תחמוצת פרופילן היא סוג של חומרי גלם כימיים חשובים וחומרי ביניים, הנמצאים בשימוש נרחב בייצור של פוליאת פוליתרים, פוליאולים פוליאסטר, פוליאוריטן, פוליאסטר, פלסטייזרים, פעילי שטח ותעשיות אחרות. נכון לעכשיו, ייצור תחמוצת הפרופילן מחולק בעיקר לשלושה סוגים: סינתזה כימית, סינתזה קטליטית אנזים ותסיסה ביולוגית. לשלוש השיטות יש מאפיינים והיקף היישום שלהן. במאמר זה ננתח את המצב הנוכחי ואת מגמת הפיתוח של טכנולוגיית ייצור תחמוצת פרופילן, ובמיוחד את המאפיינים והיתרונות של שלושת סוגי שיטות הייצור, ונשווה את המצב בסין.

ראשית, שיטת הסינתזה הכימית של תחמוצת פרופילן היא שיטה מסורתית, שיש לה היתרונות של טכנולוגיה בוגרת, תהליך פשוט ועלות נמוכה. יש לו היסטוריה ארוכה וסיכויים רחבים של בקשה. בנוסף, ניתן להשתמש בשיטת סינתזה כימית גם לייצור חומרי גלם כימיים חשובים אחרים, כמו תחמוצת אתילן, תחמוצת בוטילן ותחמוצת סטירן. עם זאת, לשיטה זו יש גם כמה חסרונות. לדוגמה, הזרז המשמש בתהליך הוא בדרך כלל תנודתי ומאכל, מה שיגרום נזק לציוד ולזיהום הסביבתי. בנוסף, תהליך הייצור צריך לצרוך הרבה משאבי אנרגיה ומים, אשר יגדילו את עלות הייצור. לפיכך, שיטה זו אינה מתאימה לייצור בקנה מידה גדול בסין.

שנית, שיטת הסינתזה הקטליטית של האנזים היא שיטה חדשה שפותחה בשנים האחרונות. שיטה זו משתמשת באנזימים כזרזים כדי להמיר פרופילן לתחמוצת פרופילן. לשיטה זו יתרונות רבים. לדוגמה, לשיטה זו יש קצב המרה וסלקטיביות גבוהה של זרז האנזים; יש לו זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה; זה יכול להתבצע בתנאי תגובה קלים; זה יכול גם לייצר חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וביניים על ידי שינוי זרזים. בנוסף, שיטה זו משתמשת בתרכובות לא רעילות מתכלות כמיסים תגובה או תנאים נטולי ממס להפעלה בר-קיימא עם השפעה סביבתית מופחתת. למרות שלשיטה זו יתרונות רבים, יש עדיין כמה בעיות שצריך לפתור. לדוגמה, מחיר זרז האנזים הוא גבוה, מה שיגדיל את עלות הייצור; קל להפעיל או לבטל את זרז האנזים בתהליך התגובה; בנוסף, שיטה זו עדיין נמצאת בשלב המעבדה בשלב הנוכחי. לפיכך, שיטה זו זקוקה ליותר מחקר ופיתוח כדי לפתור בעיות אלה לפני שניתן ליישם אותה על ייצור תעשייתי.

לבסוף, שיטת תסיסה ביולוגית היא גם שיטה חדשה שפותחה בשנים האחרונות. שיטה זו משתמשת במיקרואורגניזמים כזרזים כדי להמיר פרופילן לתחמוצת פרופילן. לשיטה זו יתרונות רבים. לדוגמה, שיטה זו יכולה להשתמש במשאבים מתחדשים כמו פסולת חקלאית כחומרי גלם; יש לו זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה; זה יכול להתבצע בתנאי תגובה קלים; זה יכול גם לייצר חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וביניים על ידי שינוי מיקרואורגניזמים. בנוסף, שיטה זו משתמשת בתרכובות לא רעילות מתכלות כמיסים תגובה או תנאים נטולי ממס להפעלה בר-קיימא עם השפעה סביבתית מופחתת. למרות שלשיטה זו יתרונות רבים, יש עדיין כמה בעיות שצריך לפתור. לדוגמה, יש לבחור ולהקרן את זרז המיקרואורגניזם; שיעור ההמרה והסלקטיביות של זרז המיקרואורגניזם הם נמוכים יחסית; יש ללמוד זאת עוד יותר כיצד לשלוט על פרמטרי התהליך כדי להבטיח פעולה יציבה ויעילות ייצור גבוהה; שיטה זו זקוקה גם למחקר ופיתוח יותר לפני שניתן ליישם אותה על שלב הייצור התעשייתי.

לסיכום, למרות שלשיטת הסינתזה הכימית יש היסטוריה ארוכה וסיכויי יישום רחבים, יש לה כמה בעיות כמו זיהום וצריכת אנרגיה גבוהה. שיטת סינתזה קטליטית אנזים ושיטת תסיסה ביולוגית הם שיטות חדשות עם זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה, אך הם עדיין זקוקים ליותר מחקר ופיתוח לפני שניתן יהיה ליישם אותם על שלב הייצור התעשייתי. בנוסף, על מנת להשיג ייצור בקנה מידה גדול של תחמוצת פרופילן בסין בעתיד, עלינו לחזק את השקעות המו"פ בשיטות אלה, כך שיוכלו לקבל יעילות כלכלית טובה יותר ולסיכויים ליישום לפני שתממש ייצור בקנה מידה גדול.