通讯和水利设施完全满足发展大炼油工业的要求。各种政策优惠都有利于炼油公司的筹建和发展。茂名的基础设施日臻完善。已形成铁路、公路、海运等运输网络，茂名与湛江有高速公路相连，一小时可达湛江机场。三茂（三水茂名）铁路与京广、广九相接，河茂（河唇茂名）铁路与柳湛铁路相连；207、305国道贯穿南北东西；茂名港是国家一类对外开放口岸，名列全国大港之一。茂名的立体交通使得企业物流更加便捷、廉价，能够保证其他各种原材料的正常供应。电话实现程控化，移动电话遍布城乡。电力、水利一应满足石化工业需要。人力资源丰富，可以为公司提供足够的劳动力。丰富的人才也可以为公司技术发展改造提供必要的技术支持。422原料方面的优势餐饮废油是从餐饮业的地沟隔油池中捞取，经过简单的加热、脱水、去渣、沉淀等工艺提取的油脂，俗称地沟油又称潲水油，其是不可食用的动植物废油。地沟油的职业回收者，只需一把铲子、几个破旧铁桶、一把手电筒，外加一辆电动车就可以满载而归。而茂名石化工业区正好靠近茂名市区，收购潲水油方便。加上茂名这个地区的餐饮业发达，这将为潲水油的制作增添了更多的原料。同时因为茂名地区还没有类似的生物柴油炼化厂，原材料的获取将会价格低廉。423茂名气象茂名市国土总面积11459平方公里。茂名地势北高南低，地貌以山地丘陵为主，兼有平原和沿海滩涂。平原占总面积138，丘陵占558，山地占112，台地占66，河流水面占126。耕地面积7065万公顷（25523万亩），其中水田1344万公顷（20160万亩）占794。茂名海岸线曲折，港湾多，海岸线总长达2484公里，拥有水东、博贺等多个天然良港。茂名地处北回归线以南，属热带亚热带季风温和气候。全年平均气温在摄氏22以上，年平均降雨量在15301770毫米之间；年日照时数为15602160小时，日照率356以上。全市常年植物葱绿，生机盎然。根据以上原则，考虑本项目可行性以及在专业人士的指导下，我们最终把公司选址于茂名市的化工工业区。选择在该处建厂，基本符合我们的厂址的选择原则，综合考虑各方面的因素，可见该地址有以下地理优势及政策优惠1）交通运输便捷。茂名处于中国最有活力的珠三角地区、大西南、东盟自由贸易区三大市场的交汇点，是联结珠三角和大西南的交通枢纽，是中国通往东南亚、西亚最近的出海口之一。而茂名石化工业区地处茂名市城区东南方15公里处，交通十分便利（见附图）2）公路园区地处茂名市茂港区七迳中心镇的西侧，距茂名市区仅12公里，交通十分便利。园区东临280省道，与国道207、325线、广湛高速公路连接，距湛江机场约一小时车程，距广州市约三小时车程。同时，区内主干道及配套设施首期路段已建成投用，南北走向的11号路以及附属工程正在建设当中。3）铁路园区是全省唯一一个拥有专用铁路的园区。园区铁路专用线通过三茂、河茂铁路与全国铁路网相连。洛湛铁路将使工业园直接与华南、华中腹地相连。4）港口园区依托茂名港与广州、湛江、港澳及世界各大港口通航。茂名港是国家一类口岸，现有水东、博贺和博贺新港3个港区，码头泊位41个（其中万吨级以上4个），其中博贺新港区拥有全国最大的30万吨级单点系泊原油接卸系统，原油接卸能力达2000万吨，是我国四大原油接卸港口之一。水东港区已建成一批液体化工码头和罐区，管廊与园区相连接。5）供水茂名水资源丰富。高州水库蓄水量达115亿立方米。茂名市日供水能力335万吨。6）供电茂名是广东省重要的能源基地,电力事业发展迅速。拥有500KV变电站1座，220KV变电站5座，110KV变电站6座，主变总容量22055万千伏安。7）供热建设园区集中供热系统。分别在广东省茂名石化工业区的文冲区、乙烯区、博贺新港区建设三大集中供热工程，向区内及其周边工业企业提供蒸汽，实行集中供热。8）排水雨污分流，雨水排入长区附近的水东湾，生产废水经厂内污水预处理后和生活污水一起纳入污水处理厂。工业园区建设的一个专业污水处理企业，对区内有废水排放企业开展污水有偿处理服务，实行集中治污。9）优惠政策A税收政策。执行国家有关税收法规中华人民共和国企业所得税法，2008年1月1日起施行。B电价优惠。工业用电免收城市建设附加费,对装设变压器容量315KVA以上的建设项目实行峰谷平电价。C公用工程的优惠。在石化工业区投资的生产性项目，所需茂石化公司供热、供气、供生产用水、污水处理等，由茂石化公司按成本价收取费用所需茂石化公司提供的原料，以优惠价格优先供应。茂石化公司在同等条件下优先使用石化工业区企业生产的产品。D用地优惠。在石化工业区规划范围内的建设用地，由石化工业区统一征用、开发，道路、用电、供排水通至厂区边界，按企业规模大小和项目设计的实际需要来统一提供。对投资大型项目需大面积土地（300亩以上）的企业，石化工业区可成片供地。E其他方面优惠关于在茂名石化工业区含博贺新港区试行减免部分行政事业性收费和经营服务性收费的意见免收（减收）的行政事业性收费项目包括城市基础设施配套费、绿化补偿费、工程定额测定费、建筑工程质量监督费、房屋所有权登记费、环境监测费、劳动合同鉴证费、水资源费、国有资产产权登记费、商标注册认证费等多项收费。减收的经营服务性收费项目包括建筑工程质量检测费、建设工程招标发包交易服务费、土地价格评估收费、土地使用权交易服务费、代理土地使用权转让登记费等多项收费。五、设计方案51生物柴油的定义生物柴油BIODIESEL是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。52技术来源生物柴油是植物柴油和动物柴油的总称。其具体的制备方法有物理法、化学法、物理化学法和生物法。图51制备生物柴油方法图53本项目采用的工艺本项目采用硫酸催化剂催化法，酸化油或地沟油和甲醇在硫酸催化剂的催化下反应合成生物柴油。本工艺是甲醇与原料油逆流操作，甲醇连续带水工艺，可将反应过程中产生的水带出反应体系，使酯化反应平衡向产物生成的方向移动，进而提高酯化转化率（可达到98以上）和产物收率，同时降低产品酸值。同时可以保证酸催化效率，不会因为水的生成，使硫酸的浓度降低，导致催化效率下降。工艺简单，操作简单，自动化程度较高，催化剂硫酸使用的量少，产生的三废较少，基本上对于可以消除污染，对环境没有污染。54生产过程541生产工艺流程（带控制的工艺流程图）V0101CV0101BP1V1FCFCSV0105P4V0101AT0104P6P7V0101DR0201AR0201BR0201CP8P9P10P11P12P13P15P15P16SV0304T0301AP17P18P19V0302BP20T0301BP21P22T0304CP23P24P25P4V3V4FC甲醇硫酸P5V5FCV6TCV7TCV8FCV9TCV10FCV11精馏塔精馏塔闪蒸塔储罐储罐闪蒸塔油酸本项目为年产20万吨生物柴油，工艺采用酸化油和甲醇为原料，在硫酸催化剂条件下合成。该工艺过程包括反应阶段和精馏阶段三个主要工段。原料油的预处理工段作为原料的酸化油置于储罐V0101A中加热熔化并升温到40，经过滤网由泵P0102A打入加热器E0103A中加热到180（滤网安装在储罐V0105A的出口处，为20M的过滤器），经过减压阀进入闪蒸罐进行闪蒸脱水，得到的原料油含水量在05以下，水和易挥发杂质从闪蒸罐顶部排出，进入废水池，酸化油由底部经泵P0101B输送至缓冲槽V0101D中，在缓冲槽中储存一定的原料油后就可再由泵P0101C打入反应阶段的反应釜中；甲醇由泵P0102D将车间甲醇储罐V0101C打到混合器SV0105中与由泵P0102E将车间储槽V0101B打出的98的工业硫酸混合。随后输入反应工段的反应釜中。反应阶段工段原料油由P0101C打入反应釜R0201A中串联依次经过反应釜R0201B和反应釜R0201C。甲醇与硫酸混合后根据需要通过阀门控制可分别打入三个反应釜中，甲醇与原料油相比可逆流从反应釜R0201C经过反应器R0201B和R0201A，反应釜内置加热器，反应温度为150230，压力为0825MPA，催化剂用量为反应器内原料油的05WT,甲醇与原料油通入量的质量比为032，原料油在反应器内的停留时间为16H。由于油比甲醇和水的沸点高得多150230反应条件下油完全不会挥发，而本反应是生成水的可逆反应，通过甲醇的逆流并放空以气态带走产生的水，更有利于酸化油的转化，上升的水和甲醇蒸汽经冷凝器E0203冷凝为60的液态流入车间储槽V0204中，经泵P0202C送入精馏段的混合器SV0304中。反应完后反应釜的釜底液即可进入精馏工段，由泵P0202D输入缓冲槽V0302B中，再由精馏工段的泵P0305C送入除水和甲醇的闪蒸塔T0301C中。精馏工段闪蒸塔T0301B（将甲醇和水经闪蒸除去）缓冲槽V0302B中的物质经过泵P0305C送入除水和甲醇的闪蒸塔T0301B中，此时进料温度为74进入塔后经再沸器E0303E温度升至160进入塔底，恒温闪蒸。绝大部分甲醇和水气态从塔顶蒸出经冷凝器E0303D冷却至60由泵P0305B送入精馏段的混合器SV0304中与反应工段通过来的甲醇溶液混合。塔底液体以脂肪酸甲酯为主经泵P0305D送入脂肪酸甲酯精馏塔T0304C中，待进一步提纯。精馏塔T0301A（甲醇精馏回收塔）两股甲醇溶液经混合器SV0304混合后由甲醇精馏回收塔T0301A的第24块板进料，塔顶温度控制在666，塔T0301A顶汽相物质经全凝器E0303A冷凝（此过程只发生相变），冷凝液经泵P0305I一部分回流至塔顶，一部分打入原料与处理的甲醇储罐V0101C回收循环使用，此得到的甲醇质量纯度达996。甲醇精馏塔塔底的水排入废水池。精馏塔T0301C（脂肪酸甲酯精馏回收塔）闪蒸塔T0301B中的塔为160底液经泵P0305D送入脂肪酸甲酯精馏塔T0304C第19块板中加料，精馏压力为015KPA，精馏温度为180240。重组分植物沥青由塔底排出，生物柴油在塔的中部排除，低沸点生物柴油塔顶收集。542生产安全1工程技术（1）直接安全技术措施A防止形成燃爆的介质。对设备及储罐采用密封装置，防止泄露，房屋结构设计通风，或加机械通风设施。B防止产生着火源，使火灾、爆炸不具备发生的条件。这方面应严格控制以下8种着火源，即冲击摩擦、明火、高温表面、自燃发热、绝热压缩、电火花、静电火花、光热射线等C安装防火防爆安全装置。例如阻火器、防爆片、防爆窗、阻火闸门以及安全阀等，以防止发生火灾和爆炸。（2）间接安全技术措施A加强对设备的气密性检查和配件以及零部件的检查B加强对设备的管理，以及员工的安全的培训，以及教育C加强对危险工段的巡检，增加操作人员相互监督（3）提示性安全技术措施A对于危险的工段以及厂房，张贴提示性标志，闲人免进B对于传输较为危险物质的管道，必须特别张贴告示；C对于较易发生事故地段，张贴提示性标志（4）个体防护措施A上岗人员必须穿上工作服，佩戴安全帽；B在有毒的场所中必须佩戴防毒口罩，以及急救箱；2管理技术（1）生产设施选购A必须坚持“安全高于一切”的生产设施选购原则，要求做到生产设施运行中，在能保证自身安全的同时，确保操作工和环境的安全。B生产设施管理人员应根据本企业生产特点、工艺要求广泛搜集信息（包括国际、国内本行业的生产技术水平，生产设施安全可靠程度、价格、售后服务等），经过论证提出初步意见报总经理批准实施。C安装、调试、验收、建立档案等。（2）生产设施使用前的管理工作A生产部门制定安全操作规程、开停车方案、设备停修吹扫方案。B生产部门制定生产设施维护保养计划，设备定期检查和考核记录C安全环境管理委员会负责监督安装安全防护装置。（3）生产设施使用中的管理工作A严格执行本制度，由生产部工务人员负责检查落实。B生产设施操作工人须每天对自己所使用的机器做好日常保养工作。生产过程中生产设施发生故障应及时给予排除。（4）生产设施维护保养制度A生产设施运行与维护坚持“生产设施专人负责，共同管理”的原则精心养护，保证生产设施安全，负责人调离，立即配备新人。B品质保证部门要建立特种设备台帐和档案，包括原始资料和检维修资料、检测资料，按照国家规定定期进行检测且证件齐全。（5）生产设施检查制度A生产部生产设施维修人员，每两周对生产设施进行检查一次，并将检查结果记录在机器设备定期保养计划及实施记录表上。B每半年由使用部门组织维修人员，根据生产需要和生产设施实际运转状况，制定生产设施大修计划。备大修前必须制定修理工时，停歇时间，材料消耗，清洗用油及维修（6）生产设施更新改造及报废的管理工作A生产设施报废的基本原则按公司机器设备管理程序及相关规定进行。B生产设施报废手续按公司机器设备管理程序及相关规定进行。C产设施改造的基本要求L采取新技术、新材料、新的零部件就可以提高生产设施的综合安全技术水平，经济上也是合算的。L生产设施改造要持谨慎负责的态度，不能轻易蛮干，必须按照申请、论证、批准的基本程序运行。543消防设施1消防水池按照“建筑设计防火规范”GBJ168797年修改版的有关规定，安储罐区消防水量为50L/S,同一时间内的火灾次数按一次考虑，则需设置一个有效容积为200M3的消防蓄水池（兼作喷水池）。室内外消防栓水量分别为15L/S和10L/S，消防总水量为90M3/H，火灾持续时间2小时计，需要200M3的蓄水池，故公司将修建200M3的蓄水池。户外消防火栓间距为120米，生产、生火及消防给水管径不小于100毫米。室内，每300平方米内安装一个消防栓，生产、生火及消防给水管径为100毫米。2消防管网由于自来水管道，压力以及流量满足本工业需水量和消防安全需要，因此本消防水由自来水管道接入，消防水管沿道路两旁铺设，在道路的管道中接入室内，在具有火灾爆炸危险的场所设置移动式的灭火器材（主要是干粉灭火器），在会引起火灾因素多的地段，可以设置多种移动式的灭火器材（比如干粉灭火器和二氧化碳灭火器）。544防火防爆制定员工防火防爆守则1应具有一定的防火防爆知识。并严格贯彻执行防火防爆规章制度，严禁违章作业。2应在指定的安全地点吸烟，严禁在工作现场和厂区内吸烟和乱扔烟头。3使用、运输、贮存易燃易爆气体、液体和粉尘时，一定要严格遵守安全操作规程。4在工作现场禁止随便动用明火。确需使用时，必须报请主管部门批准，并作好安全防范工作。5应学会使用一般的灭火工具和器材，对于车间内配备的防火防爆工具、器材等，应该爱护，不得随意挪用。545防爆措施企业内采取的防火防爆基本措施分技术措施和组织管理措施两个方面。（1）技术措施A防止形成燃爆的介质。这可以用通风的办法来降低燃爆物质的浓度，使它不达到爆炸极限。也可以用不燃或难燃防止火灾、爆炸，还可以防止甲醇中毒。另外，也可采用限制可燃物的使用量和存放量的措施，使其达不到燃烧、爆炸的危险限度。B防止产生着火源，使火灾、爆炸不具备发生的条件。这方面应严格控制以下8种着火源，即冲击摩擦、明火、高温表面、自燃发热、绝热压缩、电火花、静电火花、光热射线等。安装阻火器和接可燃性气体探测器。（2）组织管理措施A加强对防火防爆工作的领导。B开展经常性防火防爆安全教育和安全大检查，提高人们的警惕性，及时发现和整改不安全的隐患。C建立健全防火防爆制度，例如防火防爆责任制度等。546易燃易爆品的性质参数、危险性及措施1甲醇（1）理化常数表甲醇理化常数熔点（OC）978沸点（OC）648相对密度（水1）079相对蒸汽密度（空气1）111饱和蒸汽压KPA）1333燃烧热（KJ/MOL）7270O临界温度（OC）240临界压力（MPA）795闪点（OC）11引燃温度（OC）385爆炸上限（V）440爆炸下限（V）55溶解性溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。（2）危险特性易燃，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸的危险。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。（3）灭火方法发生火灾，一般员工撤离现场和物质的抢救，把反应器移到空旷地方。主要喷水灭火。也可用泡沫、干粉、二氧化碳灭火器以及沙土。2生物柴油（1）理化常数表生物柴油理化常数相对密度（水1）088燃烧功效（柴油100）104热值（MJ/KG）32着火点（OC）闪电（OC）100冷凝点（OC）10溶解性溶于有机溶剂，不溶于水（2）危险特性易燃遇明火、高温能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸的危险。（3）灭火方法发生火灾，一般用沙土灭火，生物柴油密度比水轻，切勿用水灭火，可以用二氧化碳灭火器。547节能措施（1）甲醇原料的回收本项目生产生物柴油，工厂需要大量的使用甲醇原料，甲醇来除水。为了减少甲醇的消耗量，充分提高甲醇的利用价值，在设计上采用了节约甲醇工艺和设备，提高甲醇的利用率，和回收率，降低甲醇的无效的消耗。具体措施如下A工艺过程中参加反应后，剩余的甲醇原料进行精馏，提纯回收；B设置甲醇的循环系统，即提纯后的甲醇可再次作为原料利用；C设置甲醇多段精馏和闪蒸装置提纯，除去大量的水，达到最大回收甲醇；（2）热量的循环利用本项目生产生物柴油，工厂中采用大量的闪蒸和精馏装置，需要大量的导热油提供热量，为了节省热量的散失，提高热量得利用价值。具体措施如下A利用低压精馏的分离产品，达到减少加热的温度，减少煤的消耗；B闪蒸器及精馏塔产生的高温气体液体和导热油交换热量后，高温气液体得到降温，导热油得到部分热量C工艺上采用大量的热交换器回收热量进行热量交换；55设计规模和要求设计规模20万吨生物柴油/年，一年300个工作日，一天24小时连续生产，每天平均生产生物柴油6666吨，每小时产量为27775吨。56能量和物料衡算精馏塔设计（取一个主精馏塔计算）1温度的条件12温度的条件假定常压，作出甲醇酸化油的TXY图，如后附图所示。依任务书，可算出XF0282同理，XD0992，XW0024查TXY图可得，TD806,TW1097,TF1035精馏段平均温度TM（8061035）1/2913413操作压力选定最底操作压力取回流罐物料的温度为45，查手册得POA2933KPA，POB1000KPA由泡点方程XDPMINPOB/POAPOB0992,可得PMIN2918KPA取塔顶操作压力P15P01510133KPA152KPA2精馏塔物料恒算21摩尔分数由以上可知，摩尔分数为XF0282，XD0992，XW002422原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔量MFXFMA1XFMB8818KG/KMOL，MDXDMA1XDMB7822KG/KMOL，MWXWMA1XWMB9179KG/KMOL23质量物料恒算与负荷计算及其结果表总物料衡算DW27713（1）易挥发组分物料衡算099D002W02527713（2）联立（1）、（2）解得F27713KG/H7698KG/S20万吨/年W65712KG/H1825KG/S4741万吨/年D211418KG/H5872KG/S15256万吨/年表38物料恒算表物料KG/HKG/S万吨/年F27713769820D21141858721525W65712182547413塔板数计算产品名称外观粘度纯度/（水分）/（20）/GCM闪点生物柴油透明的淡黄色液体715996002087751002331理论塔板数32做XY曲线作出甲醇和酸化油的XY图如后面的附图所示，因P12P0故可不对XY图进行修正33求RMIN依Q线斜率K02/08025，作出Q线与平衡线交一点XQ,YQ（0167，032），故RMINXDYQ/YQXQ0992032/0320167439,34求理论塔板数取R112RMIN53，故可求精馏段操作方程为Y0841X0157,提馏段操作方程为Y1834X002，用图解法求出理论塔板数NT18,进料板为第10层。同理得出R215RMIN6595时，精馏段操作方程为Y0881X0118,提馏段操作方程为Y151X0012NT14,进料板为第9层R319RMIN834时,精馏段操作方程为Y0893X0106,提馏段操作方程为Y1434X0010NT13,进料板为第8层35求实际塔板数精馏段实际塔板数N精9/053169817提馏段实际塔板数N提8/05316全塔实际塔板数N18/05334同理可得，R2和R3得如下R215RMIN7395精馏段实际塔板数N精15，提馏段实际塔板数N提10，全塔实际塔板数N26R319RMIN834时,精馏段实际塔板数N精14，提馏段实际塔板数N提10，全塔实际塔板数N254能量衡算确定热换器41塔顶全凝器以R153为例热负荷QC以1秒钟计算查手册对应的温度得KGJIKGJKKALIVLD/10675/53,/5/5272千克千卡塔顶K46740塔顶从气相变为液相，温度不变。SIRLVC/841672013塔底塔顶从液相变为液相的，温度变化。KJQD/025362塔顶故总的