异硬脂酸的产业化开发可行性实施报告.docx
《异硬脂酸的产业化开发可行性实施报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《异硬脂酸的产业化开发可行性实施报告.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
异硬脂酸的产业化开发可行性实施报告
异硬脂酸的产业化开发
可行性研究报告
第一章项目的背景及立项的必要性
第二章国外相关技术研究开发现状和发展趋势
第三章关键技术和创新点
第四章目标和预期成果
第五章研究开发方案和技术路线
第六章分年度进度和考核指标
第七章项目经费的投入方案和预算
第八章拟承担单位的技术优势和条件
第九章项目负责人的技术水平和组织管理能力介绍
第一章项目的背景及立项的必要性
一、公司简介
某环保科技有限公司于06年落户于某县金砂湾工业园，现注册资金9411万港币，占地面积220亩，2012年实现产值2.8亿元，实现利润总额3020万元，上缴税收2045万元。
获得了1项发明专利、10项实用新型专利授权，3项产品通过了省级重点新产品认定。
主要以农村废植物油为原料，以稻壳及秸秆为燃料，对农副产品废弃物等资源进行精深加工及综合利用生产经营脂肪酸系列产品。
公司在、广
西、、、、天津等地有初级原料收购和加工基地；与中粮集团公司建立长期战略合作关系，与其所属粮油公司建立长期原料供应伙伴关系。
同时，公司利用所处长江中下游粮油产区地理优势，收购周边省、
市农村食用油加工厂的废植物油。
公司在某拥有自己的专用码头，原料有保障和运输方便。
目前公司已成为国最大的废植物油综合利用的厂家之一，年处理废植物油能力达到6万吨，消耗稻壳及秸秆4万多吨。
先后通过了ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证及清洁生产审核，在国同行业中居于龙头地位，旗下主打产品二聚酸出口额占全国50%以上，世界第三。
公司已获得省“农业产业化经营省级龙头企业”、“高新科技企业”、“民营科技企业”等资格认证。
公司现有的脂肪酸系列产品二聚酸、油酸、硬脂酸、植物沥青均为国家鼓励的资源综合利用产品，是一家农业产业化、资源综合利用、绿色环保的循环经济产业型企业。
二、项目背景
（一）项目背景
1背景
（1）本项目在当地经济发展中的地位
本项目产品异硬脂酸属于油脂化工产业，是公司利用废植物油所生产的油酸产品作为原料进一步延伸加工而成的产品。
项目属于国家鼓励发展的化工类产业，同时也属于省十大战略性新兴产业中的第八类非金属新材料。
项目的实施，一方面，可以解决当地部分剩余劳动力，增加农民收入；另一方面，作为当地金砂湾工业园精细化工产业集群的支柱产业，可以促进精细化工产业的进一步发展，形成精细化工产业链条，既能增加当地的财政收入，又可以增加就业，拉动消费,带动当地的经济发展。
（2）油脂化工产业的发展现状
油脂化工是一种新型产业，相对其它行业起步较晚。
随着改革开放的不断深入、生活水平的不断提高，人们对绿色、环保、来源于可再生资源的产品的需求越来越多，公众对油脂化学品的关注度也越来越高，一方面，国家对于基础油脂化学品的开发力度逐步加大，另一方面，最近几年石油价格的巨幅震荡也给油脂化学品行业的发展带来了更多的机遇，客观上推动了中国油脂化工行业的发展，使得油脂化工行业已经成为了关系国计民生的重要产业之一。
目前，我国油脂化工产品主要有油酸、硬脂酸、二聚酸以及它们的衍生产品等，但异硬脂酸的研发还未见报道。
异硬脂酸是高碳数支链饱和脂肪酸中的佼佼者，目前主要用作化妆品原料，也可作润滑油、塑料加工润滑剂和各种脂类的原料，同时以其为原料可以开发出大量性能优异、用途广泛的下游产品，因而受到广泛的关注。
目前国尚无工厂规模化生产异硬脂酸，国需求全部依靠进口。
（3）制约油脂化工产业发展的主要技术瓶颈
一是国企业目前生产规模普遍较小，技术比较落后；二是介入油脂行业研究和从事基础性研究的技术人才不多，相对显得人才短缺；三是尽管国目前也有几家研究机构和高校对本项目产品异硬脂酸开展了研究，但是，由于受各种条件限制，研究技术方面均未能有所突破，技术基础相对薄弱，导致由于本项目产品异硬脂酸国尚无工厂规模化生产；四是由于国外公司基本上是只卖产品不卖技术，难以从国外引进先进技术，从而形成了一定的技术壁垒。
（4）油脂化工产业凾待解决的技术问题
本项目产品异硬脂酸亟待解决的技术问题主要是油酸异构化过程中的催化剂选择、反应过程中温度、压力的控制；要保证油酸在异构化过程中，不能异构化的直接聚合，不形成反式结构。
如果在异构化过程中产生大量的反式结构，会导致异硬脂酸收率较低；同时，不形成聚合二聚体，二聚体收率亦低，致使生产成本过高，会直接影响经济效益。
2、技术研发的必要性
（1）填补国空白，替代进口；
（2）延长企业产业链，提高企业经济效益；
（3）提高企业技术创新和开发新产品的能力，增强企业发展的
后劲
（4）有利于延长下游延伸产品的使用围、品质及寿命
（5）提升了国油脂化工产业的科技创新水平；
（6）可形成拥有自主知识产权的科技成果，提高企业的核心竞争力。
（二）重大经济、社会和生态效益
1、经济效益：
本项目达产后，将实现年产异硬脂酸7000吨、二聚酸7000吨、硬脂酸6000吨；年产值将达30769.万元，年利润总额将达6032.57万元，上缴税费总额将达3590.37万元。
2、社会效益：
项目建成后一是可以增加农民收入，调动农民种田积极性；二是可以带动国油脂化工行业的发展，提升行业科技创新水平；三是可以增加就业，促进当地经济发展；对当地经济及某沿江开发开放发展有一定的促进和拉动作用；四是可以替代进口，出口创汇。
3、生态效益：
本项目产品主要是利用废植物油为生产原料，同时将燃料由煤改为废弃谷壳，使得废气中二氧化硫排放量接近于零，据测算，年可节约1800吨标煤，变废为宝，实现了再生资源的可持续利用，保护了环境，具有十分显著的生态效益。
第二章国外相关技术研究开发现状和发展趋势
1、国外技术研究开发的现状
异硬脂酸的工业化生产最早开始于德国，目前最大的异硬脂酸生产商是欧洲的Uniqema公司，年产异硬脂酸约2万吨，国际上年产异硬脂酸总量约5万吨。
国外公司绝大部分都是利用食用油作为原料来生产油酸，再经催化异构和催化氢化得到主产品异硬脂酸和副产品二聚酸、单体脂肪酸；生产工艺主要是采取了降膜分离和冷冻提纯的技术。
2、国技术研究开发的现状
目前，国也有少数科研单位研发异硬脂酸，他们都是从以油酸为原料生产二聚酸的副产物单体酸中提取的，由于该副产物单体酸成分
复杂，异硬脂酸的含量很低，使得分离提纯特别困难，因而，这些科研单位研发的异硬脂酸生产成本高，产量少，难以投放市场应用，更难进行工业规模化生产。
3、发展趋势
针对国外技术研究开发的现状，结合我公司多年来生产油酸、二聚酸、硬脂酸等油脂化工产品的实际，经与某学院近两年的共同研发，开发出新型的异硬脂酸生产技术：
首先，利用废植物油经过水解、精馏生产出油酸；其次，在油酸中加入催化剂进行异构化及合成反应，经过酸化、过滤、水洗，再采用分子蒸馏分离提纯为异构油酸、单体酸和二聚酸；再次，异构油酸和单体酸的混和物经加氢反应，生成异硬脂酸和硬脂酸的混和物；第四，通过二氧化碳萃取分离制得异硬脂酸和硬脂酸。
这种方法基本上代表了当前国际上异硬脂酸技术研发的
趋势
第三章研究容、关键技术和创新点
一、研究与开发容
1、研究直链C18不饱和酸如何异构化产生支链；
2、研究直链C18不饱和酸在异构化过程中，不产生反式结构；
3、研究直链C18不饱和酸在异构化过程中，不能异构化部分如何聚合形成二聚体；
4、采用先进的分子蒸馏技术，来研究异构油酸和单体酸分离技术；
5、研究异构油酸加氢反应生成异硬脂酸的技术；
6、采用CO萃取提纯技术，研究异硬脂酸提纯技术；
7、在研发出物料调料比的基础上，进一步研究如何优化并定型生产工艺条件。
二、关键技术
项目采用国外先进的催化异构、氢化、分离提纯技术，为国领先水平，生产出的异硬脂酸为当今最新升级换代产品，填补国空白。
本项目技术先进可靠，其中的关键技术主要有：
1、油酸异构化时催化剂的选用：
如何使十八碳不饱和酸异构化，催化剂的选择非常重要。
主要原因是十八碳不饱和酸具备一定的活性，异构化时，如果没有选用好合适的催化剂，其异构体得率仍然很低，而且很容易形成反式油酸，而反式油酸又难以聚合成二聚酸，极大增加了生产成本，影响了经济效益。
2、异构化生产工艺条件的控制：
异构化反应时，对升温速率、控温时间、压力等工艺条件参数都有很高的要求，任一参数的不当变化，都会对异构化和产品收率产生很大影响。
3、分离技术：
由于脂肪酸系列产品是热敏性物质，采用传统分离（釜式或降膜式）技术，会加深产品色泽且异构油酸与单体酸的混和物、二聚酸的分离效果达不到要求；因此采用先进的分子蒸馏技术来替代传统分离技术就显得尤为重要，同时也可以保证产品质量达到国外先进水平。
4、异硬脂酸提纯技术：
由于异硬脂酸和硬脂酸性能较为接近，对提纯工作带来了难度，采用何种提纯技术尤为关键，我们根据两种物质凝固点的差异，采用了二氧化碳萃取法来替代传统的冷冻分离技术，克服了冷冻分离效率低、产品纯度不高的缺点，简化了提纯技术。
三、技术难点：
1、催化剂的选用：
催化剂的稳定性和效果对油酸异构化尤为关键。
如果稳定性不好，会造成异构化有很大差异，且产品质量不稳定，进而影响产品的使用围和下游产品的性能；如果催化剂效果不好，使产生异构化程度较低，会导致产品收率低，直接影响生产成本和经济效益。
2、工艺条件的控制：
（1）反应温度：
反应温度过低，油酸异构化和聚合生成的二聚酸程度低，直接影响收率和成本；反应温度过高，油酸过度聚合生
成多聚体并且容易形成反式结构体，导致异构化收率低，直接影响
成本。
（2）升温速率：
升温速率过快，增加了反式结构体，影响异构酸的收率，增加了生产成本；升温速率过慢，会增加产品的耗能和异构化程度，因此，升降温速率在本产品中要严格控制。
（3）压力控制：
压力过低，产品色泽深，影响了产品质量；压力过高，影响异构酸收率。
3、分离提纯技术：
异构酸分离采用分子蒸馏技术，其关键技术主要是真空度、温度和进料量的控制。
一是真空度过低，分离效果不好，影响了产量；二是分离温度过高，产品质量受到影响；三是进料量过少，产品在分离过程中色
四、创新点
1、生产原料的创新
目前，国外生产异硬脂酸主要是以成品大豆食用油为原料，生产
成本较高；国有少数高校和科研院所也是以成品大豆食用油为原料对异硬脂酸开展了研究，但受多种条件限制，研究技术、方法等方面均未能有所突破，因此，至今国尚无企业生产异硬脂酸；本项目以废植物油下脚料为原料来生产异硬脂酸，与国外相比，生产成本低，产品质量达到国外同等水平，填补了国空白。
2、催化剂的创新
国外异硬脂酸生产原料的组分C18:
1、C18:
2、C18:
3比例相对稳定，因此，只需单一的催化剂即可完成产品的异构化反应；而本项目针对大豆、菜籽、棉籽等废植物油下脚料C18:
1、C18:
2、C183中组分复杂的实际情况，选用了QTAQTB两种催化剂，解决了原料的组份复杂给生产带来的难度，满足工艺生产要求。
3、分离技术的创新
国二聚酸分离主要是采用釜式或降膜式技术蒸馏，其缺点是分离物质停留时间较长，产品色泽变深，影响了产品质量；本项目针对脂肪酸产品具有热敏性和沸点相近的特点，采用了分子蒸馏技术，将分子量相近的物质进行了有效分离，解决了釜式或降膜式技术蒸馏带来产品色泽变深的缺点，降低了产品两个色阶，提高了产品质量。
4、提纯技术的创新
目前与异硬脂酸性能相近的脂肪酸的提纯技术通常采用冷冻分
离，其缺点主要有：
分离效率低、劳动强度大，能耗高，还会产生废水;本项目利用异硬脂酸与硬脂酸凝固点的差异，采用CO2萃取提纯技术来分离异硬脂酸与硬脂酸，取得了分离效果好、劳动强度低、能耗小，无废水产生，可实现清洁化生产。
第四章目标和预期成果
本项目总体目标为开发研究出新型催化剂，促使油酸进一步异构化，从而保证异硬脂酸能够实现工业规模化生产，达到国际先进水平。
一、市场竞争力分析
1、项目采用当今国际先进的催化异构、氢化、分离提纯工艺生产技术，生产装置运行安全可靠、成本低、收率高、质量好
2、项目主产品异硬脂酸为公司最新升级换代产品，国尚无工业化生产，不仅替代进口，还可出口创汇。
3、异硬脂酸产品的开发，延长了企业的产业链，调整了产品结构，增加了产品附加值，提升了企业的核心竞争力。
4、本项目利用废植物油为原料，原料资源丰富，成本较低，符合国家鼓励的资源综合利用的产业政策，具有产品生产成本较低、政策鼓励、市场竞争能力强的优势。
5、项目实施过程中，将申报多项国家专利和新产品，届时，将获得自主知识产权的核心技术，具有市场独占性的竞争优势。
二、主要技术指标
由于国脂肪酸行业尚无国家和行业标准，我们将根据市场需要,
参照国外产品标准，制定异硬脂酸产品企业标准，其技术指标如下:
项目
指标
酸值mgKOH/g
178--185
皂化值mgKOH/g
180—187
碘值g/100g
V8
沸点C（0.2mm/Hg
120-132
具体含量
C18支链酸>59.0,C17直链酸<4.7,C18直链酸<5.3,C18环状酸<11.2,C18芳香酸<2.3，其它酸<5.3，不可皂化物W7.1。
三、成果提供形式
1、形成异构化催化剂和异硬脂酸的生产配方;
2、形成异硬脂酸的生产工艺；
3、申报一项省级新产品；
4、申请国家发明专利一项，实用新型专利两项以上；
5、形成一项产品企业标准。
四、经济社会效益
1.经济效益
本项目预计总投资8100万元。
生产期年平均销售收入30769.23万元，年利润总额6032.57万元，产品净利率为14.7%,投资净利润率达55.86%。
经济指标汇总表
序号
指标名称
计算单位
设计指标
备注
1
设计规模
t/a
20000
油酸处理能力
异硬脂酸
t/a
7000
二聚酸
t/a
7000
一级硬脂酸
t/a
6000
2
年工作日
天
300
3
生产班制
班
3
4
劳动疋员
人
30
5
水
m/a
3750
6
电
万kw-h/a
90万
7
项目占地
2m
26668
8
项目总投资
万元
8100
9
总成本
万元/年
19658.21
10
销售收入
万元/年
30769.23
11
年增值税及附加
万元/年
2082.23
12
年所得税
万元/年
1508.14
13
利润总额
万元/年
6032.57
2.社会效益
一是以废植物油为原料生产性能优异、用途广泛的异硬脂酸，避免因废植物油丢弃而污染了环境，同时，减少了被非法提炼用于食物烹制、危害人民身体健康的可能性，有利于保护环境；
二是利用废植物油来替代石油、天然气等不可再生的矿产资源为原料，将农副产品转化为化工产品或中间体，实现了变废为宝和再生资源的可持续利用，同时有利于缓解能源危机；
三是本项目的燃料采用农业废弃物稻壳替代燃煤作为锅炉燃料，
使得废气中二氧化硫排放量接近于零，据测算，年可节约1800吨标
煤，变废为宝，实现了再生资源的可持续利用，保护了环境，具有十分显著的生态效益；
四是可消化利用4万吨废植物油（折合2万吨油酸）及3600吨废弃谷壳，提高了农副产品的利用率，带动了周边农村经济的发展，调动了农民种田的积极性，间接增加农民总收入1亿元以上；
五是能提供30个就业岗位，促进当地经济发展；对当地经济及某沿江开发开放发展有一定的促进和拉动作用；
六是可以带动国油脂化工行业的发展，提升行业科技创新水平；
七是可以替代进口，出口创汇。
五、产业化应用和市场前景
异硬脂酸目前主要用作化妆品原料，也作润滑油、塑料加工润滑剂和各种脂类的原料。
由于其带有支链，熔点较硬脂酸低，低温性能良好的特点，用其作为原料生产的各种脂类耐碱性很强，在碱性乳化体系时最能发挥其特点，因而成为了发动机和齿轮润滑剂领域有特色的添加剂。
由此可见，其产业化应用前景广阔。
目前，本项目主导产品异硬脂酸全球年产量约5万吨，年需求量约7万吨。
我国至今还没有生产厂家，国市场需要依靠进口，国外产品供不应求，难以满足市场需要，导致产品价格不断上涨。
本项目建成后异硬脂酸产品的生产能力将达到7000t/a，项目产品既可代替进口产品占领国高端市场，又可出口进入国际市场，其市场前景巨大。
第五章研究开发方案和技术路线
一、研究开发方案
1、成立以公司总经理吴中将为组长的课题组，在广泛调研本项目技术研发现状的基础上，进行课题组人员的分工，某学院重点负责催化剂的筛选和异构生产工艺，江南大学负责加氢工艺和异硬脂酸的萃取提纯工作，某环保负责中试和产业化设备的改造及工艺定型，三方各司其职，各负其责，做到既分工，又合作；
2、认真搞好前期的小试，针对异硬脂酸目前的市场前景和现有国外技术进行研究分析，提出小试方案，在江南大学食品学院的技术指导下，与某学院共同进行小试实验，对其中的选用催化剂等难点问题，派出专门技术人员前往江南大学进行攻关，得出具体的技术参数，成功研究开发出小试新工艺。
2、及时抓好中试，在某环保工程技术研究中心进行中试放大试验，并及时将中试产品送至江南大学进行检测分析，根据检测结果，及时调整工艺参数，确保产品质量达到要求。
3、规模化生产线的建设，在完成中试取得关键设备和工艺参数的基础上，一方面改造现有的生产设备，调整工艺线路，另一方面,及时进行新厂房的基建，采购选型主要生产和检测设备，并及时抓好设备安装调试工作；
4、开展试生产，组织人员培训，单机调试，联动试车，制定好
操作规程，努力发现从中试到规模化生产中出现的各种问题，提出解
决方案，进一步优化生产工艺；
5、新产品试用，适时走访客户，听取质量反馈意见，及时调整产品质量指标，满足客户要求；
6、产业化生产，一是生产工艺定型，并制定产品企业标准，二是及时申报新产品和专利，三是做好项目的验收准备工作，实现达产达标。
二、任务分解
2013年7月一2013年12月：
进行中试设备安装、调试，完成产品中试等；
2014年1月一2014年6月：
按照中试成果购入生产用设备并安
装等；
2014年7月一2014年12月：
设备调试，试生产，形成产品工业化生产能力；
2015年1--6月：
完成申报新产品项目验收工作。
三、技术路线：
利用废植物油经过水解、精馏所得的油酸加入催化剂进行异构化及合成反应，经过酸化、过滤、水洗，再采用分子蒸馏分离提纯为异构油酸和二聚酸，异构油酸经加氢反应，然后通过二氧化碳萃取制得异硬脂酸和硬脂酸
反应方程式：
催化异构
COOH
捌产晶：
二累谨
COOH
隅It氧化
并梅汕蔺！
COQH
工艺流程:
第六章分年度进度和考核指标
2013年7月一2013年12月：
投入330万元，进行中试设备安装、调试，完成产品中试等;
2014年1月一2014年6月：
投入760万元，按照中试成果购入生产用设备并安装；投入940万元建设新厂房及配套设施；
2014年7月一2014年12月：
设备调试，投入730万元试生产,形成产品工业化生产能力；
2015年1--6月：
完成申报新产品项目验收工作。
第七章项目经费的投入方案和预算
一、经费筹措方案：
本项目总投资额8100万元。
某环保科技有限公司原有资产5000万元，还需投入3100万元，其中：
自筹资金3050万元，申请某市科技协同创新重大专项资金50万元。
二、经费支出预算
本项目主要建设单体包括有生产车间、锅炉房、原辅料及成品仓
库，项目总投资额8100万元。
项目建成后，企业形成正常年产7000吨异硬脂酸、7000吨二聚酸、6000吨一级硬脂酸生产规模。
序号
科目名称
自筹经费
（万兀）
专项经费
（万元）
说明
1
一、经费支出
2
1、设备费
1060
30
3
（1）购置设备费
980
20
新购置设备支岀
4
（2）试制设备费
5
（3）设备改造与租赁费
80
10
在原有设备改造支岀
6
2、材料费
720
10
生产用主要原料
7
3、测试化验加工费
20
10
8
4、燃料动力费
80
9
5、差旅费
10
10
6、会议费
10
11
7、国际合作与交流费
12
&岀版/文献/信息传播/知识产权事务费
13
9、劳务费
120
14
10、专家咨询费
40
15
11、其他费用
100
16
12、土建工程
940
土地，厂房、道路等
17
合计
3050
50
第八章拟承担单位的技术优势和条件
一、技术优势
1、公司技术力量雄厚，拥有国家认证的1项发明专利、10项实用新型专利，3项省级新产品，是高新科技企业、省级民营科技企业，低磷低铁二聚酸项目获得了某市2012年度科技进步奖“二等奖”。
2、2012年某市科技局批准公司成立了某市油脂化工工程技术研究中心，至今，公司已累计投入600万元用于研发中心设备和设施的建设，工程技术中心是公司的二级机构，拥有独立的人、财、物支配权，配备有28名专职技术人员，有逐年增加的专项科研资金。
独立立账，购入了色谱仪、分子蒸馏器等专业试验检测设备。
3、公司于2012年12月与江南大学签订了技术合作协议，江南大学（原轻工大学）是教育部直属的“211工程”重点建设的高校。
江南大学食品学院现拥有省重点学科一一粮食油脂与植物蛋白工
程，并建有“食品科学与技术”国家重点实验室（江南大学分室）。
公司聘请了该校汤鲁宏教授为高级技术顾问，汤鲁宏教授从事油脂化工研究已有二十多年经验，1989年获轻工业学院粮油工程工学硕士学位，1993年获轻工业学院食品工学博士学位，1997-1998年赴波兰华沙理工大学化学与生物加工工程学院访问学者；2000年至2003年受教育部委派赴纳米比亚大学（一所英联邦大学）任教，获聘副教授、教授；目前已在国外学术刊物上发表论文20余篇。
4、公司于2010年与某学院化学与环境工程学院建立了全面技术合作关系，2012年签订了合作开发异硬脂酸的协议，聘请了该院王建国博士为公司的技术顾问，增强了研发团队的实力。
王建国现任某学院化学化工学院有机化学教研室主任。
硕士毕业于江南大学应用化学专业（精细有机合成工艺方向），博士毕业于科技大学化学工艺
专业（精细有机化学品研究方向），主要从事精细有机合成及精细化工产品的开发。
参与了某环保公司市级科技支撑项目“二聚酸生产用
新型催化剂的研究”，申请国发明专利1项。
二、技术条件
人员条件：
公司拥有51名技术人员，占职工总数30%以上，其中高级职称10人，中级职称15人，初级职称26人，同时，还拥有一批具有丰富生产经
升级会员 