年产20000吨生物柴油工厂的工艺设计本科学位论文.doc

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1、毕业设计设计题目：年产20000吨生物柴油工厂的工艺设计目录摘要1Abstract2第1章前言31.1生物柴油的简介31.2生物柴油的基础知识41.3生物柴油的质量标准51.4生物柴油的品质性能61.5生物柴油的稳定性71.6原料路线71.6.1乌桕概述81.6.2乌桕油各项指标81.6.3乌桕油制备生物柴油的意义81.6.4乌桕油消费状况91.6.5乌桕油原料路线确定91.7固定化脂肪酶来源确定10第2章厂址选择、布置及效益分析112.1厂址选择112.1.1拟建厂地区的地理位置112.1.2厂址地区自然资源112.1.3气象条件112.2厂区总平面布置说明122.2.1方案122.2.

2、2建设规模122.2.3总平面布置122.3效益分析与评价132.3.1社会效益分析132.3.2环境效益分析132.3.3经济评价14第3章生物柴油生产工艺流程论述153.1生产模式163.2生物柴油生产工艺流程163.2.1工艺路线与技术163.2.2原料油预处理173.2.3酯交换173.2.4分离生物柴油173.2.5甲醇的回收173.2.6甘油的回收17第4章物料与能量衡算184.1设计任务及物料衡算184.1.1工艺流程示意图184.1.2已知数据184.1.3反应过程184.1.4计算基准194.1.5原料油预处理工段194.1.6生物柴油合成工段204.1.7物料衡算汇总2

3、14.2能量衡算224.2.1能量流通关系示意图224.2.2已知数据224.2.3能量衡算过程224.2.4蒸汽、冷凝水计算24第5章生物反应釜设计及选型255.1设计目的及参数确定255.1.1设计任务、目的255.1.2物料性质255.1.3确定操作参数255.1.4生物反应釜选择与设计255.1.5反应釜搅拌器的选型265.2搅拌特性计算275.2.1计算雷诺数Re275.2.2搅拌功率计算和电机的选择275.3生物反应釜釜体及封头设计285.3.1设计条件285.3.2按计算压力计算釜体和封头厚度285.4传热设计285.5主要生产设备一览表31第6章换热器的设计326.1设计任

4、务及要求326.1.1设计题目326.1.2设计任务及操作条件326.1.3设计要求326.2换热器类型的选择336.3流体流速的选择336.3.1确定物性数据336.3.2物料衡算336.3.3初算平均传热温差）346.3.4初估总传热系数K346.3.5计算传热面积346.3.6计算工艺结构尺寸346.4辅助电加热器的计算35第7章生产辅助设备计算说明367.1泵367.2冷凝器367.3过滤机367.4离心过滤机37第8章废水、废渣的处理和综合利用388.1生产废水处理方法388.2废渣的处理和综合利用388.3噪音防治39第9章安全生产与防火防爆409.1安全防范重点部位409.2

5、设计时注意事项41第10章设计总结42致谢辞43参考文献44附录46摘要生物柴油作为一种环保和可再生的替代燃料，已受到越来越广泛的关注。近年来随着微水相酶学及技术的迅速发展，应用固定化脂肪酶催化制备生物柴油技术正成为生物能源领域新的战略，由于脂肪酶的高价格和油脂原料的缺乏，我国酶法生产生物柴油的产业化进程受到一定程度的制约。国际上主要利用大豆油、菜籽油等为原料制备生物柴油，而我国食用油供给仍需大量进口。我国东南地区有着大量的乌桕，每年出产大量的乌桕油。考虑不与民争粮、不与粮争地的情况下，政府作出了以乌桕油为原料大规模发展生物柴油的决定。本文利用固定化脂肪酶在微水相中催化乌桕油制备生物柴油，

6、最佳配比是：甲醇/油的摩尔比率为4:1，脂肪酶用量为2.7%（质量分数），最适温度为41℃，200rpm的搅拌速度下进行12小时，产量达到96%，并对其工艺条件进行工艺设计。设计的主要任务包括酯交换工段的物料衡算并以此为依据完成设备的选型及辅助工程，车间布置的设计，相应的废水处理机制，综合利用等，最后绘制的车间布置图。关键词：生物柴油固定化脂肪酶酶催化工艺设计11第1章前言1.1生物柴油的简介能源是支撑人类文明进步的物质基础，也是现代社会发展须臾不可或缺的基本动力。人类对能源的利用，从薪柴时代到煤炭时代，再到油气时代，每一次变迁都伴随着生产力的巨大飞跃。当然，传统化石能源的开发利用，也给人

7、类的可持续发展带来了严峻挑战。近年来，绿色发展在全球蓬勃兴起，其核心是减少对能源资源的过度消耗，追求经济、社会、生态全面协调可持续发展[1]。生物柴油作为一种替代性燃料，它能够以纯态或与石化柴油混合使用。近年来，生物柴油得到了很快的发展。美国能源部在2001年提交美国国会的立法咨询报告中提出，美国应该通过立法，将替代燃料所占份额从2002年的1.2％提高到2016年的4％，其中，生物柴油的需求量将从2003年的7300万