Το προπυλενοξείδιο είναι ένα είδος σημαντικής χημικής πρώτης ύλης και ενδιάμεσων προϊόντων, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή πολυαιθερικών πολυολών, πολυεστερικών πολυολών, πολυουρεθάνης, πολυεστέρα, πλαστικοποιητών, επιφανειοδραστικών ουσιών και άλλων βιομηχανιών. Σήμερα, η παραγωγή προπυλενοξειδίου χωρίζεται κυρίως σε τρία είδη: χημική σύνθεση, ενζυμική καταλυτική σύνθεση και βιολογική ζύμωση. Οι τρεις μέθοδοι έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και πεδίο εφαρμογής. Σε αυτή την εργασία, θα αναλύσουμε την τρέχουσα κατάσταση και την τάση ανάπτυξης της τεχνολογίας παραγωγής προπυλενοξειδίου, ιδιαίτερα τα χαρακτηριστικά και τα πλεονεκτήματα των τριών ειδών μεθόδων παραγωγής, και θα συγκρίνουμε την κατάσταση στην Κίνα.

Καταρχάς, η μέθοδος χημικής σύνθεσης προπυλενοξειδίου είναι μια παραδοσιακή μέθοδος, η οποία έχει τα πλεονεκτήματα της ώριμης τεχνολογίας, της απλής διαδικασίας και του χαμηλού κόστους. Έχει μακρά ιστορία και ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Επιπλέον, η μέθοδος χημικής σύνθεσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή άλλων σημαντικών χημικών πρώτων υλών και ενδιαμέσων, όπως το αιθυλενοξείδιο, το βουτυλενοξείδιο και το στυρενοξείδιο. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έχει και ορισμένα μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, ο καταλύτης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία είναι συνήθως πτητικός και διαβρωτικός, γεγονός που προκαλεί ζημιές στον εξοπλισμό και περιβαλλοντική ρύπανση. Επιπλέον, η διαδικασία παραγωγής απαιτεί μεγάλη κατανάλωση ενέργειας και υδάτινων πόρων, γεγονός που θα αυξήσει το κόστος παραγωγής. Επομένως, αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για παραγωγή μεγάλης κλίμακας στην Κίνα.

Δεύτερον, η μέθοδος ενζυμικής καταλυτικής σύνθεσης είναι μια νέα μέθοδος που αναπτύχθηκε τα τελευταία χρόνια. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ένζυμα ως καταλύτες για τη μετατροπή του προπυλενίου σε οξείδιο του προπυλενίου. Αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, αυτή η μέθοδος έχει υψηλό ρυθμό μετατροπής και επιλεκτικότητα του ενζυμικού καταλύτη, έχει χαμηλή ρύπανση και μικρή κατανάλωση ενέργειας, μπορεί να πραγματοποιηθεί υπό ήπιες συνθήκες αντίδρασης, μπορεί επίσης να παράγει άλλες σημαντικές χημικές πρώτες ύλες και ενδιάμεσα προϊόντα αλλάζοντας τους καταλύτες. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί βιοδιασπώμενες μη τοξικές ενώσεις ως διαλύτες αντίδρασης ή συνθήκες χωρίς διαλύτες για βιώσιμη λειτουργία με μειωμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Αν και αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα, υπάρχουν ακόμη ορισμένα προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν. Για παράδειγμα, η τιμή του ενζυμικού καταλύτη είναι υψηλή, γεγονός που θα αυξήσει το κόστος παραγωγής, ο ενζυμικός καταλύτης είναι εύκολο να απενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί κατά τη διαδικασία αντίδρασης, επιπλέον, αυτή η μέθοδος βρίσκεται ακόμη στο εργαστηριακό στάδιο στο παρόν στάδιο. Επομένως, αυτή η μέθοδος χρειάζεται περισσότερη έρευνα και ανάπτυξη για να λύσει αυτά τα προβλήματα πριν μπορέσει να εφαρμοστεί στη βιομηχανική παραγωγή.

Τέλος, η μέθοδος βιολογικής ζύμωσης είναι επίσης μια νέα μέθοδος που αναπτύχθηκε τα τελευταία χρόνια. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί μικροοργανισμούς ως καταλύτες για τη μετατροπή του προπυλενίου σε οξείδιο του προπυλενίου. Αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιήσει ανανεώσιμους πόρους όπως τα γεωργικά απόβλητα ως πρώτες ύλες. Έχει χαμηλή ρύπανση και μικρή κατανάλωση ενέργειας. Μπορεί να πραγματοποιηθεί υπό ήπιες συνθήκες αντίδρασης. Μπορεί επίσης να παράγει άλλες σημαντικές χημικές πρώτες ύλες και ενδιάμεσα προϊόντα αλλάζοντας μικροοργανισμούς. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί βιοδιασπώμενες μη τοξικές ενώσεις ως διαλύτες αντίδρασης ή συνθήκες χωρίς διαλύτες για βιώσιμη λειτουργία με μειωμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Αν και αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα, υπάρχουν ακόμη ορισμένα προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν. Για παράδειγμα, ο καταλύτης μικροοργανισμών πρέπει να επιλεγεί και να ελεγχθεί. Ο ρυθμός μετατροπής και η επιλεκτικότητα του καταλύτη μικροοργανισμών είναι σχετικά χαμηλές. Πρέπει να μελετηθεί περαιτέρω ο τρόπος ελέγχου των παραμέτρων της διεργασίας για να διασφαλιστεί σταθερή λειτουργία και υψηλή παραγωγική απόδοση. Αυτή η μέθοδος χρειάζεται επίσης περισσότερη έρευνα και ανάπτυξη πριν εφαρμοστεί στο στάδιο της βιομηχανικής παραγωγής.

Συμπερασματικά, αν και η μέθοδος χημικής σύνθεσης έχει μακρά ιστορία και ευρείες προοπτικές εφαρμογής, παρουσιάζει ορισμένα προβλήματα όπως η ρύπανση και η υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Η μέθοδος καταλυτικής σύνθεσης ενζύμων και η μέθοδος βιολογικής ζύμωσης είναι νέες μέθοδοι με χαμηλή ρύπανση και μικρή κατανάλωση ενέργειας, αλλά χρειάζονται ακόμη περισσότερη έρευνα και ανάπτυξη πριν μπορέσουν να εφαρμοστούν στο στάδιο της βιομηχανικής παραγωγής. Επιπλέον, προκειμένου να επιτευχθεί η παραγωγή οξειδίου του προπυλενίου στην Κίνα σε μεγάλη κλίμακα στο μέλλον, θα πρέπει να ενισχύσουμε τις επενδύσεις σε Ε&Α σε αυτές τις μεθόδους, ώστε να έχουν καλύτερη οικονομική αποδοτικότητα και προοπτικές εφαρμογής πριν από την πραγματοποίηση της παραγωγής σε μεγάλη κλίμακα.