目前世界上工业乙醇的生产主要以生物质发酵法为主，十分依赖粮食，生产成本高，产量受限。

2017年1月，全球首套煤制乙醇工业示范装置落地陕西榆林，该装置由中科院大连物理化学研究所和陕西延长石油集团共同开发，打通煤制乙醇全流程，并产出纯度99.71%的乙醇产品。该项目采用DMTE（二甲醚羰基化）法生产乙醇，充分利用丰富的煤炭资源，使得乙醇生产成本大大降低。利用煤基乙醇作为化工原料进行深加工，开发乙醇下游包括含氧化合物在内的各类高附加值化学品，或将煤基乙醇与化工产业链中的其他化工产品进行工艺耦合，开辟新的工艺路线具有重要意义。

本文中重点介绍了乙醇发生氧化、脱水、醚化、胺化、烷基化等化学反应所生成一系列产品，并介绍了这些产品技术近年来的研究进展和工业化情况，为研究者提供了新的思路和方向。

1.  氧化脱氢反应

乙醇可通过氧化反应生产乙醛，乙醛下游又可以生产丁二烯、1,3-丁二醇、丁醇等。

传统的乙醇氧化法是乙醇和空气的氧反应，存在设备腐蚀、分离能耗高以及催化剂寿命等问题，因此目前的研究多集中于开发更高选择性、更稳定且无需复杂预处理的催化剂，以及探索电催化等更温和的转化路径。Piriya等采用湿浸渍法制备了一种Cu/Mg-Al水滑石催化剂，研究了该催化剂用于乙醇氧化脱氢生成乙醛的反应，结果表明，Cu的加入增强了反应的催化活性，乙醇的转化率随着温度的升高增加，乙醛选择性降低。

除热催化反应外，近几年乙醇电催化氧化反应被更多研究者关注。华东交通大学王超等合成了一种PdCoNi/C-X合金催化剂，在电催化乙醇氧化反应中进行活性测试，结果表明，PdCoNi/C催化剂的质量活性为2.86 A/mg，是传统Pd/C催化剂的8.9倍，且经4000 s电流法测试，催化性能保持在85%，表明该催化剂对于乙醇电催化氧化反应具有高效稳定的催化性能。然而乙醇电催化氧化相比于热催化氧化，大型规模化装置较少，如果能实现乙醇电催化氧化规模化，将使乙醇氧化的生产成本进一步降低。

在装置工业化方面，乙醛的生产主要采用乙醇空气氧化法，国内有多套装置在运行，单套装置能力通常在3万吨/年以下。乙醇氧化脱氢制乙醛技术已完成中试，工业化装置尚未落地。

2.  脱水反应

2.1 乙醇脱水制乙烯

乙醇可通过脱水反应生成乙烯。在乙醇成本较低时，乙醇脱水制乙烯具有竞争力，可实现大规模工业化生产。

蒸气裂解的核心设备——裂解炉，其热量来源于燃料气，该过程产生大量的CO2，装置能耗较高。新的生产技术往往能从源头减少乙烯生产过程中CO2的排放。

乙醇经脱水反应即可生成乙烯，随着煤制乙醇产业的发展，在煤价低廉地区，乙醇脱水制乙烯经济上存在可行性。同时，乙醇脱水制乙烯过程中产生的CO2少，环境友好。且装置规模可以从几百吨到几十万吨范围内变化，投资灵活。利用乙醇脱水制乙烯正成为乙烯生产的新方向。

BP公司第一代乙醇脱水技术采用改性Al2O3催化剂，是一种传统且成熟的固体酸催化剂，具有成本低、易获得、活性高等特点。反应温度在350℃～450℃，但高温下副反应加剧容易使催化剂积碳（结焦）失活，需要频繁再生催化剂，影响装置连续运行。

2013年BP推出第二代乙醇脱水技术，该技术采用杂多酸催化剂，在160℃～270℃下催化乙醇脱水反应直接生成乙烯，反应全程乙烯选择性可达到99%。该技术的推出，实现了每生产1 kg乙烯减少3.7 kg CO2产出。

在催化剂研究方面，研究者们探索了多种γ-Al2O3改性方法，如利用非金属元素对Al2O3进行改性。在工业化发展方面，2025年，1000吨/年乙醇低温法脱水制乙烯工业中试装置建成开车，完成72 h标定考核，并通过中国石油与化学工业联合会科技成果鉴定。该技术催化剂由中科院大连化学物理研究所开发，工艺包由北京石油化工工程有限公司合作开发。现已完成10万吨/年工业化装置工艺包开发，为后续乙醇脱水制乙烯工业化奠定了基础。

2024年，新疆天业汇祥新材料有限公司10万吨/年乙醇脱水制乙烯装置设计完成。2025年6月实现一次投料开车成功，稳定产出纯度99.96%的乙烯产品，是目前国内建成的单套规模最大的乙醇脱水制乙烯装置。该装置由北京石油化工工程有限公司设计。

2.2 乙醇醚化

2.2.1 乙醇制备乙醚

目前工业上乙醚来源于乙烯水合制乙醇的副产物，该方法生产的乙醚选择性低，不是优良的乙醚生产方法。

乙醇脱水法也可用于生产乙醚。乙醇脱水法常用的催化剂为均相催化剂H2SO4溶液，乙醚具有较高收率，然而成本较高，且H2SO4溶液有腐蚀性，生成的产物和催化剂难以分离。目前采用固体酸催化剂作为乙醇脱水制乙醚催化剂，可以有效弥补均相催化剂H2SO4溶液的不足。

2.2.2 乙醇制备ETBE

利用甲醇制备得到的MTBE（甲基叔丁基醚）可添加到汽油中作为汽油调和组分，然而甲醇毒性较大，不利于工业生产，且对环境不利。利用乙醇制备得到的ETBE（乙基叔丁基醚）替代MTBE（甲基叔丁基醚），能有效减少有毒性致癌物的释放和对地下水的污染。

ETBE合成工艺中用到异丁烯作为原料，异丁烯成本较高、来源有限，以乙醇为原料制备ETBE反应过程中可先由乙醇制备异丁烯。首先，乙醇脱水制得乙烯；第二步乙烯二聚制备正丁烯；第三步正丁烯异构化制备异丁烯；第四步将生成的异丁烯再与乙醇进行耦合即可生成ETBE。ETBE仅使用乙醇作为原料经4步串联反应即可获得。上述4个反应均已发展为成熟的工业过程，如能研发出一种高效催化剂将乙醇转化为ETBE，可大大缩短反应进程，降低设备及操作投资，提高乙醇利用率，对于推进ETBE作为汽油调和组分在市场的广泛使用具有重要作用。此外，由乙醇和叔丁醇也可制备乙基叔丁基醚（ETBE）。

3.  胺化反应

3.1 乙醇制乙腈

乙醇氨化法由于工艺简单、投资较少、条件温和成为生产乙腈的主要工艺。乙醇氨化法是将乙醇脱氢，再进行氨化，过程副产氢气的同时无极毒物质生成，且乙腈收率较高，该工艺的关键在于催化剂的研发。

3.2 乙醇制乙基胺

近年来，乙基胺市场需求和生产规模发展迅猛，乙醇和氨气反应可以生产乙基胺，反应生成水，对环境友好，无污染，易实现清洁化生产。乙基胺包括一乙基胺、二乙基胺、三乙基胺。乙基胺产品市场容量较小，是医药中间体和农药中间体。N-乙基乙二胺是一种重要的有机合成原料和医药中间体，主要用于合成抗菌素、表面活性剂和农药等。研究表明，乙醇可在以Al2O3为载体的Cu-Mg催化剂作用下，和乙二胺高选择性地合成N-乙基乙二胺，且该催化剂具有良好的稳定性。

2025年6月，安徽碳鑫科技有限公司3万t/a乙基胺装置投产，采用中科院大连化学物理研究所的技术，通过一乙基胺和二乙基胺循环可以灵活调整产品中三乙基胺的占比，最高可以超过80%，产品质量分数均超过99.9%，污水排放达标，COD小于1 200×10-6，装置运行稳定。

4.  烷基化反应

4.1 乙醇制乙苯

乙醇和苯发生烷基化反应可生产乙苯，该技术成熟且成本相比于苯和乙烯烷基化反应生产乙苯来说，前者工艺更加简单，成本也较低，具有良好的工业化应用前景。

许多研究者采用引入非金属元素等方法对ZSM-5分子筛进行改性处理，以抑制催化剂催化乙醇生成甲苯、二甲苯。

4.2 乙醇制二乙苯

乙醇与乙苯在β沸石分子筛催化下可发生烷基化反应生成二乙苯。该反应温度在350℃～390℃，温度较高生成的副产物较多，因此影响产品纯度；且存在反应过程乙醇利用率和转化率低、催化剂寿命短等缺点。

5.  乙醇偶联制高碳醇

乙醇通过偶联反应可以生产C4～C12的高碳醇，开辟了乙醇深加工利用的新方向。高碳醇可用于生产多种精细化学品，例如洗涤剂、增塑剂、表活剂等。我国高碳醇消费处于较高水平，但高碳醇生产原料及生产技术限制了其生产，因此高碳醇大部分依赖进口。

乙醇偶联制备高碳醇反应过程涉及多个活性位点。首先由原料乙醇发生Guerbet反应生成丁醇，丁醇再发生偶联反应生成C6、C8、C10、C12+等高碳醇，该过程为阶梯生长过程。碳原子间的偶联是该反应的关键步骤，主要的活性位点为Lewis酸或Lewis碱性位点。

据介绍，目前国内乙醇偶联制高碳醇1000吨/年中试工作已完成，高碳醇收率高，丁醇收率可以灵活调节，经济效益好。2026年将有乙醇偶联制高碳醇工业化项目落地。

6.  乙醇精制

粗乙醇可用于生产无水乙醇，而无水乙醇可进一步脱除包括金属离子、水等在内的杂质得到精乙醇，又称电子级乙醇，其纯度可达到99.99%～99.999%（质量分数，下同）。电子级乙醇可经酯交换法生产碳酸酯类，电子级碳酸类作为锂电池电解液溶剂，随着锂电池的广泛应用，市场需求也越来越大，具有良好的应用前景。

随着电子级乙醇生产工艺的进步，使得高纯度电子级乙醇的生产成本相比于之前大幅降低，给电子级乙醇和电子级碳酸酯类产品企业提供了新的发展机遇。不仅可以为企业拓宽市场、提升效益，还可以解决在该领域依赖进口的难题。

7.  其  他

煤基乙醇生产过程中的中间产物乙酸甲酯，生产成本低。以乙酸甲酯为原料，下游可生产MMA（甲基丙烯酸甲酯）、三乙基胺、乙酸乙酯等产品。

8.  结语与展望

煤基乙醇合成技术的突破和工业化装置的陆续投产，促进了乙醇下游产业链的发展和工艺技术的革新。由乙醇可通过氧化脱氢、脱水、胺化、烷基化、偶联、精制等途径生产高附加值产品。这些高附加值产品市场好、价格昂贵，具有重要的生产价值，受到国内外研究者的广泛关注。目前的研究主要集中于催化剂研发和改进以及工艺技术的优化等方面，随着研究的深入，相信未来将研发出更多有价值的乙醇转化途径和新的工艺路线，开发出更多高端化学品，对于保障我国能源安全具有十分重要的意义。