年产一万吨生物柴油项目设计方案

0 年产一万吨生物柴油项目设计方案 1 项目背景 项目名称 年产 10000 吨生物柴油 项目设计方案 原料及工艺方案 利用云南师范大学自主研发的专利技术 “一种动、植物油脂制备生物柴油的工艺”，以泔水油产品为原料采用两步法制备生物柴油 5。 方案设计的原则 (1)按照国家相关规定精心优化方案。 (2)合理规划布局工厂总平面，建造环境优美的现代工厂。 (3)采用先进成熟可靠的工艺技术和设备，建设先进的新能源化工企业。 (4)合理确定工艺流程，减少三废排放，有效治理污染物，作到达标排 放。 (5)合理利用资金，缩短建设周期，最大限度发挥投资效益。 项目提出的理由与过程 全国粮油标准化委员会油料和油脂工作组组长，武汉工业学院食品科学与工程学院教授何东平称，中国人一年的动、植物油消费总量大约是 2250 万 t，目前我国每年返回餐桌的地沟油有 200300 万 t6。地沟油产量约为动、植物油消费总量的 2O 30。地沟油总量相当可观。而这些地沟油经常得不到适当的处理而污染环境，甚至被不法商贩进行简单的加工后重新流入餐桌，直接威胁到人们的食品安全。以地沟油为原料生产生物柴油，可使地沟油变 成一种有用的工业资源，打开了地沟油回收再利用的“瓶颈”，从而切断其重新流人食用领域的途径，有效保障人们身体健康，同时，也将使城市环境大为改善 7。 国家卫生部、工商总局、环保总局及建设部 2002 年曾联合下文规定：泔水油以及地沟油等废弃食用油，除直接排放外，只能销售给废弃油脂加工单位，不得销售给其他单位和个人。但因历史原因形成的多头管理，各职能部门只负责权限之内的事，未形成合力，不能从源头有效堵截，给不法分子造成可乘之机。 1 饭店是餐厨垃圾的产生大户，据了解，目前云南省内的餐厨垃圾多是城市近郊的农民或个体商贩 运至郊区的小型饲养场，用于喂养家畜，甚至非法提炼泔水油 8。据昆明市市政管理局的市场调查，。处理方式分为三类：一是高档宾馆酒店有偿卖给个人，占 20%；二是中档饭店及单位食堂无偿交给个人收集，收集者打扫饭店卫生。此类占 40%；三是小型饭店有偿交由社区管理服务，此类占 40%。而如此巨量的餐厨垃圾目前却处于一种杂乱无纲的处理状态。 项目的实施，不仅推进了地沟油资源的合理化利用，同时防止了地沟油再次进入食物链，促进了生物柴油的发展，具有较高的经济效益、环境效益与社会效益 9。项目完成后，将形成 1 万吨 /年餐后油转化生物柴油能力，这对提高我国能源安全，缓解目前燃油供应紧张的局面具有重要的意义。 2 项目可行性与必要性 本项目的可行性 由云南省能源局下达，云南师范大学与昆明电研新能源科技开发公司联合对云南省餐饮废油进行了调研，调查报告显示，云南省共有各种类型餐馆 99808 家，其中昆明市以 25162 家，居第一，占全省比例的 云南省餐饮业泔水油（含煎炸废油）每天可以产生 ，每年则为 吨；其中： /天（ 吨 /年），居第一，占全省泔水油的 每吨泔水油生产 生物柴油，地沟油收集率以 85%计、处理率以 100%计，则昆明市四个主城区每年可生产生物柴油 吨。 本项目建设的必要性 本项目将利用来源于餐馆的地沟油为原料，经加工成为泔水油。地沟油是生产生物柴油的原料，将其变为生物柴油不但能缓解石化柴油的紧张局势，改善尾气的排放，而且有利于合理利用餐饮废油，避免不法商贩将其重新流入餐桌；既能治污化害为能，又能保障食品安全，可谓一举多得。本项目的实施，将有利于调整能源结构，发展新能源，保护生态环境， 保障人民身体健康，为地沟油的合理处置与利用起到良好的示范与带动作用。 3 项目规模 建设规模 项目总投资 2500万元，固定资产投资 1700万元，道路、绿化、水电设施等其他配套工程投资 34万元，机械设备投资 317万元，项目流动资金 7500万元。项目 2 计算期为 11年，建设期为 1年，生产经营期为 10年；生产经营期中第一年为投产期，达到设计生产能力的 80，第二年达到设计生产能力。 生产 规模 根据市场预测和本公司工程建设条件，本项目建设日产生物柴油 ，按全年开工 300 天计，全年总产量 1 万 吨。 4 项目技术方案、设备方案和工程方案 技术方案 利用“ 一种动、植物油脂制备生物柴油的工艺”对来自餐馆的地沟油制备生物柴油。 技术参数和工艺流程总工艺流程 生物柴油生产工艺包括原料前处理、酯化、酯交换、生物柴油精制、副产物回收、油枯回收等几个部分。 预处理车间工艺流程 工艺流程简述： 从毛油罐来的原料，经过过滤、脱水进入中转罐做为处理前的准备，原料定量送入水解塔进行水解，经过分层罐油水分离，油相通过滤油机进一步脱水，然后进入净油罐暂存，做为酯化车间生产生物柴油 的合格原料。 酯化车间工艺流程 工艺流程简述： 来自预处理净油罐的净油，进入净油中转罐暂存，用输油泵定量打入循环气相酯化反应装置，同时加入催化剂及甲醇进行酯化反应，经确认反应完成后，用输油泵输送到蒸馏塔进行蒸馏，得到的生物柴油粗品进入分层罐进行洗涤和油水分离，油相通过半成品储罐中转，再通过滤油机进一步脱水，进入待检品储罐，经检验合格后用输送泵送入生物柴油成品储罐，即得到合格的生物柴油。 甲醇回收工艺流程 工艺流程简述： 在生物柴油生产过程中所使用的甲醇应为高浓度工业甲醇，经过 酯化反应后消耗了一部分甲醇，剩余部分的甲醇经过冷却回收进入稀甲醇储罐，变为低浓度的甲醇，用输送泵送入甲醇回收塔进行分馏，得到高浓度的甲醇，通过浓甲醇储罐中转，返回甲醇库或直接用于生物柴油的生产。 主要工艺（生产装置）流程 3 项目采用的主要工艺流程 如图 所示 : 工艺流程图 1：利用泔水油生产生物柴油 ： of to 4 主要设备方案 项目实施所需主要设备及方案如表所示。 表 1 年产 1 万吨生物柴油主要设备一览表 An 0,000 of 号 设备名称 规格型号 单位 数量 主要部分材料 原料预处理设备 1 毛油中转储罐 5 2 水解塔 20 T/d 套 2 分层罐 10 2 滤油机 5 T/h 套 2 5 净油储罐 10 2 04 生物柴油生产设备 6 净油中转罐 5 2 04 7 甲醇中转罐 5 2 04 8 催化剂调配罐 2 4 16L 9 循环气相酯化装置 3 4 T/批 套 4 10 蒸馏塔 塔釜， 10 高16m 套 2 04 11 滤油机 5 T/h 套 2 04 12 成品油待检罐 10 2 04 生产配套设备 13 稀甲醇储罐 5 2 04 14 甲醇回收塔 2 04 15 浓甲醇 储罐 5 2 04 16 输油泵 台 28 04 17 催化剂输送泵 台 6 氟合金或聚四氟 表 2 辅助及动力设备 一览表 of 助及动力设备 1 工业蒸汽锅炉 4T/h 套 1 2 导热油炉 600 万千卡 套 1 3 水环式真空泵 6 4 水力喷射式真空泵 4 表 3 原料和成品储存设备 料储存设备（按 1 万吨产量核定） 1 泔水油储罐 300 3 毛油过滤器 5 T/h 台 2 3 成品油储罐 300 2 04 5 表 4 年产 1 万吨生物柴油甲醇库设备一览表 An 0,000 of 甲醇库储罐 50 2 04 2 甲醇输送泵 台 1 04 工程方案 建筑设计依据 建筑设计防火规范（ 民用建筑设计通则（ 工业企业噪声控制设计规范（ 各车间的建筑设计主要依据生产使用，气象条件，建筑造型和建筑技术等因素进行平面布置和空间组合的。 主要建筑方案 本项目土建工程主要有生产车间、材料仓库、锅炉房、水泵房、配电房、职工宿舍、餐厅、综合楼等。 生产车间：平面尺寸为 50 20m，单层，建筑面 积为 1000m 2。根据工艺要求，在满足生产对环境的要求情况下，屋面采用高聚物改性沥青防水卷材，门窗采用铝合金，平开钢大门，墙面为水泥砂浆抹面， 888 仿瓷涂料，水泥地面，建筑外墙做法采用浅色涂料。 材料仓库：平面尺寸分别为 40 15m 和 50 25，单层，建筑面积为 600 1250内主要储存成品及包装材料，火灾危险性类别为丙类，存放区域内应安排待验区、合格品区和不合格品区。并应设有防止昆虫、鼠类及其它动物进入的设施。屋面采用彩色金属压型钢板，门窗采用钢窗和平开钢大门，内墙面为水泥砂浆抹面、 106 刷白， 墙面采用麻刀白灰，水泥地面，建筑外墙做法采用面砖。 锅炉房：平面尺寸为 16 8，单层，建筑面积为 128 配电房：平面尺寸为 10 10m，单层，建筑面积为 100 以上建筑屋面均采用两布三油防水卷材，配电房门采用变电室门，窗采用实腹钢侧窗，锅炉房门窗采用平开钢大门，窗采用塑钢窗，内墙面均为水泥砂浆抹面， 888 仿瓷涂料，水磨石地面，建筑外墙采用面砖。 水泵房和地磅房：平面尺寸分别为 8 8m 和 6 5m，单层，建筑面积为 640面均采用两布三油防水卷材，门窗采用木门和塑钢窗， 内墙面均为水泥砂浆抹面， 888 仿瓷涂料，水磨石地面，建筑外墙采用面砖。 综合楼：平面尺寸为 48 16m，四层，建筑面积为 3072要功能包括办 6 公用房、科研用房和会议室、接待室、资料室、财务室等。屋面均采用高聚物改性沥青防水卷材，门窗采用木门、铝合金窗，内墙面为水泥砂浆抹面， 888 仿瓷涂料，水磨石地面和地砖楼面，建筑外墙采用面砖。 职工宿舍：平面尺寸为： 40 8m，一层，建筑面积为 320面均采用高聚物改性沥青防水卷材，门窗采用木门、铝合金窗，内墙面为水泥砂浆抹面， 888仿瓷涂料，水磨石地面和地砖 楼面，建筑外墙采用面砖。 食堂：平面尺寸为： 20 10m，一层，建筑面积为： 200面均采用高聚物改性沥青防水卷材，门窗采用木门、铝合金窗，内墙面为水泥砂浆抹面， 888仿瓷涂料，水磨石地面和地砖楼面，建筑外墙采用面砖。 表 5 建（构）筑物一览表 号 建（构）筑物名称 平面尺寸 （ m） 层数 幢数 占地面积 （ 建筑面积 （ 结构形式 1 生产车间 50 20 1 1 1000 1000 钢排架 2 原材料仓库 40 15 1 1 600 600 钢排架 3 辅料库（包材、废料等） 50 25 1 1 1250 1250 钢排架 4 锅炉房 16 8 1 1 128 128 砖混 5 配电房 10 10 1 1 100 100 砖混 6 水泵房 8 8 1 1 64 64 砖混 7 地磅房 6 5 1 1 30 30 砖混 8 消防水池 20 10 1 200 0 砼 9 综合楼 48 16 4 1 768 3072 砖混 10 职工宿舍 40 8 1 1 320 320 砖混 11 门卫及车库 16 8 1 1 160 160 砖混 12 食堂 20 10 1 1 200 200 砖混 合计 4820 7124 5 生物柴油项目布局 总平面布置的原则和功能划分 布置原则 （ 1）、按照国家的方针、政策，并结合当地情况，在满足使用的要求下，做 7 到经济、合理，尽量减少投资、降低造价，并应切实注意节约用地。 （ 2）、根据工艺及防火要求，将生产协作密切的车间组织在一起，力求做到建筑布局合理，功能分区明确，在满足工艺流程要求的前提下，尽 量做到生产线路简洁、流畅，避免往返运输和作业线的交叉。 （ 3）、在满足生产工艺的要求下，根据生产性质、动力供应、货运周转、卫生及防火等条件分区布置。并将有大量排出烟、尘及有害气体的车间，布置在厂区下风方向。 （ 4）、运输是生产工艺流程的前奏和继续，它是联系各生产环节的纽带，总图布置中做到合理布置人流、车流的运输线路，以利于生产线路的畅顺，减少能量消耗，确保交通运输安全。 （ 5）、建筑物或构筑物的布置应符合防火、卫生规范及各种安全的要求，并应满足地上、地下工程管线的敷设和交通运输的要求。 功能划 分 根据以上原则 ,拟将厂区划分为生产区、辅助生产区和办公生活区。生产区位于厂区中北部，辅助生产区位于厂区东北部，办公生活区位于厂区西南部。生产区包括 原料预处理车间 、 生物柴油车间、辅料库、毛油罐区、桶装原料库、成品罐区、地磅房等。 辅助生产区包括 锅炉房、甲醇罐区、 给水站、污水处理站等。办公生活区包括办公楼、 倒班宿舍、食堂餐厅、质检中心等 。 总平面布置方案 在总平面布置中，在厂区南部设立三个出入口。靠西边的口作为进入办公楼的人流主出入口，靠中的口作为运输车辆使用的货流出入口，靠东的口作为物流辅助出入 口。本厂的人、货流各行其道 ,避免相互间的交叉干扰。在厂房一侧均布置有道路，道路路面宽度为 4 米和 7 米两种。 这些路大部分已形成了环状贯通，可同时满足消防和运输的要求。 竖向布置 置原则 本项目厂区内地势平坦，建筑物竖向设计本着尽量利用自然地形，减少土方工程量和各种工程构筑物的工程量，并力求填、挖就近平衡，运距最短，节约基建投资的原则。 排水 场地标高及排水坡度尽量结合原地形进行平整，场地排雨水坡度为 5，雨水汇入厂内道路雨水管网，最后排入厂区外连霍高速引线上雨水管网。土方 工程量为： 9985 8 总平面布置主要指标表 表 6 总平面主要技术指标表 号 项 目 单位 指标 备 注 1 厂区用地面积 2 建 (构 )筑物占地面积 4820 3 建 (构 )筑物建筑面积 7124 4 道路广场占地面积 9320 5 灌区占地面积 1500 6 建筑系数 % 7 土地利用系数 % 8 绿化系数 % 38 包含预留用地 7720 9 其它 % 15 项目构成及运输方案 项目构成、场外运输量及运输方式 表 7 项目构成表 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注 一 建设规模 1 生物柴油 吨 /年 10000 2 粗甘油 吨 /年 140 二 年工作日 天 300 三 全厂定员 人 86 其中 人 64 管 理人员 人 12 技术人员 人 10 四 主要原材料、燃料及公用系统消耗 1 原辅料 泔水油 吨 /年 12500 甲醇 吨 /年 2000 硫酸（ 98%） 吨 /年 1200 氢氧化钾 吨 /年 40 9 包材 吨 /年 2 公用系统 水 万 电 万度 140 燃煤 吨 /年 2800 五 建筑面积及厂区占地面积 1 建筑面积 米 2 2 厂区占地面积 米 2 3 建筑容积率 % 六 年运输量 吨 /年 1 运入量 吨 /年 2 运出量 吨 /年 七 三废排放量 1 废渣 吨 403 2 废水 米 3 2850 八 建设投资 万元 1700 九 经济指标 1 静态指标 项目总投资 万元 2500 建设投资 万元 1700 投资利润率 % 投资利税率 % 2 动态指标 全投资财务内部收益 率 (税前 ) % 全投资财务内部收益率 (税后 ) % 全投资财务净现值 (税前 ) 万元 全投资财务净现值 (税后 ) 万元 资本净利润率 % 投资回收期 (税后 ) 年 3 盈亏平衡点 % 4 成本和费用 年均总成本费用 万元 5449 年均税前利润总额 万元 年均税后利润总额 万元 年均销售所得税 万元 平均年销售收入 万 元 本工程投产后，全厂总运输量将达到 /年。其中运入量 年，运出量 /年。本项目运输全部为公路运输，除泔水由公司购车进行运输外，其余物料的运输依靠社会运输力量解决。详见工厂运输量表。 表 8 工厂运输量表 10 序号 内容 运距（ 年运量 (t a) 吨公里 (t 运营方式 一 运入量 1 泔水油 12500 外委、自运 2 甲醇 2000 外委 3 包材 外委 4 煤 2850 外委 5 硫酸（ 98%） 1200 外委 6 氢氧化钾 40 外委 7 不可预见 152 外委 小计 二 运出量 1 生物柴油产品 10000 外委 2 粗甘油 140 外委 3 废渣 403 外委 4 不可预见 1883 外委 小计 总计 全厂贮运设施的内容及管理体制 全厂贮运设施包括原 料库及成品库，主要通过储罐储存。仓库属于工厂统一管理，为一独立部门。各种原料贮存天数、贮存量的确定 原辅料：泔水油总量为 12500 吨 /年，原料采用铁桶装或储罐装，仓库储备 15 天的原料考虑，则须原料储罐 3 台，每台储罐容积 300桶装仓库面积约 600以存放铁桶 3000 只，每只铁桶装泔水油 200容为 600 吨，可以储存 15 天的原料。 其他辅助材料：包材、废料及废品等约需仓库面积 1250 成品库为储罐：成品油总量为 10000 吨 /年，仓库储备 10 天的原料考虑，则须原料储罐 2 台，每台储罐 容积 300 原料装卸：原料库设敞开式的装卸场地，仓库装卸出入口设雨蓬 生物柴油项目公用辅助工程 给排水工程 给水工程 本项目新鲜水用量为 114t/d，水源为城市自来水，水质水量可满足生产生活用水要求。拟从厂区南侧的城市自来水管上接一 供水管至厂区水池，设计考虑在厂区设一给水加压站，由城市管网来的水先进入清水池，各用水处供 11 水管道入口处水压不小于 水池容积：生产、生活及消防 500环水池 100 目生活饮用水的水质标准应符 合国家生活用水标准 5。 排水工程 全厂排水系统采用清污分流制。 全厂生产废水主要有循环排污水和车间冲洗水。 生产废水及生活污水 (经化粪池处理 )用专用排水管引至污水处理站处理达标后排至厂外。 雨水经道路汇集后排入区域雨水排放系统。 地面雨水及清净下水用加盖排水明沟排至厂外管网。 供电工程 本项目装机容量为 150荷级为 负荷，使用 10/源， 50相交流电。经计算，项目有功功率 功功率 在功率为 用电量为 表 9 项目用电负荷计算表 号 用电类别 装机容量（ 需用系数（ 功功率（ 无功功率（ 视在功率（ 1 生产用电 115 生活用电 20 4 3 其它 15 合计 150 通信设施 为方便生产车间、生产辅助单位和生产管理部门之间的生产调度和联络，设置一 32 门的集团电话总机安装在办公楼。在重要生产岗位安装电话。 供热设施 本项目为新建 1 万吨 /年城市餐后油转化生物柴油项目，其正常生产用汽量平均约 h。因其附近无供热热源，为满足装置安全生产用汽要求，必须新建锅炉房。 12 6 项目投资估算与效益分析 投资估算 项目投资估算与依据 表 10 主要原料、辅助 材料用量表（按年用量计） 0 of 序号 物料名称 年用量 供应保证情况 单位 数量 1 泔水油 吨 /年 12500 昆明市内供应 2 甲醇 吨 /年 2000 省内供应 3 硫酸（ 98%） 吨 /年 1200 省内及附近省份供应 4 氢氧化钾 吨 /年 40 省内供应 5 包材（铁桶等） 吨 /年 内供应 表 11 项目燃料品种、质量与年需要量 1 用工程项目 单位 规格 年用量 备注 水 万 饮用水 建给水站供应 电 万度 380V 140 新建变电所供应 燃煤 吨 /年 6000 850 省内供应 估算结果及构成分析 （ 1）经计算本工程建设投资估算价值为 1700 万元。 其横向构成为： 设备购置费 317 万元，占 安装工程费 34 万元，占 建筑工程费 948 万元，占 其它费用 313 万元，占 纵向构成为： 固定资产工程费用 1299 万元，占 固定资产其他费用 313 万元，占 13 预备费 88 万元，占 （ 2）固定资产投资方向调节税 根据规定，固定资产投资方向调节税自 2000 年起暂停征收。 （ 3）建设期借款利息 根据资金筹措 方案，本项目建设期利息经估算为 50 万元。 （ 4）固定资产投资 固定资产投资包括建设投资、投资方向调节税和建设期借款利息，估算值为 1750 万元。 （ 5）流动资金 本项目 铺底流动资金按总投资的 30%计算，计 750 万元。 （ 6）项目规模总投资 根据现行规定，项目规模总投资（报批用）由固定资产投资和铺底流动资金组成，本项目规模总投资估算值为 2500 万元。 效益分析 总成本费用 （ 1）产品成本中的原辅材料、燃料、动力价格（不含税价），均按现行市场价及工艺各专业提供消耗量计算。经估算，本项 目正常年原辅材料费用为 常年外购燃料和动力费用为 元。 （ 2）职工工资及福利费，本项目劳动定员 86 人，其中工人 64 人，年均费用 20000 元 /人，技术人员 10 人，年均费用 30000 元 /人，管理人员 12 人，年均费用 30000 元 /人。 （ 3）固定资产折旧，按分类法进行直线折旧，房屋建筑物按 20 年平均折旧，设备按 10 年平均折旧，残值率按 5%计算。 （ 4）摊销费，场地使用权按 50 年摊销，无形资产和其他资产按 10 年摊销。 （ 5）修理费，按固定资产原值的 5%计算。 （ 6）其它费用，包括制造费 用、管理费用（含财务费用）及营业费用分别按销售收入的 8%、 3%、 3%计算。经计算，本项目年均总成本费用 5449 万元。 营业收入和税金 （ 1）营业收入：本项目年均销售收入为 错误 !未找到引用源。 万元。 （ 2）税金：本项目增值税按 17%，城建维护费及教育附加费分别为增值税的 5%及 3%，企业所得税按 25%。本项目年均增值税为 错误 !未找到引用源。万元，年均营业税金及附加 均所得税 错误 !未找到引用源。 万 14 元。 项目投入总资金及效益情况如表所示。 表 12 项目投入总资金及效益情况 2 of 目 单位 金额 项目总投资 万元 设投资 万元 资利润率 % 资利税率 % 投资财务内部收益率 (税前 ) % 投资财务内部收益率 (税后 ) % 投资财务净现值 (税前 ) 万元 投资财务净现值 (税后 ) 万元 本净利润率 % 资回收期 (税后 ) 年 亏平衡点 % 本和费用 年均总成本费用 万元 均税前利润总额 万元 均税后利润总额 万元 均销售所得税 万元 均年销售收入 万元 项目进度 项目建设工期 根据本工程的特点和建设规模，建设周期初步规划为 15 个月。 2015 年九月份全部工程完工，各阶段实施期间应积极筹措资金，统筹安排，合理交叉，加强对设计、采购、施工和安装的组织协调，力争项目按时竣工投产。 项目实施进度表（横线图） 表 13 项目实施进度表 3 014 年 2015 年 15 时间 项目 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 可行性研究 初步 设计 施工图设计 土建施工 设备定货 设备安装 试车 试生产 本项目实施过程中，采取交叉作业，加快建设进度。 8 结论与建议 结论 本项目采用新设备和最先进的生产工艺，技术水平属国 内领先、国际先进，可带动国内相关行业的发展，提高整个行业在国际市场的竞争力，促进国民经济发展。 项