În ultimii ani, odată cu creșterea cerințelor de protecție a mediului și creșterea continuă a cererii de combustibili curați, cererea de pe piață pentru etanol combustibil a crescut semnificativ, conducând la dezvoltarea rapidă a tehnologiilor și proceselor de producere a etanolului. Cercetătorii chinezi au explorat în mod activ noi procese și tehnologii de producție de etanol prin cercetare și dezvoltare continuă. Procesele tradiționale de producție de etanol se bazează în principal pe bio-fermentare, în timp ce tehnologiile moderne includ căile de hidratare a etilenei și de carbonilare-hidrogenare bazate pe materii prime C1. Din perspectiva conversiei chimice, procesele de producție de etanol disponibile comercial includ în principal trei tipuri: fermentarea biomasei prin zaharuri, hidratarea etilenei și carbonilarea-hidrogenarea-compușilor care conțin oxigen.
Metoda de fermentare a cerealelor
Fermentarea cerealelor este cea mai timpurie metodă dezvoltată pentru producția de etanol și este încă utilizată pe scară largă, în special în producția de băuturi alcoolice. Principiul de bază al acestei metode este că, sub acțiunea unui agent de fermentare, glucoza (C6H12O6) este transformată în etanol printr-o serie de procese biochimice precum gătirea și zaharificarea. Mai exact, un agent de zaharificare (cum ar fi acizi sau catalizatori de amilază) este mai întâi utilizat pentru a transforma amidonul din materia primă în zaharuri fermentabile, care sunt apoi folosite pentru a produce etanol prin fermentare. În practica industrială, amidonul este de obicei pretratat cu enzime de zaharificare-amidonului pentru a obține zaharificare, oferind o bază pentru fermentația ulterioară.
Metoda de hidratare cu etilenă
Pentru a satisface nevoile în dezvoltare rapidă ale industriei de bază a sintezei organice, este esențial să se utilizeze materii prime ieftine și disponibile pe scară largă pentru a produce etanol. Din punct de vedere industrial, cea mai importantă cale de sinteză este metoda de hidratare a etilenei, care presupune reacția etilenei cu apă folosind metode chimice pentru a produce etanol. Produsul obținut prin această metodă se numește de obicei etanol sintetic, pentru a-l deosebi de etanolul fermentat produs prin metode tradiționale de fermentație.
Metoda de reducere a carbonilării
Pe baza stării de fază a sistemului catalitic, procesul de preparare a etanolului prin reducerea carbonilării compușilor metoxi este împărțit în principal în două categorii: una este procesul catalitic omogen tradițional, iar cealaltă este procesul de reducere a carbonilării heterogene cu dimetileter, care a fost industrializat în 2017. etape: în primul rând, compusul metoxi este carbonilat pentru a genera un compus acetil, iar apoi compusul acetil este redus pentru a obține etanol și produsele secundare corespunzătoare. Primul pas, extinderea lanțului de carbon al compușilor care conțin oxigen-C1 la compușii care conțin oxigen-C2 printr-o reacție de carbonilare, este cheia întregului proces și determină în mod direct fezabilitatea tehnică și economică a producerii etanolului prin diferite căi de reducere a carbonilării.
Cataliza gazului de sinteză
Producția catalitică directă de etanol din gaz de sinteză este una dintre căile importante pentru producția de etanol pe bază de cărbune-. Această tehnologie folosește gazul de sinteză (CO + H2) ca materie primă, transformându-l direct într-un alcool mixt cu conținut scăzut de-carbon, în principal etanol, sub acțiunea unui catalizator. Tehnologia sa de bază constă în dezvoltarea și selectarea catalizatorilor de-înaltă performanță. Datorită compoziției complexe a gazului de sinteză pe bază de cărbune-, acest proces impune cerințe mari privind adaptabilitatea, stabilitatea și anti-toxicitatea catalizatorului. În aplicațiile industriale, catalizatorii sunt necesari pentru a îmbunătăți conversia monoxidului de carbon și selectivitatea etanolului.
Hidrogenarea acetatului de metil
În ultimii ani, tehnologia de hidrogenare a acetatului de metil la etanol a primit o atenție pe scară largă din partea cercetătorilor atât pe plan intern, cât și internațional. Catalizatorii utilizați în această reacție pot fi împărțiți în principal în două categorii: una este catalizatorii pe bază de metale nobile-, reprezentați de ruteniu (Ru), rodiu (Rh), paladiu (Pd) și platină (Pt); celălalt sunt sisteme de metale ne-nobile, reprezentate de catalizatori pe-cupru.
