年产10万吨脂肪酸甲酯项目节能评估报告.docx
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年产10万吨脂肪酸甲酯项目节能评估报告
年产10万吨脂肪酸甲酯项目
节能评估报告书
第一章总论
第一节节能评估报告编制依据
一、技术文件
三、有关法律、法规
《中华人民共和国节约能源法》（2008.4.1）
《中华人民共和国可再生能源法》（2006.1.1）
《中华人民共和国清洁生产促进法》（2003.1.1）
《XX省节能监察办法》（2005.11.1）
《节约用电管理办法》（2001.1.8）
《XX省节约能源条例》（2009.11.1）
四、有关指导性文件
《中国节能技术政策大纲》（2006年）《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15号）
《关于加强和规范新开工项目管理的通知》（国办发[2007]64号）
《产业结构调整指导目录（2007年本）》（征求意见稿）
《固定资产投资项目节能评估及审查指南（2006）》（发改环资[2007]21号）
《XX省节能减排综合性工作实施方案》（2007.6.27）
《XX市固定资产投资项目节能评估和审查办法》（潍政发〔2010〕63号）
《XX市固定资产投资工程项目合理用能评估与审核实施细则》（2007.6.25）
五、国家或行业标准、规范及规程
《综合能耗计算通则》（GB/T2589—2008）
《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）
《评价企业合理用热技术导则》（GB/T3486-1993）
《评价企业合理用电技术导则》（GB/T3485-1998）
《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）
《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
《节水型企业评价导则》（GB/T7119-2006）
《工业循环水冷却设计规范》（GB/T50102-2003）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2006）
《外墙外保温工程技术规程》（JGJ144-2004）
《XX省半岛流域水污染物综合排放标准》（DB37/676-2007）
六、企业提供的其他资料
第二节节能评估报告编制目的
一、理顺工艺能源流向，优化项目能源使用流程，提高能源利用水平，为正常生产提供合理用能依据。
二、为政府审核项目、加强能源管理提供可靠的决策依据。
三、为节能监察、监督能耗定额实施提供参考。
第三节节能评估报告编制内容
一、根据国家产业和能源政策，评估项目生产规模、生产技术，论证项目能源政策的符合性。
二、根据地方节能规划和用能政策，结合项目所在地能源供应情况，评估项目能耗结构的合理性。
三、根据《中国节能技术政策大纲》的要求，评估项目与能耗相关的工艺及设备的先进性，限制利用落后工艺和使用淘汰机电产品，落实合理用能标准及节能设计规范。
四、结合生产系统的工艺流程和能源流向，评估能源利用的合理性，推广应用先进的节能技术。
五、本评估报告仅根据项目申请报告和企业提供的基础资料进行节能评估。
第二章项目概况
第一节建设单位基本情况
第二节项目基本情况
一、项目名称
年产10万吨脂肪酸甲酯项目
二、建设地点
XX有限公司原生产厂区占地面积小，无预留地，企业发展空间受限，且厂区南临朱刘煤矿，出于安全生产的考虑，公司拟申请另选新址于昌乐县朱刘镇化工工业园内建设本项目，该区域基础设施配套完善，交通便捷，通讯畅通，适宜项目的建设。
三、建设内容
本项目拟采用酸法生产工艺建设2条脂肪酸甲酯生产线，每条生产线的年生产能力为5万吨，项目总用地面积174574㎡，新建生产车间、储运设施、锅炉房、配电室及其它公用辅助设施等，建成后可达到年产10万吨脂肪酸甲酯的生产能力。
四、项目进度计划
项目建设期计划为26个月，分两期建设。
一期于2010年8月开工建设，期间完成项目土建工程、装饰工程、设备安装调试等项工程，预计2011年3月试车投产；二期计划于2012年11月完成。
五、劳动定员和生产组织管理
项目总劳动定员200人，生产采用四班三运转的工作制度，年生产300d（7200h）。
六、项目投资及经济分析
项目总投资估算为62000万元。
其中，固定资产投资37000万元，流动资金18000万元。
项目资金中申请银行贷款30000万元，其余资金由建设单位自筹解决。
项目投产后正常年实现销售收入71000万元（不含税），利润总额12685.4万元。
第三节项目用能概况
本项目消耗的能源品种主要为电、原煤、渣油和沼气（渣油和沼气为项目自产），消耗的耗能工质为水。
一、项目年耗电1141.6万kWh，主要是生产设备及照明用电；
二、年耗原煤2803.6t、渣油5540t、沼气1066t，主要作为导热油炉的燃料为生产供热；
三、年耗新鲜水270960t，主要用于循环水补水及其它生产、生活用水等。
第三章能源供应情况分析
第一节能源供应及消费情况
本项目拟建于XX市昌乐县朱刘镇化工工业园内，符合XX市和昌乐县总体规划用地功能分区要求，该地区能源供应环境较好，基础设施完善，能源供应有保证。
一、给水
本项目年耗新鲜水270960t。
其中生产用水264960t，取自公司自备水井（自来水作为备用水源），自备水井供水能力为120t/h，供水压力为0.3～0.4MPa，通过DN100管道在厂区内呈环状布置，可满足项目生产用水需求；生活用水约6000t，由工业园区自来水供水管网提供，自来水公司在周边建有完善的供水系统，只需就近接入即可满足项目生活用水需求。
二、供电
本项目年耗电1141.6万kWh，用电由昌乐县供电公司提供，供电公司在项目区建有完善的供电网络，只需就近接入即可满足项目用电需求，项目供电有保证。
三、供热
本项目生产用热包括生产工艺用蒸汽和导热油，根据用热负荷分析，项目在充分利用项目所产沼气、渣油的基础上，不足部分采用原煤作导热油炉的燃料为生产供热。
项目（单条生产线）拟选用卧式燃油导热油炉和卧式燃煤导热油炉各一台，其供热能力分别为800万kcal/h、300万kcal/h。
项目年耗原煤1401.8t，原煤购自当地附近煤场，通过汽车运输，原煤供应有保证。
第二节项目能源消费对当地能源消费的影响
本项目年综合能耗为3405.6tce，项目能源消耗相对较小，所在区域电力、原煤、水等基础配套设施齐全，能源充足，供应环境良好，项目实施后不会引起社会能源供应的失衡，不会对地方的能源供应造成不良影响。
第四章项目建设方案
第一节项目选址及总平面布置
一、项目选址
本项目拟建于昌乐县朱刘镇工业园内，距北面的三0九国道2km，距南面的胶济铁路3km，西面是XX遐尔化工有限公司，公路西面是潍焦集团有限公司；东面是发展路。
厂区附近无风景区和文物古迹，对环境和生态无危害，周边环境和设施均符合本项目产品建厂条件。
该区域基础设施配套完善，交通、通讯等条件便捷，是开发建设的理想地段。
二、总平面布置
1、工厂组成
本项目拟在新厂址内规划建设脂肪酸甲酯10万t/a（包括二期工程：
每期工程脂肪酸甲酯5万t/a），厂区按功能分区为：
生产设施或装置区、辅助生产设施区、公用工程设施和行政办公及生活服务设施区、发展预馏区：
（1）生产装置区：
一期生产装置区、二期生产装置区；
（2）辅助生产设施：
一期产品储存罐区、一期原料储存罐区、二期产品储存罐区、二期原料储存罐区、污水处理场、综合维修、五金仓库；
（3）公用工程设施：
锅炉房（蒸汽锅炉、导热油炉），软化水站；高、低压总变电室，车间变电所；循环水泵房及冷却塔，消防水池；事故储水池；电子汽车衡，门卫等；
（4）行政办公及生活服务设施区：
生产调度、技术研发中心、为经营管理而独立设置的行政办公楼、食堂、倒班宿舍、停车场等。
2、总图布置
根据工艺流程及生产要求，结合厂区既有的总体规划布局、本工程可用地实际和周边道路运输的现状，考虑本工程总图布置如下：
在拟建厂区内，生产装置区（一期生产装置区、二期生产装置区）在厂区的中部；行政办公及生活服务设施区（生产调度、技术研发中心、总配电室、为经营管理而独立设置的行政办公楼、食堂、倒班宿舍、停车场等）在厂区的东南部；东北部为辅助设施区（一期产品储存罐区、一期原料储存罐区、二期产品储存罐区、二期原料储存罐区、综合维修、五金仓库等）西南部为发展预馏区；西北部为公辅设施（锅炉房、污水处理场、循环水系统等）。
在厂区南围墙西部和东部设置了两个大门，西南部的为物流门，东南部的为人流出入大门。
在厂区的东围墙南部，位于储运区的中部设有物流的货运大门。
生产区内的运输道路按环形设置（困难地段设置尽头式回车场），便于物料运输和厂区消防，详细布置见附图。
生产分区明确，新建生产设施布局紧凑、协调，工艺主管线走向明确、顺畅、短捷，厂区内人、货分流，物流区布置集中。
3、工厂绿化
厂区绿化能净化空气，消除或减弱噪音，美化环境，改善劳动条件。
本工程界区内，绿化设计根据生产特点、环境污染情况和当地土壤、气候等自然条件进行绿化布置和选择绿化植物，同时，考虑与周围建筑物、构筑物相协调，与管线综合设计相配合。
道路两侧的绿化不得妨碍行车安全。
厂区道路两侧设绿化带，办公室、车间周围空闲地设花坛、草坪，生产装置区外及公用工程附近局部地段可种植草地和花草，但不宜种植油性绿篱及灌木丛。
厂区围墙内侧和道路的两侧进行绿化，界区绿化用地系数15%。
第二节工艺技术方案
一、产品方案
根据设计，本项目建设规模为年产脂肪酸甲酯10万吨，主要产品为脂肪酸甲酯，副产品为甘油，甘油年产量为1000吨。
具体产品质量指标如下：
脂肪酸甲酯的质量指标表
序号
项目
指标
1
外观
黄色澄清透明液体（精馏后为无色）
2
色度（号）
1.5
3
闪点（闭口，℃）
80
4
氧化安全性，总不溶物（mg/100ml）
1.7
5
硫含量（%，m/m）
0.02
6
酸值（mgKOH/g）
0.3～5
7
灰分（%，m/m）
0.004
8
凝点（℃）
-2
9
密度（20℃，kg/m）
879.6
副产品甘油的质量指标表
序号
项目
指标
优等品
一等品
二等品
1
色泽
≤20
≤30
≤70
2
含量（%）
≥99
≥98
≥95
3
密度（20℃，g/ml）
≥1.2572
≥1.2559
≥1.2481
4
氯化物含量（以Cl-计，%）
≤0.001
≤0.01
-
5
硫酸化灰份（%）
≤0.01
6
酸度或碱度（mmol/100g）
≤0.064
≤0.1
≤0.3
7
皂化当量（mmol/100g）
≤0.64
≤1
≤3
8
重金属含量（以Pb计,mg/kg）
≤5
≤5
-
9
砷含量（以As计，mg/kg）
≤2
≤2
-
二、工艺技术方案的比选
脂肪酸甲酯（FAME）是由动、植物油脂在酸、碱、酶催化下经甲醇醇解制备的。
将自由脂肪酸含量较高的高酸价油脂转化成脂肪酸甲酯，一般是利用脂肪酸和甲醇的酯化以及脂肪酸甘油酯和甲醇的酯交换这两个反应来实现的（即：
常规工艺是两步法，第一步采用酯化将脂肪酸酯化为脂肪酸甲酯，采用酸作催化剂；第二步采用醇解将甘油酯转化为脂肪酸甲酯和甘油，采用酸或碱作催化剂）。
作为工艺路线上的分支在第二步的醇解方法，目前国内外的工艺路线大致有以下几种：
1、按生产方式分间歇法和连续法
（1）间歇法
国内一般中小型生产单位常用间歇法。
将油脂、甲醇和催化剂放入反应釜中，常压加温下进行醇解，反应结束后分离甘油，蒸出过量甲醇。
该方法收率低，产品中未转化油脂含量高。
（2）连续法
先将甲醇和催化剂（酸或碱）配制成溶液，然后天然油脂和溶液由料泵按一定的摩尔比从下部连续进入酯化反应器，在搅拌的条件下进行连续反应，生成的混合物溢流进入沉降设备沉降分离。
由于甘油、甲酯比重相差较大，在设备内很快分成上下两层，甘油比重大居下层，甲酯居上层。
分离后的甘油由底部放出，进入膜式脱醇器除去甲醇，甘油水送至甘油车间处理。
沉降分离器上部粗甲酯经预水洗后放皂放水，进水洗塔水洗，脱水后获得精甲酯，甲酯转化率96%。
脱出的过量甲醇经过精馏塔制成含量96%的甲醇循环使用。
2、按使用的催化剂又分为碱性催化工艺、酸性催化工艺、酶催化工艺及无催化剂的高温高压工艺等，以酸、碱为催化剂的生产工艺又分为液相反应工艺和固液相反应工艺。
（1）碱性催化工艺
该工艺醇解反应是在一般采用NaOH、KOH、CH3ONa等强碱性催化剂的作用下进行的，工艺比较复杂，其最大的局限性是催化剂对反应物的纯度比较敏感，尤其是反应物中的水和游离脂肪酸，为此需要增加预处理工序来降低游离脂肪酸的含量，与其它工艺相比，其设备数量最多，投资最大。
（2）酸性催化工艺
该工艺醇解反应是在一般采用硫酸、稀硝酸或者苯磺酸等强酸性催化剂的作用下进行的，其反应速度慢，但它对于摆脱原料中的游离脂肪酸含量的限制是非常有利的，并且可以省掉预处理工序，减少投资，安全性高。
（3）酶催化工艺
酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放等优点。
但主要问题有：
目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效，而对短链脂肪醇（如甲醇、乙醇等）转化率低，一般仅为40%～60%；而且短链醇对酶有一定毒性，酶的使用寿命短；并且廉价、易于活化和制备的固定化酶的载体很难得到，副产物甘油和水难于回收，不但对产物形成抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，会缩短固定化酶使用寿命。
因此，酶催化酯化制备生物柴油的技术需要较长的一段时间才可能工业化。
（4）无催化剂的高温高压生产工艺
目前无催化剂的高温高压生产工艺可适应多种原料，废水及废渣排放少，甘油相浓度高且容易处理，但由于采用高温高压工艺，对装置要求严格，设备材质要求高，安全性能系数低，且能耗较高，国内尚无此类生产厂家。
经过综合比选，本项目拟采用连续酸性催化液相生产工艺生产脂肪酸甲酯。
三、工艺技术方案
1、化学反应原理
（1）水解反应
（2）酯化反应
（3）酯交换（醇解）反应
2、工艺流程简述
本项目工艺流程主要包括水解、酯化、甲醇精馏、中和、脱前馏、甲酯精馏、包装等几大工序，具体工艺流程如下：
（1）水解
酸化油中大部分为脂肪酸，部分未酸化甘油酯在水解塔内与水、高压蒸汽（重量比7:
2:
0.7）混合发生水解反应制取粗脂肪酸及甜水（过量水及水解后少量甘油）。
粗脂肪酸经脱水处理后进酯化系统。
甜水浓缩提取甘油后，废水进入生化系统进行生化处理。
（2）酯化、甲醇精馏
脂肪酸与气相甲醇按7:
2（重量比）的比例连续进入多级酯化釜，同时滴加催化剂硫酸进行酯化反应，控制反应温度100-130℃。
为保证充分反应，脂肪酸与过量甲醇采用混流方式。
过量甲醇以气态参加反应，并夹带走反应生成水分，进入甲醇精馏塔精馏。
精馏后的甲醇经压缩机压缩后以气态形式参与酯化反应，并添加反应消耗掉的甲醇。
酯化反应结束后将醇脱尽，物料降温后经泵送入中和工序。
（3）中和
将酯化料降温至75-80℃，加入7%左右纯碱进行中和反应，沉降后将底部碱及混酯放净，中和后甲酯进入下一工序。
（4）脱前馏
中和完毕后物料连续吸入再沸器保持170-190℃，绝对真空1000Pa以下，脱除前馏分，脱除前馏分后的物料连续进入下一工序。
（5）甲酯精馏
脱除前馏后的物料控温在220～230℃之间、绝对压力500Pa以下进行连续精馏，精馏物料冷却后进入计量罐，釜底渣油降温后送锅炉燃烧。
（6）包装
将化验合格的成品计量后送入成品罐，装桶（170kg/桶）或装罐或根据客户要求进行包装。
3、工艺流程简图
工艺流程简图
脱水
水解
酸化油
粗脂肪酸
甘油提纯
甘油
酯化
甲醇精馏
精馏
脱醇
中和
成品罐
粗酯
精甲醇
稀甲醇
成品
粗酯
半成品
甲醇
脂肪酸
硫酸
第三节主要用能工艺和工序
本项目水解、甲醇及甲酯精馏工序等为主要用能工序，能耗量较大。
建议企业进一步加强节能管理工作，要完善能源计量管理制度和计量器具，制定工序能耗定额管理，进一步降低单位产品能耗。
第四节设备方案
一、设备选型原则
项目依据所采用的生产工艺技术和生产规模对生产设备进行选型，主要选型原则如下：
1、设备的选择应兼顾可靠、先进、投资合理三要素，并能适应产品生产的工艺技术要求。
2、选择产量高、质量好、有利于提高劳动生产率的高效能设备。
3、设备结构简单耐用，噪声低、振动小，便于操作和维护，零部件具有互换性，以便减少机物料的备件数量。
4、设备占地面积小，有利于节约厂房面积和基建投资。
5、设备必须是技术上成熟，并经过定型及鉴定的。
二、主要生产设备
根据生产工艺要求，本项目主要生产设备有水解塔、酯化釜、酯化塔、中和釜、甲酯精馏塔及甲醇精馏塔等。
设备完全立足于国内，不需引进进口设备。
主要生产设备明细如下：
项目主要静止设备明细表（单条生产线）
序号
设备代号
名称
规格
材质
单位
数量
一、原料、产品仓库
1
DJ-J-001
原料甲醇储罐
φ6000*7500*6200m3
Q235
台
3
2
DJ-J-002
原料脂肪酸储罐
φ11500*10700*81000m3
316L
台
8
3
DJ-J-003
原料脂肪酸储池
60000*18000*20002000m3
砼
座
1
4
DJ-J-004
原料卸车地槽
6000*4500*100025m3
Q235
座
1
5
DJ-J-005
桶原料暖房池
10000*6000*5000
砼/Q235
套
1
6
DJ-J-006
产品甲酯储罐
φ8000*9000*8500m3
304
台
4
7
DJ-J-007
产品装车地槽
φ1200*4000*65m3
Q235
台
1
8
DJ-J-008
渣油地罐
φ1000*3000*62.6m3
316L
台
1
9
DJ-J-009
渣油储罐
φ2500*3000*515m3
316L
台
2
10
DJ-J-010
渣油储罐
φ4600*7500*6125m3
316L
台
1
11
DJ-J-011
前馏分地罐
φ1000*3000*62m3
316L
台
2
12
DJ-J-012
轻酯地罐
φ1000*3000*62m3
316L
台
1
13
DJ-J-013
轻酯-渣油-前馏/液封罐
φ600*1000*50.25m3
316L
台
3
二、主生产装置
14
DJ-J-014
脂肪酸配料罐
φ4600*7500*6125m3
316L
台
2
15
DJ-J-015
水解脂肪酸储罐
φ4600*7500*6125m3
316L
台
2
16
DJ-J-016
水解塔
φ1600*40640*2477.5m3
316L
台
2
18
DJ-J-017
高压蒸汽发生器
φ1500*5000*288m3100m3
Q235/Q345R
台
1
17
DJ-J-018
软化水储罐
φ1600*2500*85m3
Q235
台
1
19
DJ-J-019
工艺水贮罐
φ1600*2500*85m3
Q235
台
1
20
DJ-J-020
无声汽水换热器
进汽0.15/0.3
Q235
台
4
21
DJ-J-021
水解塔进水/水换热器
φ600*2800*1430m2
Q235/316
台
2
22
DJ-J-022
水解塔进料/出料换热器
φ600*2800*1430m2
316L
台
1
23
DJ-J-023
水解甜水贮罐
φ4600*7500*6125m3
304
台
2
24
DJ-J-024
甜水中和罐
φ2000*3000*69m3
304
台
3
25
DJ-J-025
甜水中和后贮罐
φ4600*7500*6125m3
304
台
3
26
DJ-J-026
酯化釜
φ2200/2400*400012.5m3
搪玻璃
台
12
27
DJ-J-027
酯化塔
φ800*1500*8
316L
台
6
28
DJ-J-028
酯化脱醇塔
φ800*1500*8
316L
台
6
29
DJ-J-029
脱醇冷凝器
φ600*300045m2
235/304
台
1
30
DJ-J-030
脱醇收集罐
φ1000*1500*8mm
304
台
2
31
DJ-J-031
硫酸贮罐
φ2500*3000*5mm15m3
Q235
台
1
32
DJ-J-032
硫酸计量罐
φ800*2000*8mm1m3
Q235
台
1
33
DJ-J-033
酯化出料板式冷却器
φ1000*120050m2
316L
台
1
34
DJ-J-034
粗酯中和釜
φ2200/2400*400012.5m3
316L
台
8
35
DJ-J-035
粗酯缓存罐
φ2500*3000*515m3
304
台
2
36
DJ-J-036
甲醇精馏塔
φ947*30000*8
316L
台
1
37
DJ-J-037
甲醇塔再沸器
φ700*2500*815m2
316L/Q235A
台
1
38
DJ-J-038
甲醇塔再沸器凝水贮罐
φ1200*2000*52m3
304
台
1
39
DJ-J-039
甲醇塔冷凝器
φ1100*4300*8100m2
304
台
2
40
DJ-J-040
甲醇塔冷凝器
φ600*2800*630m2
304
台
1
41
DJ-J-041
甲醇塔冰水冷凝器
φ260*1900*54.5m3
Q235A
台
2
42
DJ-J-042
冰水贮罐
φ1000*2000*51.5m3
Q235A
台
1
43
DJ-J-043
甲醇缓存罐
φ1200*3000*53m3
Q235A
台
1
44
DJ-J-044
压缩机前除液器
φ800*2000*51m3
Q235A
台
1
45
DJ-J-045
粗酯脱水塔
φ800*7850*83.9m3
316L
台
1
46
DJ-J-046
脱水塔降膜蒸发器
φ1100*4450*886m2
316L/Q235A
台
1
47
DJ-J-047
脱水塔前馏分冷凝器
φ800*2150*810m2
316L/Q235A
台
1
48
DJ-J-048
水喷射泵循环水罐
φ1500*2000*83.5m3
Q235A
台
1
49
DJ-J-049
甲酯精馏塔
φ1000*32550*8σ=8mm
304/316
台
1
50
DJ-J-050
精酯塔降膜蒸发器
φ1100*4450*
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