W ostatnich latach, wraz ze wzrostem wymagań ochrony środowiska i ciągłym wzrostem zapotrzebowania na czyste paliwa, zapotrzebowanie rynku na etanol paliwowy znacząco wzrosło, co napędza szybki rozwój technologii i procesów produkcji etanolu. Chińscy naukowcy aktywnie badają nowe procesy i technologie produkcji etanolu poprzez ciągłe badania i rozwój. Tradycyjne procesy produkcji etanolu opierają się głównie na bio-fermentacji, podczas gdy nowoczesne technologie obejmują sposoby uwodornienia i karbonylowania etylenu-w oparciu o surowce C1. Z punktu widzenia konwersji chemicznej dostępne na rynku procesy produkcji etanolu obejmują głównie trzy typy: fermentację biomasy za pomocą cukrów, hydratację etylenu i karbonylację-uwodornienia-związków zawierających tlen.
Metoda fermentacji ziarna
Fermentacja zbożowa jest najwcześniej opracowaną metodą produkcji etanolu i nadal jest szeroko stosowana, szczególnie w produkcji napojów alkoholowych. Podstawową zasadą tej metody jest to, że pod wpływem środka fermentującego glukoza (C6H12O6) przekształca się w etanol w szeregu procesów biochemicznych, takich jak gotowanie i scukrzanie. W szczególności najpierw stosuje się środek scukrzający (taki jak kwasy lub katalizatory amylazy), aby przekształcić skrobię w surowcu w cukry ulegające fermentacji, które następnie wykorzystuje się do produkcji etanolu w drodze fermentacji. W praktyce przemysłowej skrobię zazwyczaj poddaje się wstępnej obróbce-enzymami scukrzającymi skrobię w celu uzyskania scukrzania, które stanowi podstawę późniejszej fermentacji.
Metoda hydratacji etylenu
Aby sprostać szybko rozwijającym się potrzebom przemysłu podstawowej syntezy organicznej, do produkcji etanolu niezbędne jest wykorzystanie niedrogich i powszechnie dostępnych surowców. W przemyśle najważniejszą metodą syntezy jest metoda hydratacji etylenu, która polega na reakcji etylenu z wodą metodami chemicznymi w celu wytworzenia etanolu. Produkt otrzymywany tą metodą nazywany jest zazwyczaj etanolem syntetycznym, dla odróżnienia go od etanolu fermentowanego, produkowanego tradycyjnymi metodami fermentacji.
Metoda redukcji karbonylacji
W oparciu o stan fazowy układu katalitycznego proces wytwarzania etanolu poprzez redukcję karbonylowania związków metoksylowych dzieli się głównie na dwie kategorie: jedna to tradycyjny jednorodny proces katalityczny, a druga to heterogeniczny proces redukcji karbonylowania w eterze dimetylowym, który został wprowadzony na skalę przemysłową w 2017 r. Chociaż systemy katalityczne różnią się, mechanizmy reakcji obu metod są spójne i obie obejmują dwa podstawowe etapy: po pierwsze, związek metoksylowy jest karbonylowany w celu wytworzenia acetylu związek, a następnie związek acetylowy redukuje się z wytworzeniem etanolu i odpowiednich produktów ubocznych. Pierwszy etap, przedłużenie łańcucha węglowego związków C1-zawierających tlen do związków C2 zawierających tlen-w drodze reakcji karbonylowania, jest kluczem do całego procesu i bezpośrednio określa techniczną i ekonomiczną wykonalność produkcji etanolu różnymi drogami redukcji karbonylowania.
Kataliza syngazowa
Bezpośrednia katalityczna produkcja etanolu z gazu syntezowego to jedna z ważnych ścieżek produkcji etanolu-na bazie węgla. Technologia ta wykorzystuje gaz syntezowy (CO + H2) jako surowiec i kierunkowo przekształca go w mieszany alkohol o niskiej-emisyjności, głównie etanol, pod działaniem katalizatora. Jej podstawowa technologia polega na opracowywaniu i wyborze-katalizatorów o wysokiej wydajności. Ze względu na złożony skład gazu syntezowego-na bazie węgla proces ten stawia wysokie wymagania w zakresie zdolności adaptacyjnych, stabilności i-antytoksyczności katalizatora. W zastosowaniach przemysłowych potrzebne są katalizatory w celu poprawy konwersji tlenku węgla i selektywności etanolu.
Uwodornienie octanu metylu
W ostatnich latach technologia uwodornienia octanu metylu do etanolu cieszy się dużym zainteresowaniem badaczy zarówno w kraju, jak i za granicą. Katalizatory stosowane w tej reakcji można głównie podzielić na dwie kategorie: jedna to katalizatory na bazie metali szlachetnych-, reprezentowane przez ruten (Ru), rod (Rh), pallad (Pd) i platynę (Pt); drugi to układy z metali nie{{2}szlachetnych, reprezentowane przez katalizatory-na bazie miedzi.
