En els darrers anys, amb l'augment dels requisits de protecció del medi ambient i el creixement continuat de la demanda de combustibles nets, la demanda del mercat d'etanol de combustible ha augmentat significativament, impulsant el ràpid desenvolupament de les tecnologies i processos de producció d'etanol. Els investigadors xinesos han estat explorant activament nous processos i tecnologies de producció d'etanol mitjançant la investigació i el desenvolupament contínues. Els processos tradicionals de producció d'etanol es basen principalment en la bio-fermentació, mentre que les tecnologies modernes inclouen vies d'hidratació d'etilè i carbonilació-hidrogenació basades en matèries primeres C1. Des d'una perspectiva de conversió química, els processos de producció d'etanol disponibles comercialment inclouen principalment tres tipus: fermentació de biomassa mitjançant sucres, hidratació d'etilè i carbonilació-hidrogenació de compostos que contenen oxigen-.
Mètode de fermentació del gra
La fermentació del gra és el mètode desenvolupat més antic per a la producció d'etanol i encara s'utilitza àmpliament, especialment en la producció de begudes alcohòliques. El principi bàsic d'aquest mètode és que, sota l'acció d'un agent fermentant, la glucosa (C6H12O6) es converteix en etanol mitjançant una sèrie de processos bioquímics com la cocció i la sacarificació. Concretament, primer s'utilitza un agent sacarificant (com els àcids o els catalitzadors d'amilasa) per convertir el midó de la matèria primera en sucres fermentables, que després s'utilitzen per produir etanol mitjançant la fermentació. En la pràctica industrial, el midó normalment es pretracta amb enzims-sacarificants de midó per aconseguir la sacarificació, proporcionant una base per a la fermentació posterior.
Mètode d'hidratació d'etilè
Per satisfer les necessitats de ràpid desenvolupament de la indústria bàsica de la síntesi orgànica, és essencial utilitzar matèries primeres barates i àmpliament disponibles per produir etanol. Industrialment, la via sintètica més important és el mètode d'hidratació de l'etilè, que consisteix a fer reaccionar l'etilè amb aigua mitjançant mètodes químics per produir etanol. El producte obtingut per aquest mètode s'acostuma a denominar etanol sintètic, per distingir-lo de l'etanol fermentat produït pels mètodes tradicionals de fermentació.
Mètode de reducció de carbonilació
A partir de l'estat de fase del sistema catalític, el procés de preparació d'etanol mitjançant la reducció de carbonilació de compostos metoxi es divideix principalment en dues categories: una és el procés catalític homogeni tradicional i l'altra és el procés de reducció de carbonilació heterogènia d'èter dimetilic, que es va industrialitzar el 2017. passos: primer, el compost metoxi es carbonila per generar un compost acetil, i després el compost acetil es redueix per obtenir etanol i els subproductes corresponents. El primer pas, estendre la cadena de carboni dels compostos que contenen oxigen C1-a compostos que contenen oxigen-C2 mitjançant una reacció de carbonilació, és la clau de tot el procés i determina directament la viabilitat tècnica i econòmica de produir etanol mitjançant diferents vies de reducció de carbonilació.
Catàlisi de gas de síntesi
La producció catalítica directa d'etanol a partir del gas de síntesi és una de les vies importants per a la producció d'etanol-basada en carbó. Aquesta tecnologia utilitza gas de síntesi (CO + H2) com a matèria primera, convertint-lo direccionalment en un alcohol mixt de baix-carboni, principalment etanol, sota l'acció d'un catalitzador. La seva tecnologia bàsica rau en el desenvolupament i la selecció de catalitzadors d'alt rendiment-. A causa de la complexa composició del gas de síntesi-basat en carbó, aquest procés exigeix l'adaptabilitat, l'estabilitat i la anti-toxicitat del catalitzador. En aplicacions industrials, es necessiten catalitzadors per millorar la conversió del monòxid de carboni i la selectivitat de l'etanol.
Hidrogenació d'acetat de metil
En els últims anys, la tecnologia d'hidrogenació de l'acetat de metil a etanol ha rebut una àmplia atenció per part dels investigadors tant nacionals com internacionals. Els catalitzadors utilitzats en aquesta reacció es poden dividir principalment en dues categories: una són catalitzadors basats en metalls nobles-, representats per ruteni (Ru), rodi (Rh), pal·ladi (Pd) i platí (Pt); l'altre són sistemes de metalls no-nobles, representats per catalitzadors-de coure.
