Propyleenioksidi on eräänlainen tärkeä kemiallinen raaka-aine ja välituotteet, jota käytetään laajasti polyeetteripolyolien, polyesteripolyolien, polyuretaanin, polyesterin, pehmittimien, pinta-aktiivisten aineiden ja muiden teollisuudenalojen tuotannossa. Tällä hetkellä propeenioksidin tuotanto on jaettu pääasiassa kolmeen tyyppiin: kemiallinen synteesi, entsyymikatalyyttinen synteesi ja biologinen käyminen. Näillä kolmella menetelmällä on omat ominaisuutensa ja sovellusalueensa. Tässä artikkelissa analysoimme propeenioksidin tuotantoteknologian nykytilannetta ja kehityssuuntia, erityisesti kolmentyyppisten tuotantomenetelmien ominaisuuksia ja etuja, sekä vertaamme Kiinan tilannetta.

Ensinnäkin propyleenioksidin kemiallinen synteesimenetelmä on perinteinen menetelmä, jonka etuna on kypsä teknologia, yksinkertainen prosessi ja alhaiset kustannukset. Sillä on pitkä historia ja laajat sovellusmahdollisuudet. Lisäksi kemiallista synteesimenetelmää voidaan käyttää myös muiden tärkeiden kemiallisten raaka-aineiden ja välituotteiden, kuten eteenioksidin, butyleenioksidin ja styreenioksidin, valmistukseen. Tällä menetelmällä on kuitenkin myös joitain haittoja. Esimerkiksi prosessissa käytetty katalyytti on yleensä haihtuvaa ja syövyttävää, mikä aiheuttaa vaurioita laitteille ja ympäristön saastumista. Lisäksi tuotantoprosessi vaatii paljon energiaa ja vesivaroja, mikä nostaa tuotantokustannuksia. Siksi tämä menetelmä ei sovellu laajamittaiseen tuotantoon Kiinassa.

Toiseksi entsyymikatalyyttinen synteesimenetelmä on uusi viime vuosina kehitetty menetelmä. Tämä menetelmä käyttää entsyymejä katalyytteinä propeenin muuntamiseksi propeenioksidiksi. Tällä menetelmällä on monia etuja. Tällä menetelmällä on esimerkiksi korkea konversionopeus ja entsyymikatalyytin selektiivisyys; sillä on alhainen saastuminen ja pieni energiankulutus; se voidaan suorittaa miedoissa reaktio-olosuhteissa; se voi myös tuottaa muita tärkeitä kemiallisia raaka-aineita ja välituotteita vaihtamalla katalyyttejä. Lisäksi tässä menetelmässä käytetään biohajoavia myrkyttömiä yhdisteitä reaktioliuottimina tai liuotteettomissa olosuhteissa kestävän toiminnan takaamiseksi ympäristövaikutusten vähentämisellä. Vaikka tällä menetelmällä on monia etuja, on silti joitain ongelmia, jotka on ratkaistava. Esimerkiksi entsyymikatalyytin hinta on korkea, mikä lisää tuotantokustannuksia; entsyymikatalyytti on helppo inaktivoida tai deaktivoida reaktioprosessissa; lisäksi tämä menetelmä on vielä laboratoriovaiheessa tällä hetkellä. Siksi tämä menetelmä vaatii enemmän tutkimusta ja kehitystä näiden ongelmien ratkaisemiseksi ennen kuin sitä voidaan soveltaa teolliseen tuotantoon.

Lopuksi myös biologinen käymismenetelmä on uusi viime vuosina kehitetty menetelmä. Tämä menetelmä käyttää mikro-organismeja katalyytteinä propeenin muuntamiseksi propeenioksidiksi. Tällä menetelmällä on monia etuja. Tämä menetelmä voi esimerkiksi käyttää raaka-aineena uusiutuvia luonnonvaroja, kuten maatalousjätteitä; sillä on alhainen saastuminen ja pieni energiankulutus; se voidaan suorittaa miedoissa reaktio-olosuhteissa; se voi myös tuottaa muita tärkeitä kemiallisia raaka-aineita ja välituotteita vaihtamalla mikro-organismeja. Lisäksi tässä menetelmässä käytetään biohajoavia myrkyttömiä yhdisteitä reaktioliuottimina tai liuotteettomissa olosuhteissa kestävän toiminnan takaamiseksi ympäristövaikutusten vähentämisellä. Vaikka tällä menetelmällä on monia etuja, on silti joitain ongelmia, jotka on ratkaistava. Esimerkiksi mikro-organismikatalyytti on valittava ja seulottava; mikro-organismikatalyytin konversionopeus ja selektiivisyys ovat suhteellisen alhaiset; on edelleen tutkittava, kuinka prosessiparametreja ohjataan vakaan toiminnan ja korkean tuotannon tehokkuuden varmistamiseksi; Tämä menetelmä vaatii myös lisää tutkimusta ja kehitystä ennen kuin sitä voidaan soveltaa teolliseen tuotantovaiheeseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka kemiallisella synteesimenetelmällä on pitkä historia ja laajat sovellusmahdollisuudet, siinä on joitakin ongelmia, kuten saastuminen ja korkea energiankulutus. Entsyymikatalyyttinen synteesimenetelmä ja biologinen käymismenetelmä ovat uusia menetelmiä, joilla on alhainen saastuminen ja pieni energiankulutus, mutta ne vaativat vielä lisää tutkimusta ja kehitystä ennen kuin niitä voidaan soveltaa teolliseen tuotantovaiheeseen. Lisäksi, jotta voimme tulevaisuudessa saavuttaa suuria propyleenioksidin tuotantoa Kiinassa, meidän tulee vahvistaa näiden menetelmien t&k-investointeja, jotta niillä olisi parempi taloudellinen tehokkuus ja sovellusmahdollisuudet ennen laajamittaisen tuotannon toteutumista.