废动物油脂、地沟油催化裂解工艺

  2006年1月1日起施行的《可再生能源法》第二十六条指出：“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。”第33条则指明“液体燃料是指利用生物质生产的乙醇、甲醇和生物柴油……”。第三十一条更明确指出：“石油销售企业按照规定未将符合国家标准的生物液体燃料纳入其销售体系，造成生物液体燃料生产企业经济损失的，应当承担赔偿责任，并由国务院能源主管部门或者省级人民政府管理能源工作的部门责令限期改正；拒不改正的，处以生物液体燃料生产企业经济损失的一倍以下的罚款。”     

  这部《可再生能源法》由国家主席胡锦涛于2005年2月28日签署，于2006年1月1日起施行的法律充分表明了发展“生物柴油”，政府大力支持，市场迫切需要，发展前景十分广阔。

  一、什么是生物质燃料？顾名思义，所谓生物质燃料就是以生物质资源作为原料的一种液体燃料，也称为生物柴油；具体地说，它以废动物、植物油脂等化工原料为基础加工而成的新型能源。它利用植物油脂如蓖麻油、菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等；动物油脂如鱼油、猪油、牛油、羊油等；或者是上述油脂精练后的下脚料――“皂脚或称油渣、油泥”；或者是城市潲水油（地沟油）；或者是各种油炸食品后的废油等各种废油进行改性处理后，与有关化工原料复合而成，颜色与柴油一样清亮透明。生物柴油含碳量18－22，与柴油（16－18）基本一致，在裂解后，分子量约230左右，与柴油220接近，根据相似相溶的原理，它与柴油相溶性极佳。生物质燃料的主要指标与国标石油提炼的柴油基本一致.

我公司生物柴油产品与国标柴油与其它国家生物柴油标准比较：

		石化柴油	欧洲联盟	德国	美国	环宇生物
标准编号		EN 590：1999	EN 14214：2003	DIN V 51606	ASTM 675103
密度 15℃	g/cm3	0.82-0.845	0.86-0.90	0.875-0.90		0.83-0.86
运动粘度 40℃	mm2/s	2.0-4.5	3.5-5.0	3.5-5.0	1.9-6.0	<2.5
闪点	℃	>55	>120	>110	>130	>93
冷滤点	℃	-	-	0/-10/-20	-	<-10
凝固点	℃	-	-	-	-	<-10
硫含量	mg/kg	<350	<10	<10	<15	<0.04
100%残炭	%mass	-	-	<0.05	<0.05	<0.05
硫酸盐灰分	%mass	-	<0.02	<0.03	<0.02	<0.01
氧化物灰分	%mass	<0.01	-	-	-	<0.01
水分	mg/kg	<200	<500	<300	<500	<300
馏程(90%)℃		<360	<360	-	-	<360
十六烷值		>45	>51	>49	>47	>46
酸价	mgKOH/g	-	<0.5	<0.5	<0.8	<0.4
甲醇含量	%mass	-	<0.2	<0.3	-	-
游离甘油 含量	%mass	-	<0.02	<0.02	<0.02	<0.01
总甘油含量	%mass	-	<0.25	<0.25	<0.24	<0.10
磷含量	mg/kg	-	<10	<10	<10	-
碱金属 含量（Na，K）	mg/kg	-	<5	-	-	-
碱土金属含量（Ca，Mg）	mg/kg	-	<5	-	-	-

 

二、生物质燃料的优点

  1，本产品其燃烧性能优于零号柴油，经燃烧试验（即车载试验、船载试验）完全达到柴油标准。

  2，浅色无味、无毒，对环境无污染，可再生。

  3，车、船实验证明可用于任何柴油发动机，无需调整。且在发动机上起动性能好，运转平稳，积碳少，润滑性能好。

  4，十六烷值高，含氧量高，燃烧性能佳。

  5，废气比市面上的柴油降低９０％毒性。

  6，可与不同柴油任意比混合，改善普通柴油性能。

  船用不会对水造成污染，即使泄露也不会毒害鱼类，且在自然界中２０天－２８天即可降解。中国科学院、中国科学委员会能源委员会鉴定，该产品是柴油替代品中性能最好的一种，具体化验数据如下。同时附德国生物柴油指标及分析。

  可以预见，随着我国对环境保护工作的深入(环保产业“十五”规划),生物柴油这一新型绿色环保燃料,必将在我国能源生产和环保事业中发挥出重要作用。

  1、本产品利用的原料为各种动植物油，如大豆油、菜籽油、棕榈油、米糠油、花生油、棉籽油、猪油、牛油、羊油、鱼油等等，以及植物油厂精炼过程中所产生的废油和皂脚，随着人们生活的提高，对油脂的质量要求也愈来愈高，各油厂所产生的废油越来越多，大量的废油不仅污染环境，同时也是资源的浪费。据调查，广州从东南亚国家进口的二级棕榈油的市场价目前3200－3500元/吨人民币左右；我国各省的植物油厂所产生的皂化后的混合酸性油的价格约在2600－4000元／吨左右。其二、城市的饮食业每年也产生大量的泔水油，许多城市因为无有效处理手段，致使该废油经不法商人之手又流入二级食用油市场，给城市造成恐慌，给消费者的身体造成伤害；据调查仅河北省邯郸市每天交易收集的地沟油的量约千吨以上，价格约在2500－3200元／吨左右。现许多大城市泔水油已形成规模和市场，回收量均上万吨，价格在2600－4000元／吨。

  2、产品销售：

  ⅰ、作为直燃油，由于生物柴油排放污染物少，排放的废物在自然界降解快，不会对大气造成更大的污染，故可做为城市，如宾馆的中央空调用油，锅炉用油，燃炉用油使用；

  ⅱ、内燃式，因该产品性能等同于柴油，且与柴油可以任意比混合无不良反应，在发达国家如欧美国家，生物质燃料与标准柴油是按照1：3或1：4的重量比例进行混合，故可作为柴油车和船用于内燃机。本技术所生产的生物柴油可直接作为动力油使用，不需和柴油混合来解决胶质、比重、凝点等问题。因产品作为大众消费品，况且我国作为能源短缺国家，不存在市场销售问题。据调查一个中型加油站日销售柴油总量6吨左右。若作为农用柴油这一块则市场消耗更大，故市场销售不存在困难。

   用动、植物油为原料，采用固定床催化裂解设备生产GB国标汽油、煤油和柴油。

   我方先进的工艺技术：

  以动植物油脂为主要原料，采用固定床设备、自行特制催化剂，在不添加不使用任何石油或矿物油的条件下，采用催化裂解的化学分解反应，将大分子的油脂通过催化裂解、分子重排、脱去羧基和氧元素等反应机理，使动植物油脂转变成其油品的烃类分子结构组成、冷凝点，密度、粘度、十六烷值和辛烷值，……等全部指标均合乎国家GB标准的汽油、煤油和柴油；

  固定床工艺中，粘稠的动植油脂受热后变为汽体，经固定床催化裂解进行直接接触进行有效地化学反应、分子切割，此催化反应脱去了油脂分子中的羧基和氧，切断C—C键，降低分子量，发生了分子的重排，最终催化裂解成为不含氧元素的具备完全石油性质的烃油（汽油、煤油和柴油）；

  本技术创造不依赖天然矿物油（或石油），全部采用生物质油料或动物油脂为原料生产出纯烃类汽油和柴油用作内燃机燃料；即，生产出与天燃矿物油（或石油）的组成结构和物理化学性质完全相同的汽油柴油；这，将会成为生活在地球上的人类今后若干个世纪采用地球表面资源，开拓烃类燃料的有效方法；将成为人类解决地球壳层内储藏的石油日趋枯竭和不足，而重新开掘新能源的一条有效途径，具有深远的划时代的历史意义和重大的现实意义！

 

对比项目	国内现有工艺	本工艺
对原料游离脂肪酸含量要求	随游离脂肪酸含量的变化，收率及质量不稳定	没有原料限制，只要是动植物油即可，或者是任何动植物油的混合物
原料杂质影响	大	小
工艺流程	复杂、酯化反应速度慢	简单、反应速度快，无需酯化
能耗及生产成本	能耗大，成本高	能耗低，成本低
催化剂	清除困难	耗量少，易清除
产品质量及应用	无标准，一般按30%以下掺入石化柴油。与欧美日标准差距大。	优于国际标准，可直接在内燃机上使用，安全可靠。不须改良引擎，无任何损害
二次污染	废水废渣排放多，污染大	几乎无二次污染，生产线全密闭化
经济效益	受原料和产品质量控制，效益差	成本低，质量好，作为国标柴油销售

 

  产品的生产采用封闭式设备管道运行。工艺操作简单，劳动强度低；生物柴油根据季节要求可生产出0号柴油、－10号柴油、－20号柴油；工艺流程简述如下：

工艺流程			原  理
H催化剂→	原料进罐		原料进罐的同时加入复配的H催化剂
	↓
	催化裂解反应		加温
加温 →
	↓
	汽油	→  水	汽油出率8％
		→汽油
	↓
	煤油	→煤油	煤油出率3％
	↓
			柴油出率74％
	柴油	→柴油
	↓
			降温后将反应釜内碳黑取出
降温→	出碳黑
	↓
	脱色		裂解的混合柴油经脱色，颜色淡黄色
	↓
	产 品		脱色后的产品泵入成品罐