1.1.1 乙醇生产的意义

乙醇是一种低链醇，可以部分替代柴油来操作压缩点火发动机。它的可再生来源和氧化结构使乙醇成为内燃机的候选燃料。乙醇作为一种燃料的主要缺点是它的低热值、粘度、润滑性、十六烷值以及混合柴油时的有限混溶性。添加剂可以提高它的溶解度，尽管增加了成本。在目前的研究中，蓖麻油被建议作为添加到乙醇柴油混合燃料的附加组件。蓖麻油和它的种子不适合作为人类和动物的食物，因此避免了使用土地作为食物或能源的可能的冲突，因为食用油/种子的使用。在蓖麻油酸中存在羟基，增加了这种油的极性，增强了乙醇柴油的混溶性。

在SI引擎中增加压缩比以提高热效率和发动机输出功率，这是已知的，会导致更高的压力和温度的空气/燃料混合物在气缸内，从而也导致发动机爆震问题。由于乙醇的辛烷值比汽油高，所以在SI引擎中使用它作为替代燃料会降低发动机爆震的风险。其次，乙醇的高氧含量是影响乙醇/汽油混合物不完全燃烧产物发动机气缸内进一步氧化的参数。在这些条件下，可以通过使用乙醇/汽油混合燃料来减少SI发动机中一氧化碳和未燃烧碳氢化合物的排放，而这种减少与混合物中含氧量的增加有关。事实上，乙醇/汽油混合物比纯汽油提供更多的氧气，在这些燃料稀薄的条件下，乙醇分子中的高含氧量改善了燃烧室内燃料丰富区域CO和HC的氧化，从而保证了更彻底的燃烧。由于乙醇含有的碳原子比汽油少，乙醇/汽油混合燃料的碳排放量也较低。因此，乙醇/汽油混合物可能产生低排放水平的二氧化碳，这是道路运输排放的主要温室气体(GHG)。最后，由于乙醇的汽化和火焰传播速度高于汽油，在汽油混合燃料中使用乙醇可以保证更高的体积效率和更快的燃烧。

近年来，乙醇作为常规液体燃料的添加剂，甚至作为一种可替代的清洁燃料，已经吸引了科学家和商业者们的注意。掺乙醇的汽油被广泛用于发动机。乙醇添加到汽油中可以促进燃料的整体辛烷值，同时也可以减少颗粒物的排放和CO。研究对柴油的乙醇加成，对燃料经济性有积极的影响。

乙醇的相对较高的能量密度使它更有吸引力，作为一种清洁燃料。使用来自生物来源的乙醇燃料可以减轻化石燃料的压力，减少二氧化碳排放到大气中。然而，乙醇作为燃料的广泛使用可能会增加醛的排放，这可能会导致健康风险。

目前来说，燃料乙醇的发展可以推动农业的发展。在过去的几十年里，汽车工业对乙醇燃料产生了巨大的推动作用。虽然这不是一个新概念，事实上，自机械推动运输的开始以来，乙醇燃料一直在被推行中。

2004年，交通运输占全球温室气体排放量的23%，道路交通工具约占全球温室气体排放量的四分之三左右。而原油能源的短缺也是目前的一大问题，这就迫使人们必须寻求新的清洁能源来替代原油能源。

（1） 缓解能源短缺的问题

目前化石燃料的短缺问题大家有目共睹，能源的短缺必须找出其替代方法，特别是汽油的用量特别大，目前乙醇与汽油混合使用已经有大部分地区在使用了。

（2） 缓解环境污染问题

乙醇燃料的使用大大的缓解了温室效应所带来环境[2]问题，包括气温升高和气候恶化等。

1.1.2 乙醇生产的发展

20世纪30年代以前，发酵法是乙醇的唯一工业生产方法。随着石油化工的迅速发展，合成法乙醇的产量越来越大。但合成法乙醇中夹杂的异构高碳醇，对人的高级神经中枢的麻痹作用，不适宜用作饮料、食品、医药及香料等。因此，即使在石油化工发达的国家，发酵法乙醇仍然占有一定的比例。