Propyleenioksidi on tärkeä kemiallinen raaka-aine ja välituote, jota käytetään laajalti polyeetteripolyolien, polyesteripolyolien, polyuretaanin, polyesterin, pehmittimien, pinta-aktiivisten aineiden ja muiden teollisuudenalojen tuotannossa. Tällä hetkellä propyleenioksidin tuotanto jaetaan pääasiassa kolmeen tyyppiin: kemiallinen synteesi, entsyymikatalyyttinen synteesi ja biologinen fermentaatio. Näillä kolmella menetelmällä on omat ominaisuutensa ja sovellusalueensa. Tässä artikkelissa analysoimme propyleenioksidin tuotantoteknologian nykytilannetta ja kehitystrendiä, erityisesti näiden kolmen tuotantomenetelmän ominaisuuksia ja etuja, ja vertaamme tilannetta Kiinassa.

Ensinnäkin propyleenioksidin kemiallinen synteesimenetelmä on perinteinen menetelmä, jolla on etuna 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 etyleenioksidin, butyleenioksidin ja styreenioksidin, tuotantoon. Tällä menetelmällä on kuitenkin myös joitakin haittoja. Esimerkiksi prosessissa käytetty katalyytti on yleensä haihtuva ja syövyttävä, mikä vahingoittaa laitteita ja ympäristön saastumista. Lisäksi tuotantoprosessi kuluttaa paljon energiaa ja vettä, mikä lisää tuotantokustannuksia. Siksi tämä menetelmä ei sovellu laajamittaiseen tuotantoon Kiinassa.

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

Lopuksi, biologinen käymismenetelmä on myös uusi menetelmä, joka on kehitetty viime vuosina. Tämä menetelmä käyttää mikro-organismeja katalyytteinä propeenin muuntamiseksi propyleenioksidiksi. Tällä menetelmällä on monia etuja. Esimerkiksi tässä menetelmässä voidaan käyttää uusiutuvia luonnonvaroja, kuten maatalousjätettä, raaka-aineina; sillä on alhainen saastepitoisuus ja pieni energiankulutus; se voidaan toteuttaa miedoissa reaktio-olosuhteissa; se voi myös tuottaa muita tärkeitä kemiallisia raaka-aineita ja välituotteita muuttamalla mikro-organismeja. Lisäksi tässä menetelmässä käytetään biohajoavia, myrkyttömiä yhdisteitä reaktioliuottimina tai liuotteettomissa olosuhteissa kestävän toiminnan ja ympäristövaikutusten vähentämiseksi. Vaikka tällä menetelmällä on monia etuja, on vielä joitakin ratkaistavia ongelmia. Esimerkiksi mikro-organismikatalyytti on valittava ja seulottava; mikro-organismikatalyytin konversioaste ja selektiivisyys ovat suhteellisen alhaiset; on tutkittava lisää, miten prosessiparametreja voidaan hallita vakaan toiminnan ja korkean tuotantotehokkuuden varmistamiseksi; tämä menetelmä vaatii myös lisää tutkimusta ja kehitystä, ennen kuin sitä voidaan soveltaa teollisen tuotannon vaiheessa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka kemiallisella synteesimenetelmällä on pitkä historia ja laajat sovellusmahdollisuudet, sillä on joitakin ongelmia, kuten saastuminen ja korkea energiankulutus. Entsyymikatalyyttinen synteesimenetelmä ja biologinen fermentaatiomenetelmä ovat uusia menetelmiä, joilla on vähän saasteita ja pieni energiankulutus, mutta ne vaativat vielä lisää tutkimusta ja kehitystä ennen kuin niitä voidaan soveltaa teolliseen tuotantoon. Lisäksi, jotta propyleenioksidin laajamittainen tuotanto Kiinassa saavutettaisiin tulevaisuudessa, meidän tulisi lisätä tutkimus- ja kehitysinvestointeja näihin menetelmiin, jotta niillä olisi parempi taloudellinen tehokkuus ja sovellusmahdollisuudet ennen kuin laajamittainen tuotanto toteutuu.