年产10万吨生物柴油建设项目可行性研究报告.docx
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年产10万吨生物柴油建设项目可行性研究报告
年产10万吨生物柴油建设项目
可行性研究报告
第一章总论
1.1概述
1.1.1项目名称、承办单位、企业性质及法人
1、项目名称：
年产10万吨生物柴油建设项目
2、承办单位：
XX中油企业集团有限公司属
英国SINOENERGYHOLDINGLIMITED独资
3、企业性质：
国有
4、承办单位法人：
xx
1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则
1、编制依据
（1）XX中油企业集团公司与xxx市港经济区管理委员会签署的年产10万吨生物柴油建设项目投资协议，xxx市发展和改革委员会（x发改投2007-62号文）核准xxx新兴能源有限公司10万吨柴油机燃料调和用生物柴油项目通知，建设工程可行性研究协议书，xxx环保局预审意见。
2、编制原则
（1）贯彻执行国家基本建设的方针，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。
（2）采用先进可靠的工艺技术，节能并严格控制对环境的污染，减少“三废”排放。
（3）最大限度地减少投入，加快建设，早投产，早见效益，早回报投资。
1.1.3项目提出的背景、投资的必要性及经济意义
柴油是国家的战略物资，广泛用于工程机械、锅炉、工业窑炉、船舶、军舰、农用机械、交通、动力等设备的柴油机燃料。
目前国内对柴油的年需求量已超过1亿吨，为此，国家每年都要花费大量外汇进口柴油或原油以满足日益增长的需求。
传统石油为不可再生资源，而生物柴油是利用可再生资源合成而得，因此开发生物柴油对节约石油资源，增强国家战略安全具有深远意义。
生物柴油不含二氧化硫、铅、卤等有害物，燃烧时排出的HC、CO2等有害物比普通柴油大大减少，有利于环境保护。
发展生物柴油同时对促进我国农业经济发展，提高农民收入都具有现实主义。
2006年1月1日开始实施的《中华人民共和国可再生能源法》中明确指出：
“国家鼓励清洁、高效开发利用生物质燃料，鼓励发展能源作物。
”“生物液体燃料，是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油等液体燃料。
”发展生物柴油有了法律保障。
政府鼓励与巨大的市场需求，为开发生物柴油展示了广阔的发展前景。
我国能源现状：
从能源总量上，我国是世界第二大能源生产国和第二大能源消费国。
能源消费主要靠国内供应，能源自给率为94%。
2004年，我国一次能源消费总量为19.7亿吨标准煤，比上年增长15.2%，其中煤炭消费量（原煤）18.7亿吨，原油2.9亿吨，天然气415亿立方米。
一次能源生产总量为18.46亿吨标准煤，比上年增长15.2%，其中煤炭产量19.56亿吨，原油1.75亿吨，天然气408亿立方米。
全国能源供求紧张状况明显加剧，首先是电力供应短缺，全国20多个省、市、区在长达三年的时间内电力供应不足、拉闸限电，2000年到2004年，全社会终端用电量从11584.9亿千瓦时增长到18676.7亿千瓦时，年均增长约15%。
能源消费弹性系数从2001年前多年的0.5左右，升至近几年的1.6；电力消费的弹性系数也从20世纪90年代的1以下，升至1.5以上。
中国能源安全的核心是石油问题。
2005年，中国的石油进口依存度已经上升到43%。
如果按此趋势，石油的进口依存度还会持续提高。
石油问题的要害一是资源储量相对不足，世界石油的储采比为40.5年，低于煤炭的177.4年和天然气的66.7年。
中国石油的储采比只有13.4年，在几种一次能源中也是最低的。
因此，石油长期大量依赖进口的局面难以改变。
能源问题是当今人类最为关注和重视的大问题之一。
由于天然矿物燃油日近枯竭，而世界各国需求量持续递增，替代能源便成为所有国家急需解决的重大问题。
我国作为一个能源资源短缺、需求量庞大的国家，政府长期以来一直对开发新能源非常重视、鼓励、支持,并制定许多优惠政策寻找新的替代能源。
本项目产品生物燃油是利用动物油或植物油等可再生的原料，产品质量参数达国家柴油标准，质量稳定，该产品的产业化有助于一定程度上缓解我国能源紧张的局面，同时，项目对可再生原料的需求，可以促进本地山区、农村经济的发展。
XX中油企业集团公司与xxx市人民政府经多次洽商和实地考察，根据市场需求以及原材料的供应情况，拟在xxx市xxx港临港工业集中区内投资建设年产10万吨生物燃油产品的生产装置。
该项目建成后，可提高再生资源的综合利用率，增加当地的就业机会和缓解地区的能源紧张状况，具有较好的经济效益和社会效益。
1.1.4研究范围
1、产品市场预测
2、原材料和辅助材料、能源的供应
3、工艺技术及设备的选择
4、环境保护及节能措施
5、配套工程条件的确定
6、投资估算和经济评价
1.2研究结论
1.2.1简要结论
1、该项目符合国家产业政策、行业发展规划。
2、项目采用的生产技术先进、收率高、能耗低。
3、项目产品市场需求旺盛，潜力巨大。
4、从投资效益分析来看，本项目总投资约合人民币20000万元，税后全部投资财务内部收益率为14.86%，表明本项目实施后具有较好的经济效益和一定的抗风险能力。
1.2.2建议
本项目无论是从技术或经济或管理来说，都是可行的。
实施后能带动江苏和盐城地区生物质资源化工工业的发展，具有良好的经济效益和社会效益。
建议有关部门予以支持，尽快实施，以使项目早日投产，早见成效。
附：
主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模
t/a
100000
二
产品方案
1
生物柴油
t/a
100000
2
副产品毛甘油
t/a
24311.09
三
年生产日
天
300
四
主要原材料用量
1
原料油
t/a
111111
纯度98%
2
甲醇
t/a
11111
纯度99%
3
碱液
t/a
833.33
纯度95%
4
无机酸
t/a
277.78
纯度98%
5
有机酸
t/a
777.78
7
吸附剂
t/a
500
8
添加剂
t/a
200
五
公用动力消耗
1
水
m3/a
22600
生产用水
2
电
kW.h/a
1440000
3
无烟煤
t/a
3000
六
三废排放量
1
废水
t/d
36
锅炉生产废水
2
废气
万m3/a
8854
3
废渣
t/a
～1791
七
装置定员
人
133
1
其中生产工人
人
109
2
管理人员
人
24
八
运输量
~253913
1
运入
t/a
~127811
2
运出
t/a
~126102
九
总占地面积
亩
～200
十
建筑面积
m2
10000
十一
工程项目总投资
万元
20000
1
固定资产投资
万元（美元）
2300
2
流动资金
万元（美元）
200
十二
年销售收入
万元
55650
达产年份
十三
年总成本费用
万元
45683.37
达产年份
十四
年利润总额
万元
2972.1
达产年份
十五
年所得税
万元
2135.74
达产年份
第二章市场预测
2.1国内外市场情况预测
2.1.1产品标准及产品用途
2.1.1.1产品质量指标
1、产品性能
①生物柴油：
淡黄色透明液体，主要由C15～C24的烃类组成，燃烧性能好，硫、有机酸等杂质含量低，对发动机机件和储油设施无腐蚀性，燃烧后在发动机燃烧室内不产生明显结焦和结炭，不损伤发动机。
②毛甘油（主要成分丙三醇）：
无色、透明、无臭、粘稠液体，味甜，具有吸湿性，可燃，低毒。
熔点18.17℃。
沸点290℃（分解）。
闪点（开杯）177℃。
密度1.261g/cm3。
自燃点392.8℃。
折射率nD（20℃）1.474。
粘度（20℃）1499mPa·s。
蒸气压（100℃）26Pa。
表面张力（20℃）63.4mN/m。
与水和乙醇混溶，水溶液为中性。
溶于11倍的乙酸乙酯，约500倍的乙醚。
不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类。
生物柴油是由动、植物油脂与醇经酯交换反应制得的脂肪酸单烷基脂，最典型的生物柴油是脂肪酸甲脂。
原料来源主要有油料作物、油料林木果实、油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等。
生物柴油于1988年诞生于德国，我国从2001年开始生产生物柴油。
目前全国生产生物柴油的企业有数十家，年产量超过10万吨。
柴油分子是由15个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子则一般由14～18个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。
因此生物柴油就是一种用植物油脂等可再生植物油加工制取的新型燃料。
与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能。
1、具有优良的环保特性。
主要表现在生物柴油硫含量低，可减少约30%（有催化剂时为70%）的二氧化硫和硫化物的排放，且不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，采用生物柴油的发动机其废气排放可以满足欧洲Ⅲ号排放标准。
2、具有较好的润滑性能，可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损，这些部件的使用寿命可比普通柴油长。
3、生物柴油的闪点高于普通柴油，不属于危险品，在运输、储存、使用等方面的安全性均优于普通柴油。
4、具有良好的燃料性能。
十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
5、生物柴油不但是一种可再生性能源，也是一种降解性较高的能源，与石油储量不同，通过农业和生物科学家的努力，其供应量不会枯竭。
生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准，甚至满足即将颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。
而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。
因而生物柴油是一种的绿色柴油。
2、质量标准（生物柴油和常规柴油的性能比较）
特性
生物柴油
常规柴油
冷滤点（CFPP）/℃
夏季产品
-10
0
冬季产品
-20
-20
20℃的密度/g.mL-1
0.88
0.83
40℃动力粘度/mm2.s-1
4～6
2～4
闭口闪点/℃
＞100
60
十六烷点
≥56
≥49
热值/MJ.L-1
32
35
燃烧功效（柴油=100%），%
104
100
硫含量（质量分数），%
＜0.001
＜0.2
氧含量（体积分数），%
10
0
燃烧1kg燃料按化学计算法的最小空气耗量/kg
12.5
14.5
水危害等级
1
2
②毛甘油质量指标（2.1.2）
指标名称
指标
外观
透明无悬浮物
气味
无异味
含量% ≥
98
色泽% ≤
40
2.1.1.2产品用途
①生物柴油可作为柴油替代燃料单独使用或与柴油以任意比例混合使用，可广泛用于各种载重汽车、火车、机车、舰船、工程机械、农用机械、发电机组等柴油内燃机，同时还可作为工业窑炉、锅炉、发电厂及酒店、宾馆、单位食堂餐饮炉具等非动力燃料。
②毛甘油（主要成分丙三醇），该产品是重要的有机化工原料，可用于生产多种树脂，也可用作溶剂、吸湿剂、防冻剂、甜味剂等，纺织、印染工业用于制造织物防皱、防缩处理剂，扩散剂、渗透剂、润滑剂等，医药工业用作生产某些药物，国防工业用作生产炸药，另外丙三醇在造纸、制革、照相、印刷、染料、化妆品、金属加工等方面都有广泛的用途。
2.1.2产品国内外市场供需情况的现状和主要消费去向预测
2005年，我国柴油的消费量已经远大于汽油的消费量，分别达到10967.7万吨和4842.1万吨。
据有关资料保守估计，全国柴油缺口每年已达5000万吨。
2001年到2005年，我国汽、煤、柴三大油品需求量年均增长率将为3.8%。
2.1.3国内外同类产品已有的和在建的生产能力、产量情况及变化趋势预测
目前，全球以燃料乙醇和生物柴油为主的生物液体燃料已实现大规模生产应用，2005年，全球生物燃料乙醇的总产量约为3000万吨，其中巴西和美国的产量均达到1200万吨；生物柴油生产量约为200万吨，其中德国约生产150万吨占75%，亦即德国正在领导全球的生物柴油生产，我国生产约十万吨。
西方国家生物柴油产业发展迅速。
近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。
美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。
目前，美国有4家生物柴油生产厂，总能力为30万t／a。
欧盟国家主要以油菜为原料，2005年生物柴油产量已超过200万吨。
德国于2001年以后逐渐建成年产180万吨的生物柴油生产装置。
法国有7家生物柴油生产厂，总能力为40万t／a，使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油，对生物柴油的税率为零。
意大利有9个生物柴油生产厂，总能力33万t／a，对生物柴油的税率为零。
奥地利有3个生物柴油生产厂，总能力5.5万t／a，税率为石油柴油的4.6%。
比利时有2个生物柴油生产厂，总能力24万t／a。
日本生物柴油生产能力也达到40万t／a。
粗略统计我国已先后建成投产生物柴油50万t／a的产力，其中安徽国风集团8月份首条年产20t／a生物柴油生产线正式投产，年产60万吨生物柴油项目正在加紧建设。
江苏省的南京、张家港、无锡３个以民资投入为主的20t／a年生物柴油项目装置正在建设中。
为了缓解石油压力，我国借鉴巴西经验，在《“十五”计划纲要》中明确提出，要开发燃料酒精等石油替代品，采取措施节约石油资源。
并在本世纪初开始了对乙醇汽油的试点计划，目前已经扩大到了九个省份。
虽然我国替代能源战略起步较晚，但以国家政策的形势推广乙醇汽油，在亚洲我国还是第一个。
我国“十五”乙醇汽油专项规划的目标已如期实现。
截至目前，国内四家燃料乙醇定点厂总生产能力达到132万吨／年，累计生产燃料乙醇102万吨。
与巴西用甘蔗为原料不同，我国燃料乙醇的生产原料主要是玉米。
巴西富产甘蔗且粮食需求压力不大，有足够的土地发展甘蔗生产，生产原料丰富且成本低廉。
相比之下，我国燃料乙醇的生产原料供应存在瓶颈，且成本较高。
从长远来看，我国要实现乙醇汽油在全国范围内的推广使用存在困难。
2.1.4近几年产品进出口情况
近年来，我国已由石油出口国变成了石油进口国。
2000年我国净进口原油7000万吨，成品油2000万吨，接近需求量的30%。
2003年我国燃料油进口依存度升至53%。
由于发电等需求旺盛，今明两年我国燃料油消费将继续保持增长势头，预计2004年消费量为4850万吨，进口规模将进一步扩大。
据统计，在去年增长44%的基础上，今年前4个月，我国燃料油进口量又猛增69%。
2003年我国柴油消费量增至8400万吨，市场依然供不应求，对进口柴油需求显著增多。
2004年我国柴油消费量为9550万吨，由于国内需求旺盛，2004年我国柴油出口将大幅缩减，重新成为净进口国，全年将超过120万吨。
2003年我国汽油消费量突破4000万吨，2004年汽油消费量为4500万吨。
2004年我国原油加工量达到2.7亿吨，全年石油净进口量达1.2亿吨。
2.1.5产品国内外近期、远期需要量的预测和消费覆盖面的发展趋势
近年来我国原油加工能力虽然上升，但柴油的供应缺口仍然较大。
预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨，与2005年相比，将增长24%，其中2010年我国汽油需求量为10000多万吨。
至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。
尽管炼化企业通过持续的技术改造，生产柴汽比不断提高，但仍不能满足消费柴汽比的要求。
去年我国生产柴汽比约为1.94，而市场的消费柴汽比均在2.0以上。
2.1.6产品的销售预测、竞争能力和进入国际市场前景
本项目产品将在国内外销售，国内主销地在江苏区内。
江苏地处我国东部发达地区，劳动力资源丰富，产业技术发达又在长三角经济区的优势地理位置上，且项目技术成熟，有助于产品成本的降低，增强产品的竞争力。
因此,本项目产品的销售前景相当乐观。
2.2产品价格分析
2.2.1国内外产品价格现状
目前产品国内销售价：
0#柴油约为人民币5530元/吨；生物柴油约为人民币5300元/吨；毛甘油（含65%丙三醇）约为人民币1000.0～1512.0元/吨
2.2.2产品价格的稳定性及变化趋势预测
国内柴油绝大部分来自中石油和中石化二大集团的炼油企业，产品价格随着国际原油市场变化而变化。
我国石油自给率不足，相当一部分依靠从中东、俄罗斯进口，中东形势的动荡不安，使国际原油价曾高达70多美元一桶。
虽有下降趋势，但从长远看，石油是不可再生资源，连续开采终有枯竭的一天，油价上涨不可避免。
第三章产品方案和生产规模
3.1产品方案
本项目采用自有的整套生产技术和工艺，主生产设备由国内专业设备加工厂提供，辅助设备（含定型设备及非标设备）在国内采购及加工。
以普通易得的动、植物油等可再生的资源为原料，生产生物柴油100000t/a，毛甘油（65%丙三醇）24311.09t/a。
3.2产品方案是否符合国家产业政策、行业发展规划
根据《中华人民共和国可再生能源法》（2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过）自2006年1月1日起施行。
其中
第十六条规定：
“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料，鼓励发展能源作物。
利用生物质资源生产的燃气和热力，符合城市燃气管网、热力管网的入网技术标准的，经营燃气管网、热力管网的企业应当接收其入网。
”
国家鼓励生产和利用生物液体燃料。
石油销售企业应当按照国务院能源主管部门或者省级人民政府的规定，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系。
经国务院批准，财政部、国家发展改革委等五部门出台的《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》中。
明确指出：
我国石油供求矛盾比较突出，石油对外依存度较高。
缓解石油紧张，保障国家石油安全，除了要鼓励节约外，还要积极发展石油替代产品，有效“开源”。
从目前的技术状况看，生物能源与生物化工是石油替代最重要的途径之一。
发展生物能源与生物化工产业，有利于缓解石油紧张、促进农民增收、改善生态环境。
同时提倡设立“企业设风险基金”，采取“实施弹性亏损补贴 国家给予税收优惠”等政策鼓励生物质能源生产应用。
我国计划在2010年将可再生能源消费比例由2005年的7.5%发展至10%。
财政部正在拟订我国生物质能源替代石油的中长期发展目标，到2020年，我国生物质能源消费量有望占到整个石油消费量的20%。
这个目标主要包括：
十一五期间形成每年600万吨生物液态燃料生产能力，这其中，500万吨为燃料乙醇、100万吨为生物柴油；到2020年，生物液态燃料生产规模达到2000万吨，其中燃料乙醇1500万吨、生物柴油500万吨。
如果条件成熟，到2020年，生物液态燃料的年产量有望进一步提高到3000万吨以上。
财政部日前正式出台《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，对该专项资金的扶持重点、申报及审批、财务管理、考核监督等方面做出全面规定。
最值得关注的是，以非粮为原料的生物质能源被放在了资金重点扶持的首位。
《办法》明确指出，重点是扶持发展生物乙醇燃料、生物柴油等。
其中，生物乙醇燃料是指用甘蔗、木薯、甜高粱等制取的燃料乙醇；生物柴油则指用油料作物、油料林木果实、油料水生植物等为原料制取的液体燃料。
因而，本项目的建设，理应得到各有关部门的大力支持。
3.3生产规模
本项目拟建生产规模为：
主产生物柴油10万t/a，副产毛甘油24311.09t/a。
年生产日为300天。
3.4产品、副产品的品种、数量、规格和质量指标
产品
生物柴油
毛甘油
备注
数量（t/a）
100000
24311.09
各项产品质量指标见2.1.1及2.1.2。
第四章工艺技术方案
4.1工艺技术方案的选择
项目工艺路线的选择：
在一般情况下，以动植物油为原料生成的生物柴油燃料时，有以下3个方法。
无论哪一种都必须把植物油粘度（50～70mm2／s，15℃）降低到1/10的程度。
物理混合稀释法：
将植物油和轻油或者酒精类按适当的比例混合，使粘度降低。
热分解法：
使植物油在还原的环境下加热致600℃～800℃,使之分解，来得到低沸点蒸留物质。
脂交换法：
把植物油在催化剂的作用下与甲醇或低碳醇进行酯交换反应，来得到脂肪酸单烷基酯。
目前，脂交换法以被绝大多数国家广泛利用。
本项目设计工艺是秉承了脂交换法技术，并结合了自主开发的新工艺，形成具有自己独特技术特点的环保型生物柴油生产新工艺。
至今为止，植物油、动物油等和使用过的废弃食用油（地沟油）转换成生物柴油燃料时，基本上使用的是酯交换反应的方法，即在触媒的存在下使粘度高的植物油（甘油三酯）通过甲醇和酯的交换反应，变换为有适合于柴油引擎燃料特性的脂肪酸甲基酯，作为触媒虽然碱性金属化合物经常被使用，其他的也可用硫酸,磷酸等酸触媒和脂肪酶等酶触媒。
但是，根据触媒的种类不同反应条件，反应速度，反应效率也不同，其中，碱触媒法从反应效率和生产性的观点来看是最好的方法，至今为止生物柴油燃料制造过程中几乎都是采用碱触媒（NaOH、KOH等）的脂交换法。
本项目采用脂交换法进行生产的工艺路线。
4.2工艺流程简述及消耗定额
4.2.1工艺流程图
O3
原料油
副产毛甘油甲醇
氢氧化钾
混合酸
中间品
甲酯生物柴油
4.2.2工艺流程简述
原料油从油罐经泵输送到预处理车间，首先进入脱水釜脱水经脱水处理的原料油进入过滤器，经过滤脱胶质后进入沉淀地槽。
再采用光触媒+O3抗酸化处理，然后再进入过滤器过滤。
最后用泵输送到中间罐。
经此完成了油品的预处理。
经预处理的油用泵从中间罐输送到酯化车间的反应釜。
同时作为催化剂和反应物的调和碱液、甲醇等也按比例进入反应釜进行反应。
（对于酸价比较高的原料，在做碱化反应前先需要经过在酸触媒作用下的预酯化过程。
酸触媒是主要由无机酸、有机酸组成，酸触媒在进入反应釜前先在计量罐中进行调制，控制条件是60~70度、常压。
有机酸的加量根据原料的不同按配，经由计量罐计量加入，无机酸则从酸液专用贮罐中根据配比需要量用耐腐蚀泵抽送到计量罐计量后即送入反应釜。
釜中反应压力为常压，温度控制在60℃~70℃左右。
反应时间根据处理原料油的品质而定。
反应后的生成物（其中甲酯既俗称的生物柴油半成品）输出至闪蒸蒸馏塔进行水分和残留甲醇的脱除，然后输送到稳定釜，加入高温抗氧化剂等使反应稳定，经沉淀过滤的反应物由离心机进行分离脱出毛甘油等重组分。
剩下的轻组分甲酯则送入精馏釜进行精制及脱色，然后再经由压滤机过滤，最后用泵送入成品油罐。
甲醇的加入过程是按该批次油所需甲醇用量的配比（相对与原料），从甲醇贮罐中抽取送入甲醇计量槽，从而完成作为此次工序甲醇的实际用量准备，加入到反应釜中与原料油混合反应。
氢氧化钾作为催化剂直接加入计量器中，按配比要求计量加入到反应釜中，抽送采用固体泵。
需要说明的是在加入碱催化剂前，如有酸催化反应过程且反应生成物水的含量超过1%，需要先进行减压脱水。
反应过程中温度的控制是渐进的，在各种物料混合后根据温度实际状况采用蒸汽加温。
离心机分离出的甘油等重组
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