اکسید پروپیلن نوعی ماده اولیه و واسطه شیمیایی مهم است که به طور گسترده در تولید پلی ال های پلی اتر، پلی ال های پلی استر، پلی اورتان، پلی استر، نرم کننده ها، سورفکتانت ها و سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر، تولید اکسید پروپیلن عمدتاً به سه نوع تقسیم می شود: سنتز شیمیایی، سنتز کاتالیزوری آنزیمی و تخمیر بیولوژیکی. این سه روش ویژگی ها و دامنه کاربرد خاص خود را دارند. در این مقاله، وضعیت فعلی و روند توسعه فناوری تولید اکسید پروپیلن، به ویژه ویژگی ها و مزایای سه نوع روش تولید را تجزیه و تحلیل کرده و وضعیت را در چین مقایسه خواهیم کرد.

اول از همه، روش سنتز شیمیایی اکسید پروپیلن یک روش سنتی است که مزایای فناوری بالغ، فرآیند ساده و هزینه کم را دارد. این روش سابقه طولانی و چشم‌انداز کاربرد گسترده‌ای دارد. علاوه بر این، روش سنتز شیمیایی می‌تواند برای تولید سایر مواد اولیه و واسطه‌های شیمیایی مهم مانند اکسید اتیلن، اکسید بوتیلن و اکسید استایرن نیز مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، این روش معایبی نیز دارد. به عنوان مثال، کاتالیزور مورد استفاده در این فرآیند معمولاً فرار و خورنده است که باعث آسیب به تجهیزات و آلودگی محیط زیست می‌شود. علاوه بر این، فرآیند تولید نیاز به مصرف انرژی و منابع آب زیادی دارد که هزینه تولید را افزایش می‌دهد. بنابراین، این روش برای تولید در مقیاس بزرگ در چین مناسب نیست.

دوم، روش سنتز کاتالیزوری آنزیمی، روشی جدید است که در سال‌های اخیر توسعه یافته است. این روش از آنزیم‌ها به عنوان کاتالیزور برای تبدیل پروپیلن به اکسید پروپیلن استفاده می‌کند. این روش مزایای زیادی دارد. به عنوان مثال، این روش نرخ تبدیل بالا و گزینش‌پذیری کاتالیزور آنزیمی بالایی دارد؛ آلودگی کم و مصرف انرژی کمی دارد؛ می‌توان آن را در شرایط واکنش ملایم انجام داد؛ همچنین می‌توان با تغییر کاتالیزورها، سایر مواد اولیه شیمیایی مهم و واسطه‌ها را تولید کرد. علاوه بر این، این روش از ترکیبات غیرسمی زیست‌تخریب‌پذیر به عنوان حلال‌های واکنش یا شرایط بدون حلال برای عملیات پایدار با کاهش تأثیر زیست‌محیطی استفاده می‌کند. اگرچه این روش مزایای زیادی دارد، اما هنوز مشکلاتی وجود دارد که باید حل شوند. به عنوان مثال، قیمت کاتالیزور آنزیمی بالا است که هزینه تولید را افزایش می‌دهد؛ کاتالیزور آنزیمی به راحتی در فرآیند واکنش غیرفعال یا غیرفعال می‌شود. علاوه بر این، این روش در حال حاضر هنوز در مرحله آزمایشگاهی است. بنابراین، این روش قبل از اینکه بتواند در تولید صنعتی به کار گرفته شود، نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری برای حل این مشکلات دارد.

در نهایت، روش تخمیر بیولوژیکی نیز روش جدیدی است که در سال‌های اخیر توسعه یافته است. این روش از میکروارگانیسم‌ها به عنوان کاتالیزور برای تبدیل پروپیلن به اکسید پروپیلن استفاده می‌کند. این روش مزایای زیادی دارد. به عنوان مثال، این روش می‌تواند از منابع تجدیدپذیر مانند ضایعات کشاورزی به عنوان مواد اولیه استفاده کند؛ آلودگی کم و مصرف انرژی کمی دارد؛ می‌تواند در شرایط واکنش ملایم انجام شود؛ همچنین می‌تواند با تغییر میکروارگانیسم‌ها، سایر مواد اولیه شیمیایی مهم و واسطه‌ها را تولید کند. علاوه بر این، این روش از ترکیبات غیرسمی زیست‌تخریب‌پذیر به عنوان حلال‌های واکنش یا شرایط بدون حلال برای عملیات پایدار با کاهش تأثیر زیست‌محیطی استفاده می‌کند. اگرچه این روش مزایای زیادی دارد، اما هنوز مشکلاتی وجود دارد که باید حل شوند. به عنوان مثال، کاتالیزور میکروارگانیسم باید انتخاب و غربالگری شود؛ نرخ تبدیل و گزینش‌پذیری کاتالیزور میکروارگانیسم نسبتاً کم است؛ باید بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد که چگونه پارامترهای فرآیند را کنترل کنیم تا عملکرد پایدار و راندمان تولید بالا تضمین شود؛ این روش همچنین قبل از اینکه بتواند در مرحله تولید صنعتی اعمال شود، نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری دارد.

در نتیجه، اگرچه روش سنتز شیمیایی سابقه طولانی و چشم‌انداز کاربرد گسترده‌ای دارد، اما مشکلاتی مانند آلودگی و مصرف انرژی بالا را نیز به همراه دارد. روش سنتز کاتالیزوری آنزیمی و روش تخمیر بیولوژیکی روش‌های جدیدی با آلودگی کم و مصرف انرژی کم هستند، اما هنوز هم قبل از اینکه بتوانند در مرحله تولید صنعتی به کار گرفته شوند، نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری دارند. علاوه بر این، برای دستیابی به تولید گسترده اکسید پروپیلن در چین در آینده، باید سرمایه‌گذاری تحقیق و توسعه در این روش‌ها را تقویت کنیم تا بتوانند قبل از تحقق تولید در مقیاس بزرگ، از راندمان اقتصادی و چشم‌انداز کاربرد بهتری برخوردار باشند.