Propylenoxid ist ein wichtiger chemischer Rohstoff und Zwischenprodukt und wird häufig bei der Herstellung von Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen, Polyurethan, Polyester, Weichmachern, Tensiden und anderen Industriezweigen verwendet. Die Produktion von Propylenoxid erfolgt derzeit hauptsächlich durch chemische Synthese, enzymatische katalytische Synthese und biologische Fermentation. Jede der drei Methoden hat ihre eigenen Eigenschaften und Anwendungsgebiete. In diesem Artikel analysieren wir den aktuellen Stand und die Entwicklungstrends der Propylenoxid-Produktionstechnologie, insbesondere die Eigenschaften und Vorteile der drei Produktionsmethoden, und vergleichen sie mit der Situation in China.

Die chemische Synthese von Propylenoxid ist ein traditionelles Verfahren, das sich durch ausgereifte Technologie, einfache Prozesse und niedrige Kosten auszeichnet. Es hat eine lange Geschichte und breite Anwendungsmöglichkeiten. Darüber hinaus kann die chemische Synthese auch zur Herstellung anderer wichtiger chemischer Rohstoffe und Zwischenprodukte wie Ethylenoxid, Butylenoxid und Styroloxid eingesetzt werden. Dieses Verfahren hat jedoch auch einige Nachteile. Beispielsweise ist der im Verfahren verwendete Katalysator in der Regel flüchtig und ätzend, was zu Schäden an der Anlage und Umweltverschmutzung führt. Darüber hinaus verbraucht der Produktionsprozess viel Energie und Wasser, was die Produktionskosten erhöht. Daher ist dieses Verfahren für die Großproduktion in China nicht geeignet.

Zweitens ist die enzymkatalytische Synthesemethode eine neue Methode, die in den letzten Jahren entwickelt wurde. Bei dieser Methode werden Enzyme als Katalysatoren verwendet, um Propylen in Propylenoxid umzuwandeln. Diese Methode hat viele Vorteile. Beispielsweise weist diese Methode eine hohe Umwandlungsrate und Selektivität des Enzymkatalysators auf; sie ist umweltschonend und verbraucht wenig Energie; sie kann unter milden Reaktionsbedingungen durchgeführt werden; durch den Austausch von Katalysatoren können auch andere wichtige chemische Rohstoffe und Zwischenprodukte hergestellt werden. Darüber hinaus verwendet diese Methode biologisch abbaubare, ungiftige Verbindungen als Reaktionslösungsmittel oder arbeitet lösungsmittelfrei, um einen nachhaltigen Betrieb mit geringerer Umweltbelastung zu gewährleisten. Obwohl diese Methode viele Vorteile hat, gibt es noch einige Probleme, die gelöst werden müssen. Beispielsweise ist der Preis des Enzymkatalysators hoch, was die Produktionskosten erhöht; der Enzymkatalysator kann während des Reaktionsprozesses leicht inaktiviert oder deaktiviert werden; außerdem befindet sich diese Methode derzeit noch im Laborstadium. Daher bedarf es weiterer Forschung und Entwicklung, um diese Probleme zu lösen, bevor diese Methode in der industriellen Produktion eingesetzt werden kann.

Schließlich ist die biologische Fermentation ein weiteres neues Verfahren, das in den letzten Jahren entwickelt wurde. Dabei werden Mikroorganismen als Katalysatoren verwendet, um Propylen in Propylenoxid umzuwandeln. Das Verfahren bietet zahlreiche Vorteile. So können erneuerbare Ressourcen wie landwirtschaftliche Abfälle als Rohstoffe genutzt werden, die Umweltverschmutzung ist gering und der Energieverbrauch niedrig, die Reaktionsbedingungen sind mild und durch die Veränderung von Mikroorganismen können weitere wichtige chemische Rohstoffe und Zwischenprodukte hergestellt werden. Zudem werden bei diesem Verfahren biologisch abbaubare, ungiftige Verbindungen als Reaktionslösungsmittel verwendet oder es wird ein lösungsmittelfreies Verfahren eingesetzt, um einen nachhaltigen und umweltschonenden Betrieb zu gewährleisten. Trotz der vielen Vorteile dieses Verfahrens gibt es noch einige Probleme, die gelöst werden müssen. So muss der mikrobielle Katalysator ausgewählt und geprüft werden; die Umwandlungsrate und Selektivität des mikroorganischen Katalysators sind relativ gering; die Kontrolle der Prozessparameter zur Gewährleistung eines stabilen Betriebs und einer hohen Produktionseffizienz muss weiter untersucht werden; außerdem bedarf dieses Verfahren weiterer Forschung und Entwicklung, bevor es in der industriellen Produktion eingesetzt werden kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass chemische Syntheseverfahren zwar eine lange Tradition und breite Anwendungsmöglichkeiten haben, aber auch mit Problemen wie Umweltverschmutzung und hohem Energieverbrauch verbunden sind. Die enzymkatalytische Synthese und die biologische Fermentation sind neue Verfahren mit geringer Umweltverschmutzung und geringem Energieverbrauch, benötigen aber noch mehr Forschung und Entwicklung, bevor sie in der industriellen Produktion eingesetzt werden können. Um in China künftig eine großtechnische Produktion von Propylenoxid zu erreichen, sollten wir außerdem die F&E-Investitionen in diese Verfahren erhöhen, um ihre Wirtschaftlichkeit und ihre Anwendungsmöglichkeiten zu verbessern, bevor die Produktion im großen Maßstab realisiert wird.