Az elmúlt években a növekvő környezetvédelmi követelmények és a tiszta üzemanyagok iránti kereslet folyamatos növekedése miatt az üzemanyag-etanol piaci kereslete jelentősen megnőtt, ami az etanolgyártási technológiák és folyamatok gyors fejlődését eredményezte. A kínai kutatók folyamatos kutatás és fejlesztés révén aktívan kutatnak új etanolgyártási folyamatokat és technológiákat. A hagyományos etanolgyártási eljárások főként a bio-fermentáción alapulnak, míg a modern technológiák közé tartozik az etilén-hidratálás és a karbonilezés-hidrogénezés, amelyek C1-es alapanyagokon alapulnak. Kémiai konverziós szempontból a kereskedelemben kapható etanolgyártási eljárások főként három típust foglalnak magukban: biomassza fermentáció cukrokkal, etilén-hidratálás és oxigéntartalmú vegyületek karbonilezése, -hidrogénezése{7}}.
Gabona fermentációs módszer
A gabonaerjesztés az etanol előállításának legkorábban kifejlesztett módja, és még mindig széles körben alkalmazzák, különösen az alkoholos italok gyártásában. Ennek a módszernek az alapelve, hogy egy fermentálószer hatására a glükóz (C6H12O6) biokémiai folyamatok során, például főzés és cukrosítás során etanollá alakul. Pontosabban, először egy cukrosító szert (például savakat vagy amilázkatalizátorokat) használnak a nyersanyagban lévő keményítő fermentálható cukrokká történő átalakítására, amelyeket aztán fermentáció útján etanol előállítására használnak fel. Az ipari gyakorlatban a keményítőt jellemzően keményítő-elcukrosító enzimekkel előkezelik a cukrosodás elérése érdekében, ami a későbbi fermentáció alapját képezi.
Etilén hidratálási módszer
Az alapvető szerves szintézis ipar rohamosan fejlődő igényeinek kielégítése érdekében elengedhetetlen az olcsó és széles körben elérhető nyersanyagok felhasználása az etanol előállításához. Iparilag a legfontosabb szintetikus út az etilén hidratálási módszere, amely abból áll, hogy az etilént vízzel kémiai módszerekkel reagáltatják etanol előállítására. Az ezzel a módszerrel előállított terméket általában szintetikus etanolnak nevezik, hogy megkülönböztessük a hagyományos fermentációs módszerekkel előállított fermentált etanoltól.
Karbonilezési redukciós módszer
A katalitikus rendszer fázisállapota alapján a metoxi-vegyületek karbonilezéses redukciójával etanol előállításának folyamata alapvetően két kategóriába sorolható: az egyik a hagyományos homogén katalitikus eljárás, a másik a 2017-ben iparosodott dimetil-éter heterogén karbonilezési redukciós eljárás. Bár a két katalitikus rendszer eltér egymástól, az első két reakciómechanizmus megegyezik, A metoxi-vegyületet karbonilezve acetilvegyületet állítanak elő, majd az acetilvegyületet redukálva etanolt és megfelelő melléktermékeket kapnak. Az első lépés, a C1 oxigén-tartalmú vegyületek szénláncának kiterjesztése C2 oxigén-tartalmú vegyületekre egy karbonilezési reakció révén, a kulcsa a teljes folyamatnak, és közvetlenül meghatározza az etanol előállításának műszaki és gazdasági megvalósíthatóságát különböző karbonilezési redukciós utakon keresztül.
Szingáz katalízis
Az etanol szintézisgázból történő közvetlen katalitikus előállítása a szén{0}}alapú etanolgyártás egyik fontos módja. Ez a technológia szintézisgázt (CO + H2) használ nyersanyagként, és katalizátor hatására irányítottan alakítja át alacsony szén-dioxid-kibocsátású kevert alkohollá, elsősorban etanollá. Alapvető technológiája a nagy teljesítményű katalizátorok fejlesztésében és kiválasztásában rejlik-. A szén-alapú szintézisgáz összetett összetétele miatt ez az eljárás magas követelményeket támaszt a katalizátor alkalmazkodóképességével, stabilitásával és anti-toxicitásával szemben. Ipari alkalmazásokban katalizátorokra van szükség a szén-monoxid konverzió és az etanol szelektivitás javítása érdekében.
Metil-acetátos hidrogénezés
Az elmúlt években a metil-acetát etanolos technológiává történő hidrogénezése nagy figyelmet kapott a kutatók részéről hazai és nemzetközi szinten egyaránt. A reakcióban használt katalizátorok alapvetően két kategóriába sorolhatók: az egyik a nemesfém{1}}alapú katalizátor, amelyet ruténium (Ru), ródium (Rh), palládium (Pd) és platina (Pt) képviselnek; a másik a nem-nemesfém rendszerek, amelyeket réz-alapú katalizátorok képviselnek.
