Propilena oksida adalah sejenis bahan mentah kimia penting dan perantaraan, yang digunakan secara meluas dalam pengeluaran polieter poliol, poliester poliol, poliuretana, poliester, pemplastik, surfaktan dan industri lain. Pada masa ini, pengeluaran propilena oksida terutamanya dibahagikan kepada tiga jenis: sintesis kimia, sintesis pemangkin enzim dan penapaian biologi. Ketiga-tiga kaedah tersebut mempunyai ciri dan skop aplikasinya yang tersendiri. Dalam kertas ini, kami akan menganalisis keadaan semasa dan trend perkembangan teknologi pengeluaran propilena oksida, terutamanya ciri-ciri dan kelebihan tiga jenis kaedah pengeluaran, dan membandingkan keadaan di China.

Pertama sekali, kaedah sintesis kimia propilena oksida adalah kaedah tradisional, yang mempunyai kelebihan teknologi matang, proses mudah dan kos rendah. Ia mempunyai sejarah yang panjang dan prospek aplikasi yang luas. Di samping itu, kaedah sintesis kimia juga boleh digunakan untuk pengeluaran bahan mentah kimia lain yang penting dan perantaraan, seperti etilena oksida, butilena oksida dan stirena oksida. Walau bagaimanapun, kaedah ini juga mempunyai beberapa kelemahan. Sebagai contoh, pemangkin yang digunakan dalam proses biasanya tidak menentu dan menghakis, yang akan menyebabkan kerosakan pada peralatan dan pencemaran alam sekitar. Di samping itu, proses pengeluaran perlu menggunakan banyak tenaga dan sumber air, yang akan meningkatkan kos pengeluaran. Oleh itu, kaedah ini tidak sesuai untuk pengeluaran berskala besar di China.

Kedua, kaedah sintesis katalitik enzim adalah kaedah baru yang dibangunkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Kaedah ini menggunakan enzim sebagai pemangkin untuk menukar propilena kepada propilena oksida. Kaedah ini mempunyai banyak kelebihan. Sebagai contoh, kaedah ini mempunyai kadar penukaran yang tinggi dan selektiviti pemangkin enzim; ia mempunyai pencemaran yang rendah dan penggunaan tenaga yang kecil; ia boleh dijalankan di bawah keadaan tindak balas yang ringan; ia juga boleh menghasilkan bahan mentah kimia penting lain dan perantaraan dengan menukar mangkin. Di samping itu, kaedah ini menggunakan sebatian bukan toksik terbiodegradasi sebagai pelarut tindak balas atau keadaan bebas pelarut untuk operasi mampan dengan kesan alam sekitar yang berkurangan. Walaupun kaedah ini mempunyai banyak kelebihan, masih terdapat beberapa masalah yang perlu diselesaikan. Sebagai contoh, harga pemangkin enzim adalah tinggi, yang akan meningkatkan kos pengeluaran; pemangkin enzim mudah dinyahaktifkan atau dinyahaktifkan dalam proses tindak balas; selain itu, kaedah ini masih dalam peringkat makmal pada peringkat sekarang. Oleh itu, kaedah ini memerlukan lebih banyak penyelidikan dan pembangunan untuk menyelesaikan masalah ini sebelum ia boleh digunakan untuk pengeluaran industri.

Akhir sekali, kaedah penapaian biologi juga merupakan kaedah baru yang dibangunkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Kaedah ini menggunakan mikroorganisma sebagai pemangkin untuk menukar propilena kepada propilena oksida. Kaedah ini mempunyai banyak kelebihan. Sebagai contoh, kaedah ini boleh menggunakan sumber yang boleh diperbaharui seperti sisa pertanian sebagai bahan mentah; ia mempunyai pencemaran yang rendah dan penggunaan tenaga yang kecil; ia boleh dijalankan di bawah keadaan tindak balas yang ringan; ia juga boleh menghasilkan bahan mentah kimia lain yang penting dan perantaraan dengan mengubah mikroorganisma. Di samping itu, kaedah ini menggunakan sebatian bukan toksik terbiodegradasi sebagai pelarut tindak balas atau keadaan bebas pelarut untuk operasi mampan dengan kesan alam sekitar yang berkurangan. Walaupun kaedah ini mempunyai banyak kelebihan, masih terdapat beberapa masalah yang perlu diselesaikan. Sebagai contoh, pemangkin mikroorganisma perlu dipilih dan disaring; kadar penukaran dan selektiviti pemangkin mikroorganisma adalah agak rendah; ia perlu dikaji lebih lanjut bagaimana untuk mengawal parameter proses untuk memastikan operasi yang stabil dan kecekapan pengeluaran yang tinggi; kaedah ini juga memerlukan lebih banyak penyelidikan dan pembangunan sebelum ia boleh digunakan pada peringkat pengeluaran industri.

Kesimpulannya, walaupun kaedah sintesis kimia mempunyai sejarah yang panjang dan prospek aplikasi yang luas, ia mempunyai beberapa masalah seperti pencemaran dan penggunaan tenaga yang tinggi. Kaedah sintesis pemangkin enzim dan kaedah penapaian biologi adalah kaedah baru dengan pencemaran yang rendah dan penggunaan tenaga yang kecil, tetapi mereka masih memerlukan lebih banyak penyelidikan dan pembangunan sebelum ia boleh digunakan untuk peringkat pengeluaran perindustrian. Di samping itu, untuk mencapai pengeluaran propilena oksida secara besar-besaran di China pada masa hadapan, kita harus mengukuhkan pelaburan R&D dalam kaedah ini supaya mereka boleh mempunyai kecekapan ekonomi yang lebih baik dan prospek aplikasi sebelum pengeluaran berskala besar direalisasikan.