生物乙醇被认为是替代可再生能源的重要来源。本文对基于低共熔溶剂预处理的木质纤维素类生物质生产的生物乙醇进行了流程模拟、技术经济分析和生命周期评价,为生物乙醇发展提供相关理论基础。在流程模拟中,以稻草（50吨/小时）为原料,通过原料粉碎、预处理、酶水解发酵、废水处理和热电联产的技术路线生产主要产品生物乙醇和副产品木质素。流程模拟包含了预处理溶剂回收、洗涤剂回收、循环水利用和废弃物发电等多种技术手段保障后续经济性。从模拟结果得知,乙醇纯度95%以上。氯化胆碱/乳酸（摩尔比1:2）预处理的生物乙醇产量为0.21 t/t（稻草）,高于氯化胆碱/尿素（摩尔比1:2）预处理。对于不同温度下低共熔溶剂预处理,120℃时的生物乙醇产量是本研究中的最高值。20%固体负载的酸性低共熔溶剂预处理在生物质精炼中表现出更好的效果。此外,热电联产、高固体负载和低温预处理成为减少流程使用能量中的重要一环。在技术经济分析中,对生产生物乙醇的投资、运营费用进行了估算。结果显示,预处理的投资占比超过20%,对成本影响大。低共熔溶剂预处理工艺可以实现10年或更长时间的盈利期。折现现金流分析得知,氯化胆碱/乳酸预处理为2128.1美元/吨,比氯化胆碱/尿素预处理降低了25.8%以上。这与其他预处理结果相比,也有一定竞争性。在氯化胆碱/乳酸预处理中,敏感性分析表明,由于酶水解纤维素转化率、丙酮价格和乳酸价格的影响,乙醇最小销售价格分别波动23.4%、6.25%和5.31%。说明可以从酶水解效率、低价的高效洗涤剂和乳酸方面上获取更低的乙醇最小销售价格。热电联产、高固体负载预处理对降低乙醇最小销售价格也有积极影响。对氯化胆碱/尿素、氯化胆碱/乳酸和氢氧化钠预处理下生物乙醇生产流程进行了生命周期评价的研究。氯化胆碱/尿素、氯化胆碱/乳酸预处理下的净能量值均为负数（-4107023 MJ,-643449 MJ）。高固体负载预处理可以降低总净能量输入量。上述两种低共熔溶剂预处理净能量比和可再生性（0.00644和0.0412,0.00644和0.0414）远小于氢氧化钠预处理的1.01和1.2。而在以富木质素残渣供能为主的情况下,三种预处理下的可再生性均有提高。低共熔溶剂预处理的煤炭使用量高于碱法预处理1.93倍以上,造成CO2排放较高。在直接环境排放、环境影响类别和相对环境影响类别中,利用富木质素残渣供能还会降低生产生物乙醇对环境的影响。氢氧化钠预处理与温室气体排放相关的结果减少了33.3%以上。氯化胆碱/乳酸预处理在环境影响类别中更小。三种预处理得到的气候变化、臭氧消耗、化石消耗的变异系数均小于1%,具有较高的可信度。种植收获阶段对大多数影响类别的贡献较高。发酵效率和稻草利用率的提高会降低稻草输入量和气候变化。发酵效率在85%时,气候变化下降最明显。