目(mù)前工業需求的所有脂肪醇類中，隻(zhī)有乙醇還是靠農産品的發酵來生産。2014年我國燃料乙醇産量合計221.4萬噸(dūn)，主要(yào)由幾個農産品發酵廠來完成 的。《可再生能源中長期發展規劃》中(zhōng)也明确提出，到2020年，燃料乙醇年利用量将達到1000萬噸，按(àn)照(zhào)目前情況，如果僅用(yòng)發酵(jiào)方式生産，那麽這個目标 則很難實(shí)現。
發酵法乙醇發展受限
農作物發(fā)酵法是乙醇的主要生産(chǎn)方法，占全球乙醇總産量的90%以上。
我國的糧食和飼料消費量都很大，因此燃料乙(yǐ)醇發展(zhǎn)最大的障礙就是(shì)與人争糧和與畜(chù)争(zhēng)食。每生産1噸燃(rán)料乙醇約(yuē)需3.5噸糧食，盡管使用的是陳化糧，但也是對農用飼(sì)料的争(zhēng)奪。
雖然可以使用纖維素類原料生産(chǎn)乙醇，目前很多(duō)廠(chǎng)商也在開發(fā)纖維素酶解制取乙醇(chún)，但是均沒有實現産業化。而且，其需要高成本的水解酶或酸，廢液産生(shēng)量十(shí)分驚人，還有10%~40%的木質素難以降解。因此發酵法乙醇未來将難以生存。
在這一背景下，毫無疑問，發展化學合成乙(yǐ)醇很有必要。
化學(xué)合成乙醇突破難
目前國(guó)内在建的和(hé)新投産的化學合成乙(yǐ)醇裝置都是以醋酸和醋酸甲酯爲中間(jiān)物的路線。此外還有甲醇羰基合成直接(jiē)合成乙(yǐ)醇、醋酸脫水制乙烯酮後(hòu)加氫、 二甲醚脫氫制環氧乙烷後加氫、甲醇同(tóng)系(xì)化制乙醇等工藝路(lù)線。但這些工藝路線都未能實現工業化，其原因主要有以下(xià)幾方面：工藝路線太長，導緻生(shēng)産成本太高。 例如，醋酸(suān)和醋酸甲酯爲中間物的工(gōng)業路線太長，成本超過6000元/噸，無法與糧食(shí)乙(yǐ)醇匹敵。轉化率或收(shōu)率(lǜ)太低(dī)，一大堆副産品沒有辦法(fǎ)處理。例如，合成(chéng)低 碳混合醇路線有一半以上(shàng)是其他醇類，大部分(fèn)沒有出路。催化(huà)劑太貴或副(fù)産品太(tài)多。例如合成氣(CO+H2)合成低碳混合醇路線，用(yòng)铑催(cuī)化(huà)劑太貴。催化劑毒性 太大，例如乙炔水合法，用汞或镉催化劑對環境的污染和(hé)對人體的毒害太大。工藝(yì)過程腐蝕性太(tài)強。如經C2H4合成乙醇的(de)的兩個方法都存在這個問題。
這五方面最終都可以歸(guī)納爲催化劑的問題，幾十年來化學合成乙二醇的催化(huà)劑在科研上都沒有突破。如果(guǒ)有一種合适的催化劑，從(cóng)合成氣開始，一步合成乙醇，就完全(quán)可以将成本控制在4000元/噸以下，不懼油價(jià)下跌，煤化工也就有(yǒu)了新出路，乙醇汽油大規模使用也将成爲可能。
納米催(cuī)化劑被寄厚望
近年來科學工作者(zhě)在納米(mǐ)微粒催化(huà)劑的研究方面已取得一些結果，顯示了納(nà)米粒子催化劑的優越(yuè)性。近期國内(nèi)外催化界對納米催化劑的研究(jiū)，值(zhí)得從事化學(xué)合成乙醇科研人員借鑒。
其中一個十分有意義的例子是甲烷氧化偶聯(lián)制乙(yǐ)烯，這是一個很簡單的反應。傳統的乙烯生産方法(fǎ)是石腦油(yóu)裂解，由于石腦油的(de)價格比較(jiào)高，而(ér)國際上甲 烷的産(chǎn)量很高，人們寄希(xī)望于用甲烷做原料來制取乙烯。但國内(nèi)科研單位曆(lì)經十餘(yú)年的(de)努力，終因副反應複(fú)雜難(nán)以控制，收(shōu)率始終無法突破30%而告終。不久前美 國Siluria公司借(jiè)助美國麻省理工學院研制的新型納米線狀催化劑(jì)，在甲烷氧化偶聯工藝上取得了突破。該催(cuī)化(huà)劑活性(xìng)提高(gāo)了100多倍，可在低于傳統蒸汽(qì) 裂解法操作溫(wēn)度200℃～300℃的情況下，在0.5～1.0MPa壓(yā)力下，高效催化甲烷轉化(huà)成乙烯。
這表明，目前使用傳統催化劑的化工工藝正在受到納米催化劑的沖擊，化學合成乙醇的突破也應(yīng)鎖定納米催化劑。我(wǒ)們可以期待：從合成氣(qì)出發，在傳統 催化劑的基(jī)礎上開發(fā)出納(nà)米催化劑(jì)，有(yǒu)可能明顯縮短工(gōng)藝流程，提高反應活性、轉(zhuǎn)化率(lǜ)和收率。用一個工藝上合理、經(jīng)濟上合算的工藝路線，實現合成乙醇的(de)煤化學 工業化，來代替糧食發酵得到的(de)燃料乙醇。
而要實現這些，我們的科研人(rén)員應盡快從(cóng)成熟課題中突圍出來，也就是說要'騰(téng)籠換鳥'，方能'鳳凰涅槃'。需要從研究已久的成熟課(kè)題上騰出一部分力量來，投入到尚(shàng)未工業(yè)化的(de)工藝路線中去。
