生物柴油生产工艺学习教案

1、会计学1生物柴油生产工艺生物柴油生产工艺第一页，编辑于星期二：四点 三十四分。（一）（一）生物柴油的性质及其用途生物柴油的性质及其用途第1页/共67页第二页，编辑于星期二：四点 三十四分。生物柴油生物柴油甲甲 醇：也可以用乙醇替代，但甲醇价廉醇：也可以用乙醇替代，但甲醇价廉生物柴油：主要由生物柴油：主要由C C1616-C-C1818脂肪酸甲酯脂肪酸甲酯组成组成第2页/共67页第三页，编辑于星期二：四点 三十四分。生物柴油的性能特征生物柴油的性能特征 生物柴油起动力性能与普通柴油无区别，且在生物柴油起动力性能与普通柴油无区别，且在下述方面具有比普通柴油优良的性能：下述方面具有比普通柴油优良的性

2、能：具有较好的润滑性能，使发动机的磨损降低，延具有较好的润滑性能，使发动机的磨损降低，延长使用寿命；长使用寿命；闪点高，在运输，储存，使用方面的安全性好；闪点高，在运输，储存，使用方面的安全性好；十六烷值高十六烷值高, ,燃烧性能好；燃烧性能好；硫、芳烃含量低，含氧量高，燃烧残碳低，排放硫、芳烃含量低，含氧量高，燃烧残碳低，排放好；好；第3页/共67页第四页，编辑于星期二：四点 三十四分。生物柴油的用途生物柴油的用途第4页/共67页第五页，编辑于星期二：四点 三十四分。使用生物柴油的注意事项使用生物柴油的注意事项l对橡塑部件具有溶胀性，与有些管路和垫圈不兼容对橡塑部件具有溶胀性，与有些管路和垫

3、圈不兼容l凝固点高（凝固点高（1.7-15.61.7-15.6），低温流动性不如普通柴油），低温流动性不如普通柴油l氧化安定性差，可加添加剂改善氧化安定性差，可加添加剂改善l单位能量稍低，但燃烧完全可以弥补单位能量稍低，但燃烧完全可以弥补l不同原料生产的生物柴油性质有差异不同原料生产的生物柴油性质有差异热量单位热量单位/1b/1b热量单位热量单位/gal/gal典型典型2 2号柴油号柴油1830018300129050129050生物柴油生物柴油B100B1001600016000118170118170第5页/共67页第六页，编辑于星期二：四点 三十四分。第6页/共67页第七页，编辑于星期二

4、：四点 三十四分。第7页/共67页第八页，编辑于星期二：四点 三十四分。第8页/共67页第九页，编辑于星期二：四点 三十四分。第9页/共67页第十页，编辑于星期二：四点 三十四分。第10页/共67页第十一页，编辑于星期二：四点 三十四分。第11页/共67页第十二页，编辑于星期二：四点 三十四分。l 正在建设的企业正在建设的企业丹东市精细化工厂丹东市精细化工厂湖南天源生物清洁能源有限公司湖南天源生物清洁能源有限公司湖南海纳百川生物工程有限公司湖南海纳百川生物工程有限公司l 外国投资企业外国投资企业 联美实业（美国）阗仁德环保能源有限公司在联美实业（美国）阗仁德环保能源有限公司在 上海建上海建5万

5、吨万吨/年生物柴油厂年生物柴油厂第12页/共67页第十三页，编辑于星期二：四点 三十四分。第13页/共67页第十四页，编辑于星期二：四点 三十四分。第14页/共67页第十五页，编辑于星期二：四点 三十四分。第15页/共67页第十六页，编辑于星期二：四点 三十四分。第16页/共67页第十七页，编辑于星期二：四点 三十四分。Biodiesel IndustriesBioDiesel Technologies GmbHBioSource Fuels, LLCLurgi PSI Inc.Energea - Klosterneuburg, AustriaImperial Western Products

6、, Inc.Superior Process Tech.Renewable Energy GroupCrown Iron WorksBrawner, s.a.Bratney CompaniesBiodiesel TechnologiesWestfalia Separator, Inc.JatroDieselPacific BiodieselNextGen Fuel IncorporatedRenewable Products Development LaboratoriesDesmet BallestraBiodiesel InternationalSket第17页/共67页第十八页，编辑于星

7、期二：四点 三十四分。国外典型液碱催化酯交换工艺国外典型液碱催化酯交换工艺第18页/共67页第十九页，编辑于星期二：四点 三十四分。l 是目前世界上销售最多的技术是目前世界上销售最多的技术第19页/共67页第二十页，编辑于星期二：四点 三十四分。第20页/共67页第二十一页，编辑于星期二：四点 三十四分。l BIOX BIOX工艺包含了酸催化和碱催化两个过程工艺包含了酸催化和碱催化两个过程 先将脂肪酸在一个活塞流反应器内进行先将脂肪酸在一个活塞流反应器内进行酸催化酸催化反应反应 转化成甲酯转化成甲酯(60(60，40min)40min) 在第二个活塞流反应器中以相似的条件进行在第二个活塞流反应

8、器中以相似的条件进行碱催化碱催化反应反应 99.5%99.5%以上未消耗的甲醇进行循环以上未消耗的甲醇进行循环l 可以处理高酸值的动植物油可以处理高酸值的动植物油， 油脂中游离油脂中游离脂肪酸脂肪酸的含量可以高达的含量可以高达3030l BIOXBIOX公司已把此工艺推向工业化公司已把此工艺推向工业化 投资投资24002400万美元，建立约万美元，建立约5 5万吨万吨/ /年生物柴油厂年生物柴油厂 第21页/共67页第二十二页，编辑于星期二：四点 三十四分。新开发的新开发的Kreido Biofuels STT工艺工艺l Kreido Biofuels:STTKreido Biofuels:S

9、TT强化工艺强化工艺通过几年研究开发成功通过几年研究开发成功STT(spinning tube-in-tube) STT(spinning tube-in-tube) process intensification technologyprocess intensification technology反应时间为反应时间为1 1秒秒液碱催化，液碱催化，精制原料精制原料与常规二段反应相比与常规二段反应相比： 只需只需一段一段、甘油浓度高、回收简单、甘油浓度高、回收简单 每加仑生物柴油加工成本降低每加仑生物柴油加工成本降低1010美分美分第22页/共67页第二十三页，编辑于星期二：四点 三十四分。

10、l 增加混合效果，加快传质速度，缩短反应时间增加混合效果，加快传质速度，缩短反应时间第23页/共67页第二十四页，编辑于星期二：四点 三十四分。国外生物柴油生产厂产业化发展的现状国外生物柴油生产厂产业化发展的现状与趋势与趋势第24页/共67页第二十五页，编辑于星期二：四点 三十四分。第25页/共67页第二十六页，编辑于星期二：四点 三十四分。针对不同用户，开发不同规模大小，适用于不同周针对不同用户，开发不同规模大小，适用于不同周边条件的生物柴油厂边条件的生物柴油厂lBioKing Biodiesel Equepment(BioKing Biodiesel Equepment(只限酯交换设备只限

11、酯交换设备) )规规 模模投资投资USDUSD100 gal/day100 gal/day714571453200 gal/day3200 gal/day17,74517,7454000 Mt/year4000 Mt/year184,000184,0008000 Mt/year8000 Mt/year217,000217,00012000 Mt/year12000 Mt/year249,000249,000l 其它配套设备规模规模设备设备投资投资USDUSD3200 gal/day3200 gal/day脱胶、中和反应器脱胶、中和反应器21,94521,9454500 gal/day4500

12、gal/day干洗干洗Amberliter“BDIODry”Amberliter“BDIODry”装装置置184,000184,000第26页/共67页第二十七页，编辑于星期二：四点 三十四分。l磷酸锆磷酸锆/ /氧化钨载体高活性固体酸催化剂氧化钨载体高活性固体酸催化剂 催化棕榈酸催化棕榈酸(Palmitic acid)(Palmitic acid)与甲醇酯化反应具有高活性与甲醇酯化反应具有高活性 与反应产物容易分离、活性组分不会浸渍流失、能重复利用与反应产物容易分离、活性组分不会浸渍流失、能重复利用 具有工业化前景具有工业化前景 l含憎水性含憎水性Fe-ZnFe-Zn双金属氰化物复合物的固体

13、酸催化剂双金属氰化物复合物的固体酸催化剂 具有类似沸石的笼状结构具有类似沸石的笼状结构 仅含路易斯酸（仅含路易斯酸（Lewis acidLewis acid），不含），不含B B酸酸(Bronsted Acid)(Bronsted Acid)和碱性和碱性 能用于未精制植物油以及餐饮业废油等原料能用于未精制植物油以及餐饮业废油等原料l含有磺酸官能团的含有磺酸官能团的PVAPVA（Poly vinyl alcoholPoly vinyl alcohol）膜）膜 在在6060和常压条件下，与和常压条件下，与NafionNafion薄膜、离子交换树脂相比薄膜、离子交换树脂相比 活性高活性高 无起始时的

14、感应期无起始时的感应期第27页/共67页第二十八页，编辑于星期二：四点 三十四分。l采用膜反应器生产生物柴油采用膜反应器生产生物柴油 可以简化水洗等后处理过程，达到降低成本、投资可以简化水洗等后处理过程，达到降低成本、投资和保护环境等目的和保护环境等目的 膜反应器示意图如下图所示膜反应器示意图如下图所示其中：其中：TG-TriglycerideTG-Triglyceride，DG-DiglycerideDG-Diglyceride，MG-MonoglycerideMG-Monoglyceride FAME- Fatty acid alkyl esters FAME- Fatty acid al

15、kyl esters第28页/共67页第二十九页，编辑于星期二：四点 三十四分。l采用吸附剂吸附精制生物柴油采用吸附剂吸附精制生物柴油 针对于生物柴油的水洗精制工艺，近来国外已开发成功采针对于生物柴油的水洗精制工艺，近来国外已开发成功采用吸附剂来吸附精制技术用吸附剂来吸附精制技术格雷斯（格雷斯（W.R. Grace & Co.,W.R. Grace & Co.,）使用使用TriSylTriSyl二氧化硅吸附剂，二氧化硅吸附剂，无水洗步骤，无污水排放无水洗步骤，无污水排放生物柴油产品酸值低、产品损失小生物柴油产品酸值低、产品损失小Rohm HassRohm Hass公司公司开发成功可用于生物柴油

16、吸附精制离子交换树脂开发成功可用于生物柴油吸附精制离子交换树脂美国爱荷华州立大学美国爱荷华州立大学开发成功一种酸式硅酸镁开发成功一种酸式硅酸镁MagnesolMagnesol吸附剂吸附剂对生物柴油中的极性化合物有强吸附性对生物柴油中的极性化合物有强吸附性第29页/共67页第三十页，编辑于星期二：四点 三十四分。l微波加热与超声波酯交换微波加热与超声波酯交换 微波加热酯交换微波加热酯交换常压、醇油摩尔比为常压、醇油摩尔比为1.61.6实验室证实：与常规方法相比实验室证实：与常规方法相比节能节能超声波酯交换超声波酯交换实验室证实：实验室证实：99%99%液碱催化酯交换反应可在液碱催化酯交换反应可在

17、5 5分钟分钟内完成内完成常规方法需常规方法需1 1小时小时以上以上第30页/共67页第三十一页，编辑于星期二：四点 三十四分。第31页/共67页第三十二页，编辑于星期二：四点 三十四分。 国内民营生物柴油生产企业，以高酸值的废弃油脂国内民营生物柴油生产企业，以高酸值的废弃油脂为原料生产生物柴油为原料生产生物柴油l 海南正和生物能源有限公司海南正和生物能源有限公司l 四川古杉油脂化工公司四川古杉油脂化工公司 l 福建卓越新能源发展公司福建卓越新能源发展公司第32页/共67页第三十三页，编辑于星期二：四点 三十四分。第33页/共67页第三十四页，编辑于星期二：四点 三十四分。 中国石化高压醇解工

18、艺中国石化高压醇解工艺第34页/共67页第三十五页，编辑于星期二：四点 三十四分。 中国石化高压醇解工艺中国石化高压醇解工艺高压醇解工艺高压醇解工艺日本住友日本住友Henkel反应温度反应温度210240350220-240 反应压力反应压力46MPa4560MPa9-10MPa催化剂催化剂无无无无甲醇钠甲醇钠污染物排放污染物排放无无无无大量污水大量污水第35页/共67页第三十六页，编辑于星期二：四点 三十四分。国内其它生物柴油生产技术国内其它生物柴油生产技术第36页/共67页第三十七页，编辑于星期二：四点 三十四分。生物柴油的规格标准生物柴油的规格标准生物柴油生物柴油BD-100BD-100

19、国家标准已批准实施国家标准已批准实施第37页/共67页第三十八页，编辑于星期二：四点 三十四分。生物柴油的规格标准生物柴油的规格标准lB-5B-5国家标准正在制定中国家标准正在制定中l通过分析化验、模拟评定、台架试验和行车试验，通过分析化验、模拟评定、台架试验和行车试验，制定：制定：B-10B-10、B-20B-20生物柴油调和燃料标准生物柴油调和燃料标准第38页/共67页第三十九页，编辑于星期二：四点 三十四分。第39页/共67页第四十页，编辑于星期二：四点 三十四分。各种原料油的价格各种原料油的价格 (07年年3月份月份)l 石油柴油出厂价为石油柴油出厂价为40004000元元/ /吨吨油

20、油 品品价格类型价格类型价格（价格（RMBRMB元元/ /吨）吨）豆油：进口豆油豆油：进口豆油 国际四级国际四级 散装一级散装一级交货价格交货价格出厂价格出厂价格出厂价格出厂价格7150-72007150-72007250-73807250-73807550-77007550-7700菜籽油：国标四级菜籽油：国标四级 散装一级散装一级出厂价格出厂价格出厂价格出厂价格7650-80507650-80507950-82507950-8250棉籽油：散装一级棉籽油：散装一级出厂价格出厂价格5900-64005900-64002424度棕榈油：度棕榈油： 天津港天津港 宁波港宁波港 黄埔港黄埔港交货价

21、格交货价格交货价格交货价格交货价格交货价格5930-60005930-60005820-59205820-59205700-58005700-5800第40页/共67页第四十一页，编辑于星期二：四点 三十四分。 部分脂肪酸甲酯和甘油深加工产品市场价格部分脂肪酸甲酯和甘油深加工产品市场价格产品产品价格价格(元元/吨吨)脂肪醇脂肪醇 (99%)15000甘油甘油 (工业级工业级)6600甘油甘油 (医药级医药级)74001,3-丙二醇丙二醇 (99%)45000环氧氯丙烷环氧氯丙烷 (99.9%)19800数据来源数据来源: :中国化工网中国化工网,2007,2007年年6 6月月2 2日日第41

22、页/共67页第四十二页，编辑于星期二：四点 三十四分。产品产品 生产供销商（家）生产供销商（家）产品产品 生产供销商（家）生产供销商（家）粘结剂粘结剂2 2农业助剂农业助剂9 9水泥助剂水泥助剂1313介电液介电液1 1抗磨剂抗磨剂5 5燃料油乳化剂燃料油乳化剂1 1液压油液压油4 4工业清洁剂工业清洁剂2121工业润滑剂工业润滑剂1111金属加工液金属加工液1111除臭液除臭液3 3脱漆剂脱漆剂6 6油墨油墨1515油墨溶剂油墨溶剂4 4链锯油链锯油1 1第42页/共67页第四十三页，编辑于星期二：四点 三十四分。脂肪酸甲酯的化工利用脂肪酸甲酯的化工利用脂肪酸甲酯脂肪酸甲酯异丙基酯异丙基酯高

23、级脂肪醇高级脂肪醇乙氧化脂肪酸酯乙氧化脂肪酸酯蔗糖聚酯蔗糖聚酯多羟基烷基酸多羟基烷基酸合成酯合成酯-磺酸脂肪酸甲酯磺酸脂肪酸甲酯链烷醇酰胺链烷醇酰胺异丙醇异丙醇菌菌环氧乙烷环氧乙烷SO3/NaOHHN(CH2CH2OH)2H2/CuCr2O4蔗糖蔗糖三羟甲基丙烷三羟甲基丙烷第43页/共67页第四十四页，编辑于星期二：四点 三十四分。甘油的化工利用甘油的化工利用碳酸甘油碳酸甘油甘甘 油油发酵发酵发酵发酵TEMPOTEMPO催化氧化催化氧化催化氧化催化氧化选择酯化选择酯化多支链聚合物多支链聚合物Sonora (Sonora (杜邦杜邦) )丙烯酸丙烯酸新型聚酯、尼龙新型聚酯、尼龙涂涂 料料聚聚 合

24、合 物物溶溶 剂剂化化 妆妆 品品聚缩水甘油聚缩水甘油树枝状聚合物树枝状聚合物醇醇缩水甘油缩水甘油碳酸甘油醚和酯碳酸甘油醚和酯催化剂催化剂聚乳酸类似物聚乳酸类似物聚乳酸类似物聚乳酸类似物多支链聚合物多支链聚合物HO OHHO OHHO OHHO OH OR ORO OHO COOHHO COOHHOC HOC COOHCOOHHOOC COOHHOOC COOH OR ORHO CHOHO CHO二酯二酯典型的甘油衍生物典型的甘油衍生物第44页/共67页第四十五页，编辑于星期二：四点 三十四分。第45页/共67页第四十六页，编辑于星期二：四点 三十四分。第46页/共67页第四十七页，编辑于星期二：四点 三十四分。第47页/共67页第四十八页，编辑于星期二：四点 三十四分。Vegetable oilHydrogenReactorseparatorWaterPropane &light endsNaphthaor jetDieselproductCO2Acid gas removal第48页/共67页第四十九页，编辑于星期二：四点 三十四分。第49页/共67页第五十页，编辑于星期二：四点 三十四分。第50页/共67页第五十