Par hydratation catalytique directe de l’éthylène

La synthèse de l’éthanol par hydratation de l’éthylène repose sur la réaction suivante :

La variation d’enthalpie liée à cette réaction est Δ_R = − 43,4 kJ·mol^{−1 [4]}. Pour obtenir un rendement à l’équilibre satisfaisant (usuellement compris entre 7 et 22 %), cette réaction nécessite d’être catalysée. La majorité des catalyseurs décris dans la littérature technique présentent un caractère acide. On citera notamment l’acide phosphorique et l’acide silicotungstique. Ces catalyseurs imprègnent généralement un support poreux.

Le produit final de l’hydratation de l’éthylène est un mélange contenant entre 10 et 25 % d’éthanol en poids. Des distillations successives seront donc nécessaire pour obtenir un mélange plus concentré. Au final, les conditions optimales pour la réalisation de cette réaction d’hydratation dépendent grandement du catalyseur utilisé, des caractéristiques du réacteur et des qualités du produit de départ.

Par hydratation indirecte de l’éthylène

La production d’éthanol par hydratation indirecte de l’éthylène fait intervenir un mécanisme réactionnel plus complexe avec deux grandes étapes : un ensemble de réactions d’estérification puis d’hydrolyse. Ce procédé consomme des grandes quantités d’acide sulfurique et nécessite en entrée un mélange gazeux de bonne qualité.

Production d’éthanol à partir de la biomasse

Dans ce cas, on parle de bioéthanol. La majorité du bioéthanol produit aujourd’hui provient du traitement des plantes sucrières (betterave, canne à sucre, …) ou des céréales (maïs, blé, …).

D’autres filières existent cependant, notamment la production de bioéthanol (dit bioéthanol cellulosique) à partir de déchets végétaux (sciure de bois, paille de blé, …). Le procédé le plus élaboré dans ce domaine est actuellement celui développé par l’entreprise canadienne Iogen Corporation.