目前工(gōng)業需(xū)求的所有脂肪(fáng)醇類中(zhōng)，隻有乙(yǐ)醇還是靠農産(chǎn)品的發酵來生産。2014年(nián)我國燃料(liào)乙(yǐ)醇(chún)産(chǎn)量合計(jì)221.4萬噸，主要由幾(jǐ)個農(nóng)産品發酵(jiào)廠來完成(chéng) 的。《可(kě)再生(shēng)能源中長(zhǎng)期發展規劃》中(zhōng)也明确提出(chū)，到2020年，燃料乙(yǐ)醇年(nián)利用(yòng)量将(jiāng)達到(dào)1000萬噸，按照目前(qián)情況(kuàng)，如果(guǒ)僅用(yòng)發酵方(fāng)式(shì)生産(chǎn)，那麽這個(gè)目标(biāo) 則很(hěn)難實現。

發酵法乙醇發展(zhǎn)受限

農(nóng)作物發(fā)酵法是乙醇(chún)的主要生産(chǎn)方法，占全(quán)球乙醇總(zǒng)産量的90%以上。

我(wǒ)國的糧食和飼(sì)料消費量都很大，因此燃料乙(yǐ)醇發展(zhǎn)最大的(de)障礙就是(shì)與人(rén)争糧和與畜争(zhēng)食。每生産1噸燃(rán)料乙醇約需3.5噸(dūn)糧食，盡管使用的是陳化糧，但也是對農用飼(sì)料的争奪(duó)。

雖然(rán)可以使用纖維(wéi)素類原(yuán)料(liào)生産(chǎn)乙醇(chún)，目前很多(duō)廠商也(yě)在(zài)開發(fā)纖維素酶解制(zhì)取乙(yǐ)醇，但是均沒有實現産業(yè)化。而(ér)且，其需要高(gāo)成(chéng)本的水解(jiě)酶或酸，廢(fèi)液産(chǎn)生量(liàng)十(shí)分(fèn)驚人(rén)，還有10%~40%的(de)木(mù)質素(sù)難以(yǐ)降解。因此(cǐ)發酵法乙醇未來将難(nán)以生存。

在這一背(bèi)景下(xià)，毫無疑(yí)問，發展(zhǎn)化學合成(chéng)乙醇(chún)很有必要。

化學(xué)合成(chéng)乙醇突破難

目前國内在建的(de)和新投産(chǎn)的化(huà)學合成乙(yǐ)醇裝置(zhì)都是以(yǐ)醋酸和醋酸甲(jiǎ)酯爲中間(jiān)物的路線。此外還有甲醇羰基合成(chéng)直接(jiē)合成乙醇(chún)、醋酸(suān)脫水制乙(yǐ)烯酮後加(jiā)氫、 二(èr)甲醚脫氫(qīng)制環(huán)氧乙(yǐ)烷後加氫(qīng)、甲醇同系(xì)化制(zhì)乙醇(chún)等工(gōng)藝路(lù)線。但(dàn)這(zhè)些工藝(yì)路線(xiàn)都(dōu)未(wèi)能實(shí)現工業化(huà)，其原因主要有以下(xià)幾方面：工(gōng)藝路線太(tài)長，導緻生(shēng)産成(chéng)本太(tài)高。 例如，醋(cù)酸和(hé)醋酸(suān)甲酯爲中(zhōng)間物(wù)的工(gōng)業路(lù)線太(tài)長，成本(běn)超過6000元(yuán)/噸，無法(fǎ)與糧食(shí)乙醇匹敵(dí)。轉化率或收率太低(dī)，一大堆(duī)副(fù)産品沒有辦法處理(lǐ)。例如，合成(chéng)低 碳混合醇路線有(yǒu)一半以(yǐ)上是其他醇類(lèi)，大部(bù)分(fèn)沒有出路(lù)。催化(huà)劑太貴(guì)或(huò)副産品太(tài)多。例(lì)如合(hé)成氣(co+h2)合成低碳(tàn)混合醇路(lù)線，用(yòng)铑催化(huà)劑(jì)太貴(guì)。催化劑(jì)毒(dú)性 太大，例(lì)如(rú)乙炔水(shuǐ)合法，用汞或镉(gé)催化劑(jì)對(duì)環境(jìng)的污(wū)染和(hé)對人(rén)體的毒害太大。工藝過(guò)程腐蝕(shí)性太(tài)強。如(rú)經c2h4合(hé)成乙醇的的(de)兩(liǎng)個方(fāng)法(fǎ)都(dōu)存在(zài)這個問(wèn)題。

這五(wǔ)方面最(zuì)終都可(kě)以歸納爲(wèi)催化(huà)劑的問題，幾十(shí)年來化學(xué)合成乙二醇(chún)的(de)催化(huà)劑在(zài)科研(yán)上都(dōu)沒有突破(pò)。如果(guǒ)有一種合(hé)适的(de)催化(huà)劑，從(cóng)合成(chéng)氣開始，一步合成乙醇(chún)，就完全(quán)可以将成(chéng)本控(kòng)制在(zài)4000元(yuán)/噸以下(xià)，不懼油價(jià)下跌(diē)，煤化工也就有(yǒu)了新出路，乙醇(chún)汽油(yóu)大規模使(shǐ)用也将成爲可能。

納米(mǐ)催化劑(jì)被寄厚望

近年(nián)來科學工(gōng)作者(zhě)在納米微(wēi)粒催(cuī)化劑的(de)研究方(fāng)面已取得一些結果(guǒ)，顯示了納(nà)米粒子催化劑的優越性。近期(qī)國内外催(cuī)化界(jiè)對納米催化劑(jì)的研(yán)究，值(zhí)得從事化學合成乙(yǐ)醇科研人員借鑒。

其中(zhōng)一個十(shí)分有意義的例子是甲烷氧化(huà)偶聯(lián)制(zhì)乙烯，這(zhè)是(shì)一個很簡單(dān)的反(fǎn)應。傳統(tǒng)的(de)乙烯生産方法(fǎ)是石腦(nǎo)油裂解，由于(yú)石腦油的(de)價格比較高，而(ér)國際上甲 烷的産量很高，人們(men)寄希(xī)望(wàng)于用甲烷做原(yuán)料(liào)來制(zhì)取乙(yǐ)烯。但(dàn)國内(nèi)科研單位曆(lì)經(jīng)十餘(yú)年的(de)努力(lì)，終因副反應複雜難(nán)以控制，收(shōu)率始終無法突(tū)破30%而(ér)告終。不久(jiǔ)前美(měi) 國siluria公(gōng)司借(jiè)助美國麻省理(lǐ)工學(xué)院研制的新(xīn)型納米線狀(zhuàng)催化(huà)劑，在甲烷(wán)氧化偶(ǒu)聯工藝(yì)上取得(dé)了突破。該催(cuī)化劑活性(xìng)提高了100多(duō)倍，可(kě)在低于傳統(tǒng)蒸汽 裂解法操作(zuò)溫度200℃～300℃的(de)情況下(xià)，在0.5～1.0mpa壓力下，高效催化甲(jiǎ)烷轉化(huà)成乙(yǐ)烯。

這(zhè)表明(míng)，目前(qián)使用傳統(tǒng)催化(huà)劑的(de)化工工藝(yì)正在受到(dào)納米催(cuī)化(huà)劑的(de)沖擊，化學合(hé)成(chéng)乙醇的(de)突破也(yě)應鎖(suǒ)定(dìng)納米催化劑。我們可以(yǐ)期待(dài)：從合成氣(qì)出發，在(zài)傳統 催(cuī)化劑的基(jī)礎上開發出(chū)納米催(cuī)化劑，有可能明(míng)顯縮短工藝流(liú)程，提高反應活(huó)性、轉化率和收(shōu)率。用(yòng)一個工藝(yì)上合理、經(jīng)濟上(shàng)合算(suàn)的工藝路(lù)線，實現合成(chéng)乙醇的煤化(huà)學 工(gōng)業化，來代替糧(liáng)食發酵得到的(de)燃料乙醇(chún)。

而要(yào)實現(xiàn)這些，我們(men)的科研人員應(yīng)盡快從成熟課(kè)題中(zhōng)突(tū)圍(wéi)出來(lái)，也就是說要'騰(téng)籠換鳥'，方(fāng)能'鳳凰涅槃'。需要從(cóng)研究(jiū)已久(jiǔ)的成熟課題上騰出(chū)一部分力量來(lái)，投入到(dào)尚(shàng)未工業化的工(gōng)藝路(lù)線中去(qù)。