پروپیلن اکساید نوعی مواد خام و واسطه شیمیایی مهم است که به طور گسترده در تولید پلی‌ال‌های پلی‌اتر، پلی‌ال‌های پلی‌استر، پلی‌اورتان، پلی‌استر، نرم‌کننده‌ها، سورفکتانت‌ها و سایر صنایع استفاده می‌شود. در حال حاضر، تولید پروپیلن اکسید عمدتا به سه نوع تقسیم می شود: سنتز شیمیایی، سنتز کاتالیزوری آنزیمی و تخمیر بیولوژیکی. این سه روش دارای ویژگی ها و دامنه کاربرد خاص خود هستند. در این مقاله، ما وضعیت فعلی و روند توسعه فناوری تولید اکسید پروپیلن، به ویژه ویژگی ها و مزایای سه نوع روش تولید را تجزیه و تحلیل خواهیم کرد و وضعیت چین را با هم مقایسه خواهیم کرد.

اول از همه، روش سنتز شیمیایی پروپیلن اکسید یک روش سنتی است که دارای مزایای تکنولوژی بالغ، فرآیند ساده و هزینه کم است. تاریخچه طولانی و چشم انداز کاربردی گسترده ای دارد. علاوه بر این، روش سنتز شیمیایی را می توان برای تولید سایر مواد خام و واسطه های شیمیایی مهم مانند اتیلن اکسید، بوتیلن اکسید و اکسید استایرن نیز مورد استفاده قرار داد. با این حال، این روش دارای معایبی نیز می باشد. به عنوان مثال، کاتالیزور مورد استفاده در فرآیند معمولا فرار و خورنده است که باعث آسیب به تجهیزات و آلودگی محیطی می شود. علاوه بر این، فرآیند تولید نیاز به مصرف انرژی و منابع آب زیادی دارد که این امر باعث افزایش هزینه تولید خواهد شد. بنابراین، این روش برای تولید در مقیاس بزرگ در چین مناسب نیست.

دوم اینکه روش سنتز کاتالیزوری آنزیمی روش جدیدی است که در سال های اخیر توسعه یافته است. در این روش از آنزیم ها به عنوان کاتالیزور برای تبدیل پروپیلن به اکسید پروپیلن استفاده می شود. این روش مزایای زیادی دارد. به عنوان مثال، این روش دارای نرخ تبدیل بالا و گزینش پذیری کاتالیزور آنزیمی است. آلودگی کم و مصرف انرژی کمی دارد. می توان آن را تحت شرایط واکنش خفیف انجام داد. همچنین می تواند با تغییر کاتالیزورها، سایر مواد خام و واسطه های شیمیایی مهم دیگر را تولید کند. علاوه بر این، این روش از ترکیبات غیر سمی زیست تخریب پذیر به عنوان حلال واکنش یا شرایط بدون حلال برای عملیات پایدار با کاهش اثرات زیست محیطی استفاده می کند. اگرچه این روش مزایای زیادی دارد، اما هنوز مشکلاتی وجود دارد که باید برطرف شوند. به عنوان مثال، قیمت کاتالیزور آنزیمی بالا است که هزینه تولید را افزایش می دهد. کاتالیزور آنزیمی به راحتی در فرآیند واکنش غیرفعال یا غیرفعال می شود. علاوه بر این، این روش در مرحله فعلی هنوز در مرحله آزمایشگاهی است. بنابراین، این روش قبل از اینکه بتوان آن را در تولید صنعتی به کار برد، برای حل این مشکلات نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری دارد.

در نهایت، روش تخمیر بیولوژیکی نیز روش جدیدی است که در سال های اخیر توسعه یافته است. در این روش از میکروارگانیسم ها به عنوان کاتالیزور برای تبدیل پروپیلن به اکسید پروپیلن استفاده می شود. این روش مزایای زیادی دارد. به عنوان مثال، این روش می تواند از منابع تجدیدپذیر مانند زباله های کشاورزی به عنوان مواد خام استفاده کند. آلودگی کم و مصرف انرژی کمی دارد. می توان آن را تحت شرایط واکنش خفیف انجام داد. همچنین می‌تواند با تغییر میکروارگانیسم‌ها، مواد خام و واسطه‌های شیمیایی دیگر را تولید کند. علاوه بر این، این روش از ترکیبات غیر سمی زیست تخریب پذیر به عنوان حلال واکنش یا شرایط بدون حلال برای عملیات پایدار با کاهش اثرات زیست محیطی استفاده می کند. اگرچه این روش مزایای زیادی دارد، اما هنوز مشکلاتی وجود دارد که باید برطرف شوند. به عنوان مثال، کاتالیزور میکروارگانیسم باید انتخاب و غربال شود. نرخ تبدیل و انتخاب کاتالیزور میکروارگانیسم نسبتا کم است. نیاز به بررسی بیشتر نحوه کنترل پارامترهای فرآیند برای اطمینان از عملکرد پایدار و راندمان تولید بالا است. این روش نیز قبل از اینکه بتوان آن را در مرحله تولید صنعتی به کار برد، نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری دارد.

در پایان، اگرچه روش سنتز شیمیایی دارای سابقه طولانی و چشم انداز کاربردی گسترده ای است، اما مشکلاتی از جمله آلودگی و مصرف بالای انرژی دارد. روش سنتز کاتالیزوری آنزیمی و روش تخمیر بیولوژیکی روش‌های جدید با آلودگی کم و مصرف انرژی اندک هستند، اما هنوز قبل از استفاده در مرحله تولید صنعتی به تحقیق و توسعه بیشتری نیاز دارند. علاوه بر این، برای دستیابی به تولید در مقیاس بزرگ پروپیلن اکسید در چین در آینده، باید سرمایه‌گذاری تحقیق و توسعه در این روش‌ها را تقویت کنیم تا قبل از تحقق تولید در مقیاس بزرگ، بازده اقتصادی و چشم‌انداز کاربردی بهتری داشته باشند.