生物柴油(动植物油甲酯)项目建议书

1 生物柴油 (动植物油甲酯 ） 项 目 建 议 书 （国家发改委鼓励 发展项目） xxxxXX投资咨询事务所 二 0 一 0 年十 二 月 2 目 录 一、项目概述 - （ 3） 二、开发生产“生物柴油”的背景和意义 （ 3） 三、生物柴油的特性、市场需求与价格定位 （ 4） 四、生产原料品种 （ 5） 五、本项目生产规模、建厂条件及能源概况 （ 5） 六、技术方案 （ 6） 七、物料平衡 （ 9） 八、总图运输（略） （ 10） 九、主要设备选型 （ 10） 十、公用工程 （ 11） 十一、环境保护及工业安全 （ 12） 十二、劳动定员 （ 14） 十三、财务分析 （ 14） 十四、综合评价 （ 17） 3 一、项目概述 1、（矿物）柴油 柴油是从石油中提炼加工出来的一种轻质燃料油，也是发动机和现代文明不可或缺的动力来源，但却不是取之不尽、用之不竭的能源。 2、 生物柴油 生物柴油是用植物（或动物）油脂作为主要原料，经过现代科技加工改性而成的新型液体燃料油，它的燃烧特性与柴油十分相近，特别是它与甲醇转酯化反应形成的植物油甲酯，是现代内燃机不经过任何改动就可以直接使用的优质燃料油。 二、开 发生产“生物柴油”的背景和意义 1、背景 （ 1）生物柴油及其生产技术的研究，始于上世纪 70年代初的第一次石油危机， 90 年代后期的高油价及人们环保意识的提高，给于了高速发展的原动力。 （ 2）目前石油价格又不断飙升，一是由于发展中的亚洲国家和发达的西方经济体需求激增，二是地球上已经没有太多的油田可供发现，因此油价不会走低，除非世界经济陷入衰退，廉价石油时代已经结束。 未来内燃机的燃料将主要依靠植物油、低碳醇和天然气。 4 （ 3）现在我国石油系燃料的短缺已经相当严重，供需矛盾很大，进口量已接近 40%。为此，从 2006年 1 月 1 日开始，国家可再生能源法正式实施，对生活质液体燃料规定了许多优惠政策，因而，现在开发、生产生物柴油是有利时机。 2、意义 （ 1）生物柴油是由油料作物将太阳能经光合作用，把 CO2和水结合，组成生物的基本元素（ C、 O、 H、 N 等），并通过一系列的代谢过程，构成人类所需的能源材料，储存在生物质化学键中，其能量又可以按人类的意志，随需释放或转化成其它形式的能量服务于人类社会。如此周而复始，形成促进社会不断发展的循环经济模式 这就是可再生能源 用之不尽、取之不竭的意义所在。 （ 2）“植物油”这一生产生物 柴油的主要原料，可以通过政府的政策和组织，增加产量，每年循环获取，永远不会枯竭。 在适宜的地域种植油料作物，不仅有利于发展农村和山地经济，还有利于保护生态，减少水土流失，消耗大量的温室气体 CO2。 （ 3）当前利用一些废植物油（如：色拉油厂的皂脚、城市中的地沟油、煎炸废油，变质植物榨取油）生产生物柴油，不仅有利于降低生物柴油的生产成本，还有利于减少肮脏的、含有毒物质的废油，重新进入食用油系统或排入环境。 （ 4）有利于一个国家的能源安全 保障液体燃料供给，使国民经济部门正常运转。 稳定能源价格，制恒市场 。 5 减轻对进口的依赖程度，限制石油武器的冲击力。 三、生物柴油的特性、市场需求与价格定位 1、特性简介 （ 1）质量低热值比醇类高得多，而与柴油非常接近，其示功图几乎与燃用轻柴油时一致。 （ 2）生物柴油的十六烷值优于柴油，所以发动机的启动性能特别是低温启动性能非常优 异。 （ 3）其含硫量极低，几乎不含芳香族烷烃，因而废气对人体的损害远低于柴油。 （ 4）它又是含氧燃料，在燃烧时有自供氧效应，燃烧比较充分，超负荷能力比燃用柴油时强，同时排温和总的排污远低于燃用柴油时的相应值。 另外生物柴油无毒，生物降价率高 达 98%，降解速率是石油柴油的数倍，可大大减轻对环境的污染，所以与石油柴油相比，它是一种环保型的绿色燃料。 2、产品的市场需求 （ 1） 我国是一个石油消费大国，去年的石油消费量达到 27000万吨，其中进口量超过 30%，市场缺口很大。 由于原油中轻油（汽油、柴油）比例少于重油，石油加工企业出于经济考量，故重油轻质化偏向于采用催化裂化工艺，而催化裂化装置上汽油的产出量远高于柴油，生产柴汽比仅为 0.7。 6 （ 2）由于涡轮增压技术、电子控制、管理系统（ ECM）技术、尾气处理系统中气化催化器的技术的普通采用，大大提高了 柴油发动机的经济性、动力性和轻量化，使用柴油机可以比汽油机节能四分之一，因此汽车柴油化是一种发展的趋势；同样，在我国柴油的消费量远大于汽油，消费柴汽比达到 1.3 以上，这样，生产柴汽比不能满足消费柴汽比，将是炼油行业一个难以缓解的结构性问题，供需矛盾只会越来越扩大。 （ 3）本项目利用植物油为主要原料生产生物柴油，用以部分替代矿物柴油，与目前石化行业调整油品结构，提高柴汽比相契合，故意义深远。（注：柴汽比是指柴油与汽油之间的比例） 3、 价格定位 由于生物柴油的低排放与可自然降解特性，西方发达国家又把绿色环保放 在优先考量的地位，所以生物柴油的市场流通价格高于柴油；国内的习惯是把燃料油的密度大小放在首位，环保意识又比较弱，因此密度较大的生物柴油，每吨价要比柴油低 200元左右。 四、生产原料品种 虽然，我国的动植物油资源丰富，但是人均占有和消费水平还不高，所以现阶段要大规模利用动植物油脂来生产生物柴油还不现实。但是，在现阶段利用动植物油脂在生产和消费过程中产生的废料来生产生物柴油，不仅在经济上是可行的，并可以为将来大规模开发生产打好基础。 7 这些废料大概有以下几种： 1、生产精制色拉油时的皂脚形成的酸油，我国每年产生 这样的酸油约有上百万吨。 2、各种油脂厂生产的粗脂肪酸。 3、榨油厂的下脚油。 4、各种生物制品厂生产过程中动植物废油、下水油形成的动植物酸油。 5、食品厂、化工厂加工过程中形成的废油。 6、各类宾馆、饭店的煎炸废油、泔脚油、潲水油、地沟油。 7、环保系统和社会商贩回收的地沟油。 8、各种木本油料树含油果实、桐籽、含油松杂等榨取的各种烷烃液。 9、甲醇、非标乙醇、混合醇。 10、从焦化油中取得的轻焦油等等。 11、 进口棕榈油等。 五、本项目生产规模、建厂条件及能源概况 表一： 项目 名称 数量 备注 生 产能力 年产量 30 万 吨 8 建厂条件 厂房及办公室 库棚 征地 7000 M2 2500M2 约 200 亩 道路、围墙、绿化 消防、环保 公用设施概况 最大用电负荷 最大用水负荷 最大热负荷 压缩空气 蒸汽锅炉 1600KW 80M3 12,000,000千卡 /h 24M3/7kg h 4T/h 8kg 新鲜水（不计循环水） 采用过 热蒸气 六、技术方案 动植物油的平均质量低热值达 38MJ/kg，十六烷值平均达到 37，这些特性均与矿物柴油接近，但它是大分子化合物，在常温下的 粘度要比轻柴油高一个数量级，其 20的粘度约为 50 100mm2/s，另外植物油的密度值平均为 0.92kg/L，仅从这些来看，似乎难以适应高速柴油发动机的使用要求。可是它的粘温特性却充分揭示了其运动粘度和密度值可以通过合适的工艺加工改善，从而提高它的燃烧性能。 1、生活柴油生产工艺简介 9 目前生产生活柴油的方法大致有以下几种：溶剂稀释法、热裂介法、催化 裂化法、生物酶工程、甲酯化以及微乳化。 （ 1）溶剂法：目前从经济方面考虑，合适的溶剂只有低碳醇，但这样的稀释油难以和矿物柴油互溶。 （ 2）热裂介法：此方法目前 难以控制缩聚现象，故轻质油收率偏低。 （ 3）催化裂介：微晶及非晶催化剂的相继出现，催化裂介工艺越臻成熟，但投资规模大，在目前动植物油价格偏高的情况下，大规模的催化裂化生产线尚不宜启动。 （ 4）生活酶工程： 所谓生活酶工程生产生物柴油，是利用脂肪酶或固定化生物酶作为催化剂，使动植物油酸和脂肪醇实现转酯化反应，形成脂肪酸酯。这种工艺具有能耗低、无污染等诸多优点，但现有活性脂肪酶，均对低 C 醇的催化效率不高，而且容易中毒失效，因此对低碳醇的高效活性酶尚未发现之前，不应盲目工业化。 （ 5）甲酯化及微乳化工艺： 甲酯化 是将动植物油酯和甲醇在催化剂的参与下形成动植物油甲酯 这是目前世界上一致认可的 优质“生物柴油”。 微乳化是将低碳醇与动植物油预酯化、酰胺化以后，再在催化剂的作用下，与柴油三者均质成清澈透明的生物、矿物复合柴油的方法。 2、 本项目选择甲酯化及微乳化法生产生物柴油工艺。 从以上的技术分析本项目选择甲酯化生产工艺是明显最为有利 10 的。 （ 1）（动）植物油经甲酯化以后，其粘温曲线已经与柴油十分接近，甚至在 35时菜子油甲酯的粘度已小于柴油，所以脂肪酸甲酯是目前我国乃至世界上最重要的生物柴油品种。 （ 2）甲酯化的反 应机理国内外都研究得比较透彻，我们与国外的水平很接近，工艺条件相对不算很苛刻，工程设备国内多能生产，造价也不算很高。 （ 3）甲酯化生产工艺，既可以是自动化连续的管道系统，也可以选择手控的 半连续工艺。生产规模可大可小，投资方式也就灵活可调。 （ 4）甲酯化生产使用的原料油既可以是精制的各种动植物油，也可以在同一装置上调整工艺后，利用动植物油生产加工过程中形成的下脚油、下水油、污油，食品工业、餐饮业形成的各种废油、地沟污油等等作为原料油。 （ 5）甲酯化的另一主要原料 甲醇，国内货源比较充足，价格也便宜，还有利 于使用价格较便宜的硷性催化剂。 （ 6）只要适当调整工艺条件，在同一装置上还能灵活实施柴油、生物柴油微乳化复合柴油生产工艺，从而成倍扩大绿色环保柴油的生产量。 3、关键工艺流程 （ 1）（动）植物油甲酯化工艺流程： 催化剂 甲醇 甲醇回流 回收甲醇 抽真空 11 原料油精制 预酯化 再酯化 粗植物油甲酯 脱色 精制 成品 回收甘油 生物柴油 （ 2）餐饮废油、地沟油生产生物柴油工艺流程： 净化剂 抽真空 催化剂 甲醇 甲醇回收 抽真空 餐饮废油、地沟油 榨油厂油脚 净化 干燥 甲酯化 再酯化 粗植物油甲酯 脱色、精制 成品生物柴油 回收甘油 （ 3）酸化油甲酯化生产工艺流程： 净化剂 催化剂 甲醇 甲醇回流 回收甲醇 抽真空 酸化油 净化 预酯化 再酯化 粗植物油甲酯 精溜 水杂 脱水剂连续脱水 催化剂、粗甘油 渣油 成品生物柴油 （ 4）微乳化生物柴油生产工艺流程： 皂脚 酸化油 净化剂 催化剂 甲醇 胺化剂 稀释剂 柴 12 油 净化 预酯化 酰胺化 微乳化油 精制 餐饮用油、地沟油 水杂 微乳化剂 成品生物柴油 4、工艺流程示意图（见附图） 5、产品理化性能指标 表二：生物柴油 项目 质量指标 试验方法 十六烷值 49 56 GB/T386 馏程 50%馏出温度 90%馏出温度 95%馏出温度 268 312 356 GB/T6536-86 蒸余物残碳 10% 0.12 GB/T8022 灰分 % 0.004 GB/T508 机械杂质 % 无 GB/T511 水分 % 痕迹 GB/T260 闭口闪点 108 GB/T261 铜片腐蚀 1 GB/T5096 酸度 mgKeH/100ml 92.19 GB/T258 13 冷凝点 -5 -20 GB/T2413 冷滤点 -2 -10 SY2413 水溶性酸或碱 无 GB/T259 实际胶质 37.6 GB/T509 密度 kg/m3 20 0.88 GB/T1884 运动粘度 mm2/s 40 4 6 GB/T265-88 硫含量 m/m % 0.007 GB/T380-80 七、物料平衡 表三：甲酯化工艺物料平衡表（生产一吨植物油生活柴油） 序号 投入 一 原料名称 数量（ kg） 百分比 % 1 废植物油 1025 100.3 2 工业甲醇 120 12 3 催化剂 10 1 4 净化剂 30 3 5 抗聚剂 10 1 6 水蒸气 600kg 7 电量 42kw 14 8 水 300kg 注：实取得生活柴油 950kg，回收甲醇（略）。 八、总图运输（略） 九、主要设备选型 表四：主要设备明细表 序号 设备名称 规格型号 数量（台） 备 注 一 原料油处理系统 1 烘房 2000M2 200M2 1 座 1 座 蒸汽加热 2 液 液分离罐 30 M3 8 蒸汽加热 3 粉体定量加料装置 3 4 脱色除味（连续）系统 3 5 2 吋油泵 4 5kw 3 电机 6 电器控制柜 4 二 甲酯化系统 7 定量油泵 5 7.5kw 10 8 酯化反应釜（蒸汽加热） 24M3 18 15kw 24 9 回流冷凝器 12 15 10 紊流式剪切均质器 11 11 甲醇精馏塔 3 12 甲酯精馏塔 3 13 甲醇回流连续脱水器 3 14 甘油回收分离装置 3 30M3 15 固液离心分离 机 3 10kw电机 16 催化剂加料装置 6 17 甲醇投料装置 6 三 中间储罐及输送泵 18 回收甲醇储罐 20M3 6 19 多级泵（抽真空） 3 吋 喷射器 6 7kw 20 催化剂储罐 20M3 4 21 净化剂储罐 20M3 4 22 甲醇中间储罐 100M3 5 23 成品甲酯中间储罐 100M3 10 24 甲醇输送泵 3 吋 3 7.5kw 3 25 成品油输送泵 3 吋 4 7.5kw 4 26 催化剂输送泵 1 吋 3 3kw 3 27 净化剂输送泵 1 寸 3 3kw 3 四 控制系统及辅助设备 28 原料油储罐 3000M3 12 29 甲醇储罐 2000M3 6 16 30 甘油罐 200M3 6 31 成品油罐 2000M3 6 32 原料油、成品油、甘油、甲醇输送管道系统 33 生产车间操作平台 3 座 34 仪表、阀门 配套 五 动力、热力设备 35 锅炉 4T/h 8kg 配套钠离子交换器16kw 1 36 37 压缩空气机 6M3/7kg 二 台 40kw 2 38 手动操作系统 39 电器控制系统 十、公用工程 公用工程主要包括给排水、消防、供电及供热等。 1、给排水 （ 1）新鲜水主要用于蒸汽锅炉、循环水补充用水及冲洗场地等，由城市供水（自来水）系统引接，供给压力 0.65Mpa。供给量约150M3/h。 17 （ 2）循环水主要用于油品冷却用水，由自建循环水系统供给。 （ 3）消防水应满足加工区消防的要求。 （ 4）污水经过二级处理达标后再排放。 2、供电 （ 1）三相电源就近供给，供给量 3600kw。生产每吨生物柴油，消耗电能约 30kW，总装机容量约 1300kw，考虑到办公、生活用，工厂供配电应达到 1600kw,利用系数 0.7。 （ 2）是否考虑自备供电机组。应由当地电网供电情况决定。 3、供热 （ 1）水蒸汽 生产每吨生活柴油约消耗水蒸气 500-600kg， 蒸汽压力一般不大于 8kg，主要用于原料有罐加热、保温，工艺上用于原料油精制（脱色、脱臭、除水杂、脱蜡以及酯化、甲醇回收、提取甘油、蒸馏预热等）部分生活用汽等，本项目应适应 6T/h 8kg锅炉及配套钠离子交换器四 台。 （ 2）饱和蒸气发生气系统 如使用废油特别是酸化油作为主要原料，其中带有一定量的胶质、不皂化物、色 素等，这些大分子物质会在发动机燃油喷咀、缸体中形成结胶积碳，因而必须对产品进行蒸馏提纯，蒸馏温度必须达到 300以上，故应采用 饱和蒸气发生气系统 ，本项目应建立 800 万千卡 /h饱和蒸气发生气 及其配套设备。 4、供气 供气系统主要由小型移动式压缩空气机和储气罐供给，供给量 18 20 M3/h，供给压力 0.65Mpa。 十一、环境保护及工业安全 1、废水 主要是生产污水和含油污水。 （ 1）生产污水 主要来自动力站（锅炉排污、反冲洗水等），这些废水中的杂质主要是盐类和固定悬浮物。 （ 2）含油污水 主要来自工艺装置生产过程 中与油品接触的冷凝水、介质水、生成水和油品洗涤水，可以从各排放点集中到污水处理场进行处理。 2、控制废水排放措施 （ 1）机、泵冷却水返回循环水池，经隔油后循环使用，减少了含油污水的排放量。 （ 2）加强管理，控制排放污水的污染物含量。 （ 3）到有条件的时候，可采用先进可靠的控制仪表，保证污水处理设施正常运行。 3、废气 （ 1）加工过程中产生的废气。 反应釜生产过程中换热产生的少量废气。 锅炉烟气。 气体主要来自管线、阀门、机泵等的泄露。 其它非连续性、不定期排放的废气，如装置开、停工时置换、吹 19 扫空气等。 （ 2）废气排放控制措施 优化换热流程，提高热量回收率，降低热负荷，提高热效率，从而减少排放。 装置正常和非正常的放空油气尽量进入回流装置，进行回流。除开、停工或较大事故状态时，才会有少量排入大气中，尽可能减少对大气的污染。 少量挥发气体属无序排放，设备管线，阀门应尽可能处于完好的工作状态，尽量做到密封，以减少无序排放量。 4、废渣 废渣主要是含油渣和污泥，应设置油污泥处理设备。 5、噪音 （ 1）噪音源及声压级 噪音主要集中在生产装置系统的机泵，种类较多，有以下特征： 连续和稳 态噪声 加工过程是连续进行的，故设备产生的噪声大多是连续的稳态噪声，在正常的生产过程中，环境噪声相差不大。 中、低频为主的气流噪声 中频气流噪声主要是机泵产生的，低频气流噪声由加热装置和风机等产生的，这些噪声的声压级一般都在 85dB（ A）左右。 （ 2）采取减噪、防噪措施 选择噪声低的同类设备，将噪声的高低作为设备的选择依据之一。 20 如：我国已经可以生产单机噪声小于 85dB（ A）的 C 系列轴流风机。（可用于空气冷凝器） 中、小型防爆电机采用 yB系列电机，设置电机隔声罩。 气体放空安装消声器 。 今后有可能的话，工艺装置由专设的控制室集中控制。控制室距离噪声源有一定的距离，其建筑物应具有良好的隔声效果，控制室内的噪声不会大于 65dB（ A），从而使其中的工作人员免受噪声的危害。装置设置供现场巡回检查人员和操作维护人员使用的巡检室、操作控制室和值班室，这些地方的噪声都低于70dB（ A）。 十二、劳动定员 表五：劳动定员一览表 序号 岗位名称 班次定员 小计 一 二 三 补 1 生物柴油生产工人 12 12 12 6 42 1 辅助工人 6 6 6 2 20 2 机电工兼管油库、 配电房、消防泵房等 6 6 6 2 20 3 管理人员 24 24 合计 106 注：现场生产人员可由管理人员灵活调度。 21 十三、财务分析 1、投资估算和资金筹措 （ 1）建设投资： 约 7869万元 征地 750 万元 厂房、办公、仓库 820万元 道路、围墙、绿化 75万元 储运系统 (包括油库 5.5万 M3) 2855 万元 动力及配电 配电（含照明） 1600KW 150万元 供热：（水蒸汽、锅炉 ） 4T/8kg h 38万元 消防及环保 150 万元 给排水 25 万元 工艺设备 2566 万元 可行性研究与设计费 160万元 不可预见费 280 万元 （ 2）流动资金 ： 约 1.5 亿 元 （ 3）资金筹措（略） 2、生产成本估算 （ 1）固定资产折旧费 ： 787 万元 （固定资金折旧年限为 10年，按实际形成固定资产，每年 10%直线法计提折旧。） （ 2）大修理基金计提率 4% 31万元 （ 3）水、电、气价格 1005.5 万元 22 表六：水、电、气价格估算表（万元 /年） 项目 单价（元 /吨） 年消耗数量（吨 /年） 总价（万元） 新鲜水 3 22500 6.75 循环水 1 15000 1.5 电 0.6 元 /kw 9,000,000kw 540 气 6 42000M3 25.2 供热 60 72000/吨 432 合计 1005.5 （ 4）原辅材料价格 143,400 万元 /年 表七：原辅材料价格估算表： 序号 材料名称 单价（万元） 数量（吨） 总价（亿元） 生物柴油 0.54 300,000吨 16.2 1 原料油（工业或餐饮 废油） 酸油 0.4 306,250 12.25 2 甲醇 0.32 45,000 1.44 3 催化剂 0.8 3000 0.24 4 除臭剂 0.9 1500 0.14 23 5 阻聚剂 0.9 3000 0.27 合计 （含运输费） 14.34 （ 5）职工工资福利支出： 346万元 /年 其中年薪水平：管理人员（平均） 24 5=100 万元 生产人员 82 3=246万元 合计： 106 人 346 万元 （ 6）车间经费： 18万元 （ 7）流动资金贷款利息： 1000万元 /年（财务费用） （按 1.3 亿 元贷款，年息按 7.5-8%计） （ 8）企管费计取： 120 万元 /年 （ 9） 年生产成本总额： 其中固定成本： 2102 万元 3、财务评估 （ 1）财务分析参数 本项目还贷资金额为：折旧和利润。 投产后，基本折旧（除大修理用外）全部用于还贷，直至还贷结束为止。还贷后，折旧用于 做发展基金。 还贷期间企业自留利润比例为 25% 现金流量计算折现率为 6%。 银行贷款利率为 6%。 产品价格的确定。 24 根据国内柴油 5600元 /吨的价格现状，确定油品价格为： 生物柴油： 0.54万元 /吨 （ 2）财务分析： 运输费 1500 万元 /年 税金（销售） 4050 万元 /年 销售费 300 万元 /年 销售费收入 16.2 亿 元 /年 生物柴油 0.54 30万吨 =16.2亿 元 /年 销售成本 15.1 亿 元 /年 14.34+0.21+0.41+0.039+0.11=15.1 亿 元 /年 销售利润 16.2-15.1= 1.1 亿 元 /年 企业自留利润 2750 万元 /年 1.1亿元 25% = 2750 万元 /年 还款能力 0.9 亿 元 /年 0.825+0.0787=0.9 亿 元 /年 4、不确定性分析 项目在建设过程中或建成投产后，建设投资、产品价格、原料价格以及生产负荷等因素都会变化，具有一定的不确定性，并直接影响到项目的经济效益。为此，必须进行各种因素影响的敏感性分析。具体分析如下： （ 1）基准方案内部收益为 68% （ 2）当产品价格下降