全球规模最大煤基乙醇工业化项目在陕正式建成，将会发挥哪些作用？
据媒体报道，全球规模最大的煤基乙醇工业化项目已经正式在陕西榆林榆神工业园建设成功，这项以69.8亿投资所建成的工业项目是自2017年之后全球首个10万吨的示范型项目，他的成功更是引起了无数人的注意。此个项目建成无疑会让以往以煤炭为主的能源结构进行改革，极大范围的为国家的工程项目提供能源。
众所周知，乙醇虽是一项最基础的化学品，但也是最重要的，它也是用来生产乙醛，乙醇等世界公认的优良汽油添加剂，它的作用可以说是非常之大，无论是染料洗涤剂还是各种制品，都是设计层面非常之广的。遗忘的乙醇都是一颗粮食的生物物质作为原料用来制备，这种制备所花费的成本十分之高。
而且在对于我国现在这种人多地少的现实情况来说，是非常不适合被用于广泛推广的。但是煤基乙醇工业化的开展就极大程度上的减缓了这种情况，同时也对这种工业提供了更为重要的战略发展前景。据专家介绍，这种碳基乙醇工业化项目可以使以往以3:1粮食和乙醇的比例变成现在可以直接节约150万吨的现象，这种项目的建成，极大程度上保证了我国的可持续发展，也是对我国的能源安全和粮食生产极具非常重要的战略意义。
并且同时这种能源也可以极大程度上应用于其他层面，对于我国的工业发展也有了一定的能源基础支持，我国的可持续发展战略也在不断实施，对于我国未来在科技以及世界各个层面上的进步也是非常重要的一步。同时这种技术也是在不断的推进煤炭清洁的作用，同时也高效的把能源进行循环利用，绿色发展战略也是在体现其中打造最终产业链的新型发展，也是一种世界的新型发展战略，为以后的世界发展提供了一个走向。
1.较为迷茫的技术：煤制乙醇技术。目前有人在中试。一征碳税就太贵。可能较难
2.有希望普及的：煤制乙二醇技术，目前有十几家煤化工企业正在投资建设煤制乙二醇项目建设，部分已投产。就目前来看效益尚不好定论，预计到2013年底产能接近乙二醇总产能的10%左右，打破长期贸易壁垒。
3.战略意义大于经济效益的：煤制油技术，成本较高，生产工艺不成熟，催化剂性能不太好，目前还不能解决连续生产问题。
工业上可以利用乙烯和水在催化剂作用下直接合成酒精。
制备原料有淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶，衍生产品为盐酸乙醇液、二硫化硒、环氧乙烷、对二乙基苯、联苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三联苯、乙醛、甲醛、乙醇钠、乙醚、乙酸乙酯、乙醇（无水）、复盆子酮等。
工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇：
1、发酵法
糖质原料（如糖蜜、亚硫酸废液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高梁等）发酵；
发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。
发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。
发酵液中的质量分数约为6%~10%，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95%的工业乙醇。
2、乙烯水化法
乙烯直接或间接水合。
乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：
CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH
（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）
此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。
3、煤化工
工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得，而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术，将煤转化为合成气，直接或者间接的合成乙醇。
4、联合生物加工
利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。然而由于各种原因，一般的发酵法生产乙醇成本较高，乙醇生产难以规模化。联合生物加工技术，一体化程度高，能有效降低生产成本，未来发展前景广阔。
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H─OH→C2H5OH（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。3.煤化工工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得，而适合我国国情的技术就是利用煤化工技术，将煤转化为合成气，直接或者间接的合成乙醇。
液氢气
提取还比较困难，保存液很困难，危险！不过这种能源比较卫生。
太阳能
不稳定，运用范围较小，建筑占地面积大；优点是清洁、纯天然、长久等等。
风能
也是一样不稳定，使用范围小，难以控制，效率低；优点是清洁、长久取之不尽等。
核能
危险、难以控制、为例太大、废料难以处理、保存困难；优点是效率高，功能时间久、能量高等等。
2、
我认为未来可能会在生物能方面运用较广，现在已经有研究生物电能等方面的东西。还有远地太阳风能、地球运动能（包括自传、公转、地心运动、板块运动、水体运动等）、宇宙辐射能；还有宇宙中本身存在巨大的能量，这一点尼古拉特斯拉可以证实，那些能量取之不尽用之不竭，绝对是好的选择。
以惠生工程和天大共同研发的合成气制乙二醇技术为例，合成气制乙二醇技术主要包括以下特点：
⑴ 拥有完善的合成气制乙二醇物性数据库；
⑵ 草酸酯合成工艺实现封闭循环，亚硝酸酯回收率高，物耗低；
⑶ 新型CO偶联催化剂体系开发，适应更宽工艺条件、催化剂成本大幅降低；
⑷ 绿色、高效、长寿命草酸酯加氢催化剂的成功开发；
⑸ 草酸酯合成、草酸酯加氢反应器及其工艺；
⑹ 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案；
⑺ 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发（煤制燃料乙醇、碳酸二甲酯及碳酸二苯酯等）。
乙醇是常用的燃料、溶剂和消毒剂，也用于制取其他化合物。工业酒精含有少量甲醇，医用酒精是浓度为75%左右的乙醇。
乙醇制备
工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇：
1、发酵法
糖质原料（如糖蜜、亚硫酸废液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高粱等）发酵；
发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。
发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。
发酵液中的质量分数约为6%~10%，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95%的工业乙醇。
2、乙烯水化法
乙烯直接或间接水合。
乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：
CH2═CH2+ H─OH→C2H5OH
（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）
此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。
3、煤化工
工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得，而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术，将煤转化为合成气，直接或者间接的合成乙醇。
4、联合生物加工
利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。然而由于各种原因，一般的发酵法生产乙醇成本较高，乙醇生产难以规模化。联合生物加工技术，一体化程度高，能有效降低生产成本，未来发展前景广阔。
5、合成法
以乙烯为原料生产乙醇。该法生产的乙醇中夹杂着异构高碳醇，对人有麻痹作用，不宜做食品、饮料、医药和香料等。
6、分批萃取精馏法
乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这2 种分离方法多以连续操作的方式出现。
7、分子筛固定床吸附法（简称分子筛法）
分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料，在无水乙醇制备和其他共沸混合物分离过程中无需添加第三组分,生产过程几乎无毒害三废排放；共沸法牵涉到苯、环已烷等高毒性的第三组分。工艺简单可靠、产品质量优，是一种环保、节能型工艺。
燃料乙醇，又叫生物乙醇，是指通过生物处理过程得到的乙醇。如今乙醇已有95%是生物乙醇，只有5%是由原油、天然气或煤炭生产的。目前，乙醇生产主要以淀粉类（粮食作物为主，如玉米、木薯等）和糖类（如甘蔗、甜菜等）作为发酵原料，采用微生物法发酵生产乙醇技术已成熟，但是高昂的原料成本使粮食发酵生产乙醇的工业应用受到限制，同时存在与人争粮或与粮争地等弊端，因此寻找新的原料势在必行。
纤维素（cellulose）是地球上最丰富的可再生资源，据测算年总产量高达1500×108t，其中蕴储着巨大的生物质能。我国每年作物秸秆（如稻草、麦秆等）的产量可达7×108t左右（相当于5×108t标煤）。纤维素是一种多糖物质，每个纤维素大分子是由n个葡萄糖残基（葡萄糖酐），彼此以1-4甙键（氧桥）联结而形成的。如图16.1所示。
图16.1 纤维素结构示意
纤维素在常温下不发生水解，高温下水解也很缓慢。只有在催化剂的作用下，纤维素的水解反应才显著进行，常用的催化剂是无机酸或纤维素酶。纤维素酶在生物乙醇转化过程中起着非常重要的作用，可将纤维素、半纤维素水解成葡萄糖，为转化为乙醇提供丰富的底物；自然界中的酵母和少数细菌能够在厌氧条件下发酵葡萄糖生成乙醇。其中，纤维素酶水解方程式如下（牟晓红，2009）：
木霉生物学
利用纤维素酶将天然纤维素降解成葡萄糖的过程中，必须依靠纤维素酶的3种组分协同作用完成，即纤维素大分子首先在内切型-β-葡聚糖酶（EC3.2.1.4，也称Cx酶、CMC酶、EG）和外切型-β-葡聚糖酶（EC3.2.1.91，也称Cl酶、纤维二糖水解酶或CBH）的作用下降解成纤维二糖，再进一步在纤维二糖酶（EC3.2.1.21，也称β-葡萄糖苷酶或CB）作用下生成葡萄糖。
目前，国内外以植物纤维素为原料生产燃料乙醇的各种工艺中，主要有四种糖化发酵工艺，分别是分段糖化与发酵（SHF）、同步糖化发酵（SSF）、同步糖化共发酵（SSCF）和联合生物加工工艺（CBP）。SSCF工艺可以在同一发酵罐中同时进行纤维素酶水解和C5糖和C6糖的发酵，该工艺不仅有利于缓解葡萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用，节省设备投资，还有利于发酵液中乙醇的积累，提高发酵液中最终的乙醇浓度，降低乙醇回收单元中乙醇蒸馏的能耗，大幅度降低生产成本。利用纤维素生产生物乙醇的同步糖化共发酵过程图如图16.2（Carlos Sáez，2000）。
许多微生物都会产生纤维素酶，但最适合于水解纤维素的酶来自于木霉。T.reesei是世界上研究和应用最广泛的纤维素酶工业微生物，它的优点在于它的酶系纤维素酶活性高并且能生产大量的胞外蛋白，它的酶系中60%以上的蛋白是外切酶（CBH），对于结晶性纤维素有很强的降解能力。
图16.2 纤维素原料生产乙醇示意
1998年，南京林业大学在黑龙江建成了完整的植物纤维生产燃料乙醇中试生产线，该生产线日处理农林植物纤维5t（日产乙醇0.8t）。风干植物纤维经蒸汽爆破预处理，纤维素酶制备所用菌株是T.reesei和酵母菌NL05，纤维素酶的制备在20m3的生物反应器中进行，T.reesei以汽喷料为碳源，在一定的搅拌速度和通风量下合成纤维素酶，完成一个产酶周期后酶液用于剩余汽喷料的水解。植物纤维的酶水解在2台32m3的反应器中进行，每天取汽喷料的10%用于纤维素酶的制备，产生的纤维素酶酶解剩余90%的汽喷料。酶解温度（50±1）℃、酶解初始 pH 值4.80。戊糖己糖同步乙醇发酵菌株是毕赤酵母NL02，酶水解液的乙醇发酵在一台5m3的发酵罐中进行。植物纤维汽喷料在纤维素酶的作用下降解成单糖后，经过压滤和洗涤得到一定浓度的水解糖液，水解糖液中的戊糖和己糖被酵母在限制性供氧条件下同步发酵成乙醇。
美国能源部与诺维信合作，投资3000万美元进行纤维素水解酶的开发，研究将玉米秸酶解成糖，再发酵制乙醇；还与DOE合作建设年处理玉米秸200t、生产燃料乙醇6900gal的中试装置，其生产技术分以下几步：先将玉米秸粉碎，用1.1%硫酸预处理；然后加木霉纤维素酶糖化36 h，使纤维素90%转化成葡萄糖；将糖浆冷却至41℃，连续发酵得到浓度为7.5%的乙醇；经蒸馏分子筛吸附脱水，生成99.5%乙醇，废渣经干燥用作燃料。
另外，Stevenson等（2002）报道了利用木霉直接发酵纤维素生产乙醇的方法，这更扩展了木霉发酵生产乙醇的途径。他们从牛粪中分离到一株木霉菌A10，该菌株在厌氧条件下可以将纤维素或者糖类物质直接转化为乙醇，在纤维素含量为50g/L的MM培养基中厌氧培养，乙醇产量为0.4mg/L，通过优化培养条件，采取分阶段预培养和深层厌氧培养后乙醇产量可达2g/L，以葡萄糖作为碳源乙醇产量最高可达5g/L，但以木糖作为碳源，乙醇产量最低。
