תחמוצת פרופילן היא סוג של חומרי גלם וחומרי ביניים כימיים חשובים, הנמצאים בשימוש נרחב בייצור פוליאתרים, פוליאולים פוליאסטרים, פוליאוריטן, פוליאסטר, פלסטיקאים, חומרים פעילי שטח ותעשיות אחרות. כיום, הייצור של תחמוצת פרופילן מתחלק בעיקר לשלושה סוגים: סינתזה כימית, סינתזה קטליטית של אנזים ותסיסה ביולוגית. לשלוש השיטות יש מאפיינים והיקף יישום משלהן. במאמר זה ננתח את המצב הנוכחי ואת מגמת הפיתוח של טכנולוגיית ייצור פרופילן אוקסיד, במיוחד את המאפיינים והיתרונות של שלושת סוגי שיטות הייצור, ונשווה את המצב בסין.

קודם כל, שיטת הסינתזה הכימית של פרופילן אוקסיד היא שיטה מסורתית, שיש לה את היתרונות של טכנולוגיה בוגרת, תהליך פשוט ועלות נמוכה. יש לו היסטוריה ארוכה ואפשרויות יישום רחבות. בנוסף, שיטת סינתזה כימית יכולה לשמש גם לייצור חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וחומרי ביניים, כגון תחמוצת אתילן, תחמוצת בוטילן ותחמוצת סטירן. עם זאת, לשיטה זו יש גם כמה חסרונות. כך למשל, הזרז המשמש בתהליך הוא לרוב נדיף וקורוזיבי, מה שיגרום לפגיעה בציוד ולזיהום הסביבה. בנוסף, תהליך הייצור צריך לצרוך הרבה משאבי אנרגיה ומים, מה שיעלה את עלות הייצור. לכן, שיטה זו אינה מתאימה לייצור בקנה מידה גדול בסין.

שנית, שיטת סינתזה קטליטית של אנזים היא שיטה חדשה שפותחה בשנים האחרונות. שיטה זו משתמשת באנזימים כזרזים להמרת פרופילן לפרופילן אוקסיד. לשיטה זו יתרונות רבים. לדוגמה, לשיטה זו יש שיעור המרה גבוה וסלקטיביות של זרז אנזים; יש לו זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה; זה יכול להתבצע בתנאי תגובה מתונים; הוא יכול גם לייצר חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וחומרי ביניים על ידי שינוי זרזים. בנוסף, שיטה זו משתמשת בתרכובות לא רעילות מתכלות כממסי תגובה או תנאים נטולי ממסים לתפעול בר קיימא עם השפעה סביבתית מופחתת. למרות שלשיטה זו יתרונות רבים, עדיין יש כמה בעיות שצריך לפתור. לדוגמה, המחיר של זרז אנזים גבוה, מה שיעלה את עלות הייצור; קל להשבית או לבטל את זרז האנזים בתהליך התגובה; בנוסף, שיטה זו עדיין נמצאת בשלב המעבדה בשלב הנוכחי. לכן, שיטה זו זקוקה ליותר מחקר ופיתוח כדי לפתור את הבעיות הללו לפני שניתן יהיה ליישם אותה לייצור תעשייתי.

לבסוף, שיטת תסיסה ביולוגית היא גם שיטה חדשה שפותחה בשנים האחרונות. שיטה זו משתמשת במיקרואורגניזמים כזרזים להמרת פרופילן לפרופילן אוקסיד. לשיטה זו יתרונות רבים. לדוגמה, שיטה זו יכולה להשתמש במשאבים מתחדשים כגון פסולת חקלאית כחומרי גלם; יש לו זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה; זה יכול להתבצע בתנאי תגובה מתונים; זה יכול גם לייצר חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וחומרי ביניים על ידי שינוי מיקרואורגניזמים. בנוסף, שיטה זו משתמשת בתרכובות לא רעילות מתכלות כממסי תגובה או תנאים נטולי ממסים לתפעול בר קיימא עם השפעה סביבתית מופחתת. למרות שלשיטה זו יתרונות רבים, עדיין יש כמה בעיות שצריך לפתור. לדוגמה, יש לבחור ולסנן את הזרז המיקרואורגניזם; שיעור ההמרה והסלקטיביות של זרז מיקרואורגניזם נמוכים יחסית; יש ללמוד עוד כיצד לשלוט על פרמטרי התהליך כדי להבטיח פעולה יציבה ויעילות ייצור גבוהה; שיטה זו זקוקה גם למחקר ופיתוח נוספים לפני שניתן יהיה ליישם אותה בשלב הייצור התעשייתי.

לסיכום, למרות שלשיטת סינתזה כימית יש היסטוריה ארוכה ואפשרויות יישום רחבות, יש לה כמה בעיות כמו זיהום וצריכת אנרגיה גבוהה. שיטת סינתזה קטליטית של אנזים ושיטת תסיסה ביולוגית הן שיטות חדשות עם זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה, אך הן עדיין זקוקות למחקר ופיתוח נוסף לפני שניתן יהיה ליישם אותן לשלב הייצור התעשייתי. בנוסף, על מנת להשיג ייצור בקנה מידה גדול של תחמוצת פרופילן בסין בעתיד, עלינו לחזק את ההשקעה במו"פ בשיטות אלו, כך שיוכלו לקבל יעילות כלכלית טובה יותר וסיכויי יישום לפני מימוש ייצור בקנה מידה גדול.