元素百科给大家介绍一下：目前工业所需的所有脂肪醇，只有乙醇还是靠农产品的发酵来生产的。2014年，我国燃料乙醇总产量为221.4万吨，主要由几家农产品发酵厂完成。《可再生能源中长期发展规划》还明确规定，到2020年，燃料乙醇年利用量将达到1000万吨。根据目前的情况，如果只通过发酵生产，这一目标将难以实现。
乙醇发酵法有限
作物发酵法是乙醇的主要生产方法， 占全球乙醇总产量的90%以上。中国的粮食和饲料消费量非常大，因此燃料乙醇发展的最大障碍是与人和牲畜竞争。每吨燃料乙醇大约需要3.5吨粮食。虽然使用陈化粮，但也是对农业饲料的竞争。
虽然乙醇可以用纤维素原料生产， 目前，许多制造商也在开发纤维素酶解制备乙醇，但尚未实现工业化。而且，它需要高成本的水解酶或酸， 废液的产量非常惊人， 还有10%~40%的木质素难以降解。因此，乙醇在未来将难以生存。毫无疑问，化学合成乙醇的发展是必要的。
化学合成乙醇难以突破
目前，我国正在建设和新生产的化学合成乙醇装置以醋酸和醋酸甲酯为中间路线。此外，还有甲醇基合成直接合成乙醇、醋酸脱水乙烯酮后加氢、二甲醚脱氢环氧乙烷后加氢、甲醇同系化乙醇等工艺路线。但这些工艺路线尚未工业化，主要原因如下：
工艺路线过长，导致生产成本过高。例如，醋酸和醋酸甲酯作为中间物的工业路线太长，成本超过6000元/吨，无法与粮食乙醇相媲美。转化率或收率过低，很多副产品无法处理。比如合成低碳混合醇路线有一半以上是其他酒精，大部分都没有出路。催化剂太贵或副产品太多。例如合成气（CO H2)用铑催化剂合成低碳混合醇路线太贵。催化剂毒性过大，如乙炔水合法，汞或镉催化剂对环境污染和人体毒性过大。工艺过程腐蚀性太强。例如，C2H4合成乙醇的两种方法都存在这个问题。
这五个方面最终可以概括为催化剂的问题。几十年来，化学合成乙二醇的催化剂在科学研究上没有突破。如果有合适的催化剂，从合成气开始，一步合成乙醇，成本可以控制在4000元/吨以下。如果不怕油价下跌，煤化工就会有新的出路，乙醇汽油也有可能大规模使用。
纳米催化剂寄予厚望
近年来，科学家们在纳米颗粒催化剂的研究中取得了一些成果，显示了纳米颗粒催化剂的优势。最近，国内外催化剂行业对纳米催化剂的研究值得从化学合成乙醇研究人员那里学习。
甲烷氧化偶联制乙烯是一个非常有意义的例子，这是一个非常简单的反应。传统的乙烯生产方法是石脑油裂解。由于石脑油的价格相对较高，甲烷在世界上的产量非常高，人们希望用甲烷作为生产乙烯的原料。然而，经过十多年的努力，国内科研单位最终以复杂的副作用难以控制，收率无法超过30%而告终。不久前，在麻省理工学院开发的新型纳米线性催化剂的帮助下，美国Siluria在甲烷氧化偶联技术上取得了突破。催化剂的活性提高了100多倍，低于传统蒸汽裂解法的200℃～在0.550℃的情况下，300℃～在1.0MPa的压力下，高效催化甲烷转化为乙烯。
这表明，目前使用传统催化剂的化学工艺正受到纳米催化剂的冲击，化学合成乙醇的突破也应锁定纳米催化剂。我们可以期望在传统催化剂的基础上开发纳米催化剂，可以显著缩短工艺流程，提高反应活性、转化率和收率。以合理经济的工艺路线，实现合成乙醇的煤化工产业化，取代粮食发酵获得的燃料乙醇。
为了实现这一点，我们的研究人员应该尽快突破成熟的课题，也就是说，“鸟笼”，可以“凤凰涅盘”。我们需要从长期研究的成熟课题中腾出一些力量，投资于尚未工业化的工艺路线。
责任编辑：qxl
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