地沟油制备生物柴油

宁波杰森绿色能源科技有限公司-1-可行性研究报告项目名称：高效低成本地沟油制生物柴油技术研发及产业化申请单位：宁波杰森绿色能源科技有限公司单位地址：宁波奉化市松岙镇金山工业区联系人：邬仕平合作单位：浙江工业大学宁波杰森绿色能源科技有限公司-2-目录一、对项目相关领域国内外技术现状和发展趋势的掌握和理解.....-3-1、项目背景简述..............................................................................-3-2、国内外技术现状及发展趋势......................................................-6-二、项目攻关预期目标及其具体考核指标.........................................-8-1、预期目标......................................................................................-8-2、考核指标......................................................................................-8-三、项目拟采用的工艺技术路线、关键技术.....................................-9-1、项目拟采用的工艺技术路线......................................................-9-2、工艺技术路线............................................................................-11-3、关键技术....................................................................................-11-四、项目的主要技术特点和创新点、知识产权分析.......................-14-1、主要技术特点和创新点............................................................-14-2、可能取得知识产权分析............................................................-20-五、项目的组织管理及相关保障措施...............................................-21-1、组织管理措施............................................................................-21-2、项目的保障措施........................................................................-22-六、项目完成年限及进度安排............................................................-22-七、项目经费预算说明........................................................................-23-1、对各科目支出的主要用途、与项目研究的相关性及测算方法、测算依据进行详细分析说明。......................................................-23-2、课题的主要研究内容、任务分解，以及经费预算的需求、测算方法、测算依据等相关说明..........................................................-29-八、申报单位综合经济实力................................................................-30-九、申报单位研究工作基础条件.......................................................-31-1、申报单位情况............................................................................-31-2、合作单位情况............................................................................-32-十、项目承担人员水平........................................................................-35-十一、项目的风险分析........................................................................-41-1、风险评价....................................................................................-41-2、效益分析....................................................................................-43-宁波杰森绿色能源科技有限公司-3-一、对项目相关领域国内外技术现状和发展趋势的掌握和理解1、项目背景简述本项目利用各种废弃油脂和含油脚料制造生物柴油。这些资源包括炒菜和煎炸食品过程产生的废油、烤制食品过程中产生的动物性油脂、动物制品常温加工过程中产生的下脚料经过处理得到的动物性油脂、餐饮废油（也称泔水油，主要指从剩余饭菜中经过油水分离得到的油脂）、地沟油、厨房抽油烟机泠凝的油脂、含油脚料（如皮革、橡胶等工业废油）等。废弃油脂是近期可依赖的重要资源，棕榈油作为补充原料,而中国食用油需要大量进口，因此菜籽油、棉籽油以及大豆油不可能作为生物柴油的原料。依据我国人民的饮食习惯，每年需要大量的食用油。我国目前食用油消费量约为2500万吨／年(包括动物油脂)，并且每年还在不断增加，估计每年废弃食用油的数量大约在375~625万吨。从这些油脂是一种可再利用的资源被人们认识以后，它便成了抢手货，一支捞油回收队伍便应运而生。仅在上海无证捞油人员达1000人之多，无固定场所、无营业执照、无管理的“三无”废油脂处理加工点上百个，这其中有相当一部分加工点把这些废油经简单处理后，作为精制食用油又重新回到了市场，对居民健康构成了潜在的严重威胁。这种现象已经发展成全国性的问题，中央电视台及各省市媒体对这种现象都作了跟踪报道，引起了各地政府的高度重视。近年来，我国部分城市相继出台了“禁止地沟油非法加工”等相关管理条例。因此地沟油的再利用宁波杰森绿色能源科技有限公司-4-技术也成为一个新的研究项目，引起了科研工作者的极大关注。以此为契机，一种以地沟油为主要原料生产出来的环境友好型新能源——生物柴油（脂肪酸甲酯）越来越引起关注。生物柴油是一种从植物油或动物油脂转化而来的清洁燃油，其作为柴油机的代用燃料主要优点在于其对环境的友好性，大气污染小、硫含量低，是清洁可再生、环境友好型燃料。作为直接化工原料，脂肪酸甲酯可作为绿色溶剂、脱漆剂、润滑剂、塑料增塑剂等。作为间接生产原料，脂肪酸甲酯是重要的有机合成中间体，用于制备洗涤剂、乳化剂、发泡剂等表面活性剂及纺织助剂、皮革加酯剂等。生物柴油中碳链一般是14~l8个碳，与常规柴油分子的l5个左右很相近。作为高级脂肪酸甲酯燃料，生物柴油可直接用于现有的柴油引擎，是优质的柴油代用品，属典型的环境友好型“绿色能源”，具有深远的经济效益与社会效益。如下表所示，列出了生物柴油与常规柴油的比较：表1生物柴油与常规柴油的比较与常规柴相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能：宁波杰森绿色能源科技有限公司-5-(1)具有优良的环保特性由于生物柴油的高氧低硫，使得其燃烧效果好，排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10％(有催化剂时为95％)，而二氧化硫和硫化物的排放可减少约30％(有催化剂时为70％)。同时生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90％的空气毒性，降低94％的患癌率。另外，生物柴油易于生物降解。(2)具有较好的安全性闪点是衡量生物柴油在运输、储存和使用过程中的安全性的重要指标。生物柴油的碳链的平均长度比石化柴油长，闪点一般在100℃以上，比石化柴油高。因此其在安全性方面的优势是显而易见的。(3)具有良好的燃料性能十六烷值是衡量柴油点火性能、影响柴油燃烧特性的参数。生物柴油的十六烷值一般高于45，其燃烧均匀，热功率高，可降低燃料消耗，燃烧性能优于石化柴油。按一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。同时，燃烧残余物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命延长。(4)具有可再生性生物柴油与石油、煤等矿物能源不同，生物柴油的生产、加工、消费是一个碳的有机的循环过程。生物柴油的原料植物通过光合作用把太阳能转化为生物能储存起来，通过加工制成生物柴油，经过燃烧，其中的碳以C02形式回到大气中去，作为下次光合作用的原料。生物柴油的可再生性可以解决一些石化能源枯竭而引起的能源危机，保证能源需求。(5)具有较好的润滑性能，能延长发动机的使用寿命发动机的寿命与油品的腐蚀性有很大的关系。油中的含硫物在燃烧后产生的S02和S03等硫化物会严重腐蚀高温区的机体，对发动机的寿宁波杰森绿色能源科技有限公司-6-命影响很大。而生物柴油的含硫量极微，使用生物柴油的发动机寿命会得到很好的保障。此外，生物柴油的优异润滑性能使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，延长使用寿命。总的来说，生物柴油是一种可再生的能源，不会枯竭；生物柴油又是安全的能源，不易发生爆炸；生物柴油更是对环境友好的能源，对人类健康无害。因此，可以说生物柴油在保证国家能源安全上有着比石油更美好的前景。2、国内外技术现状及发展趋势地沟油是含杂质的高酸值油，含有游离脂肪酸、蛋白聚合物、分解物等，这些对于制取生物柴油会产生十分不利的影响，必须经过过滤将废油中的杂质去掉，以免杂质在制取生物柴油的过程中发生其它的反应或滞留在生物柴油中。酸价高也是地沟油的一个关键的问题，目前研究的脱酸方法有碱炼中和，加入过度催化剂，有机溶剂萃取，蒸馏精炼，酸催化预酯化等。这些方法都各有优缺点，碱炼中和用碱量大，有机溶剂萃取太浪费溶剂，蒸馏精炼太耗能，而且可能破坏生物柴油的副产品，他们成本都比较高，不利于工业化生产，而且可能污染环境。目前用于降酸的方法主要是酸催化预酯化，其中催化剂可分为固体催化剂和液体催化剂，而浓硫酸是应用最广泛的催化剂。不过其主要缺点有反应完后难分离，浓酸对设备的腐蚀，产生废水污染环境，甚至使油脂氧化脱水发生副反应。针对以上缺点，固体催化剂在这些方面就体现出了优势。它反应完后可分离，条件温和，对设备要求较低，没有副反应，而且不对环境造成污染。目前国内外利用酯交换法制备生物柴油生产技术主要有碱催化法、酸催化法、酶催化法、无催化剂超临界反应和超声波强化反应等。酸催化交换过程产率较高，但反应速率慢，分离难，易产生三废，比较适合酸价高和含水杂的低级油脂；碱催化法反应速率较快，但不适用于低级宁波杰森绿色能源科技有限公司-7-油脂；酶催化法环保率低、成本高，原料适应性差；超临界法，催化剂用量少，产率较高，但设备要求高、能耗高。本项目组系统研究了超声空化、碱催化制备生物柴油新技术，发现反应时间可缩短至10小时（转化率近100%），说明超声空化能加速油脂