פרופילן אוקסיד הוא סוג של חומר גלם כימי חשוב וחומרי ביניים, הנמצא בשימוש נרחב בייצור פוליאתר פוליאטר, פוליאולים פוליאסטר, פוליאוריטן, פוליאסטר, פלסטייזרים, חומרים פעילי שטח ותעשיות אחרות. כיום, ייצור פרופילן אוקסיד מחולק בעיקר לשלושה סוגים: סינתזה כימית, סינתזה קטליטית אנזימטית ותסיסה ביולוגית. לשלוש השיטות מאפיינים והיקף יישום משלהן. במאמר זה ננתח את המצב הנוכחי ומגמת הפיתוח של טכנולוגיית ייצור פרופילן אוקסיד, ובמיוחד את המאפיינים והיתרונות של שלושת סוגי שיטות הייצור, ונשווה את המצב בסין.

ראשית, שיטת הסינתזה הכימית של פרופילן אוקסיד היא שיטה מסורתית, בעלת יתרונות של טכנולוגיה בוגרת, תהליך פשוט ועלות נמוכה. יש לה היסטוריה ארוכה וסיכויי יישום רחבים. בנוסף, ניתן להשתמש בשיטת הסינתזה הכימית גם לייצור חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וחומרי ביניים, כגון אתילן אוקסיד, בוטילן אוקסיד וסטירן אוקסיד. עם זאת, לשיטה זו יש גם כמה חסרונות. לדוגמה, הזרז המשמש בתהליך הוא בדרך כלל נדיף וקורוזיבי, מה שיגרום נזק לציוד ולזיהום סביבתי. בנוסף, תהליך הייצור דורש צריכת אנרגיה ומים רבים, מה שיגדיל את עלות הייצור. לכן, שיטה זו אינה מתאימה לייצור בקנה מידה גדול בסין.

שנית, שיטת הסינתזה הקטליטית של האנזימים היא שיטה חדשה שפותחה בשנים האחרונות. שיטה זו משתמשת באנזימים כזרזים להמרת פרופילן לתחמוצת פרופילן. לשיטה זו יתרונות רבים. לדוגמה, לשיטה זו שיעור המרה גבוה וסלקטיביות של זרז האנזים; יש לה זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה; ניתן לבצע אותה בתנאי תגובה מתונים; ניתן גם לייצר חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וחומרי ביניים על ידי החלפת זרזים. בנוסף, שיטה זו משתמשת בתרכובות מתכלות ולא רעילות כממסי תגובה או בתנאים נטולי ממס לפעולה בת קיימא עם השפעה סביבתית מופחתת. למרות שלשיטה זו יתרונות רבים, עדיין ישנן כמה בעיות שיש לפתור. לדוגמה, מחיר זרז האנזים גבוה, מה שיגדיל 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 למחקר ופיתוח נוספים כדי לפתור בעיות אלו לפני שניתן יהיה ליישם אותה בייצור תעשייתי.

לבסוף, שיטת התסיסה הביולוגית היא גם שיטה חדשה שפותחה בשנים האחרונות. שיטה זו משתמשת במיקרואורגניזמים כזרזים להמרת פרופילן לתחמוצת פרופילן. לשיטה זו יתרונות רבים. לדוגמה, שיטה זו יכולה להשתמש במשאבים מתחדשים כמו פסולת חקלאית כחומרי גלם; יש לה זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה; ניתן לבצע אותה בתנאי תגובה מתונים; היא יכולה גם לייצר חומרי גלם כימיים חשובים אחרים וחומרי ביניים על ידי שינוי מיקרואורגניזמים. בנוסף, שיטה זו משתמשת בתרכובות מתכלות ולא רעילות כממסי תגובה או בתנאים נטולי ממס לפעולה בת קיימא עם השפעה סביבתית מופחתת. למרות שלשיטה זו יתרונות רבים, עדיין ישנן כמה בעיות שיש לפתור. לדוגמה, יש צורך לבחור ולסנן את הזרז המיקרואורגניזמי; שיעור ההמרה והסלקטיביות של הזרז המיקרואורגניזמי נמוכים יחסית; יש צורך לחקור עוד כיצד לשלוט בפרמטרי 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 הסינתזה הכימית היסטוריה ארוכה וסיכויי יישום רחבים, יש לה כמה בעיות כגון זיהום וצריכת אנרגיה גבוהה. שיטת הסינתזה הקטליטית האנזימית ושיטת התסיסה הביולוגית הן שיטות חדשות עם זיהום נמוך וצריכת אנרגיה קטנה, אך הן עדיין דורשות מחקר ופיתוח נוספים לפני שניתן יהיה ליישמן בשלב הייצור התעשייתי. בנוסף, על מנת להשיג ייצור בקנה מידה גדול של פרופילן אוקסיד בסין בעתיד, עלינו לחזק את השקעות המו"פ בשיטות אלו כדי שיהיו להן יעילות כלכלית וסיכויי יישום טובים יותר לפני מימוש ייצור בקנה מידה גדול.