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

Die chemische Synthese von Propylenoxid ist ein traditionelles Verfahren, das sich durch ausgereifte Technologie, einfache Prozesse und niedrige Kosten auszeichnet. Sie 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. Allerdings birgt diese Methode auch einige Nachteile. Beispielsweise ist der verwendete Katalysator in der Regel flüchtig und korrosiv, was zu Schäden an der Anlage und Umweltverschmutzung führt. Zudem verbraucht der Produktionsprozess viel Energie und Wasser, was die Produktionskosten erhöht. Daher ist diese Methode für die Großproduktion in China nicht geeignet.

Zweitens ist die enzymkatalytische Synthese ein neues Verfahren, das in den letzten Jahren entwickelt wurde. Bei diesem Verfahren werden Enzyme als Katalysatoren verwendet, um Propylen in Propylenoxid umzuwandeln. Das Verfahren bietet zahlreiche Vorteile. Beispielsweise weist der Enzymkatalysator eine hohe Umwandlungsrate und Selektivität auf, ist umweltschonend und verbraucht wenig Energie, kann unter milden Reaktionsbedingungen durchgeführt werden und ermöglicht durch den Austausch von Katalysatoren die Herstellung anderer wichtiger chemischer Rohstoffe und Zwischenprodukte. Darüber hinaus verwendet dieses Verfahren biologisch abbaubare, ungiftige Verbindungen als Reaktionslösungsmittel oder arbeitet lösungsmittelfrei, um einen nachhaltigen und umweltschonenden Betrieb zu gewährleisten. Trotz dieser Vorteile sind jedoch noch einige Probleme zu lösen. Beispielsweise ist der Preis des Enzymkatalysators hoch, was die Produktionskosten erhöht; der Enzymkatalysator kann im Reaktionsprozess leicht inaktiviert oder deaktiviert werden; zudem befindet sich das Verfahren derzeit noch im Laborstadium. Daher bedarf es weiterer Forschung und Entwicklung, um diese Probleme zu lösen, bevor es in der industriellen Produktion eingesetzt werden kann.

Die biologische Fermentation ist ein weiteres neues Verfahren, das in den letzten Jahren entwickelt wurde. Dabei werden Mikroorganismen als Katalysatoren eingesetzt, um Propylen in Propylenoxid umzuwandeln. Das Verfahren bietet zahlreiche Vorteile. So können beispielsweise nachwachsende Rohstoffe wie landwirtschaftliche Abfälle als Ausgangsstoffe genutzt werden; die Umweltbelastung ist gering, der Energieverbrauch gering; die Reaktionsbedingungen sind mild; durch die Veränderung von Mikroorganismen können auch andere wichtige chemische Ausgangsstoffe und Zwischenprodukte hergestellt werden. Darüber hinaus werden biologisch abbaubare, ungiftige Verbindungen als Reaktionslösungsmittel eingesetzt oder es wird lösungsmittelfrei gearbeitet, um einen nachhaltigen und umweltschonenden Betrieb zu gewährleisten. Trotz der vielen Vorteile sind jedoch noch einige Probleme zu lösen. So muss der mikrobielle Katalysator ausgewählt und geprüft werden; die Umwandlungsrate und Selektivität des mikrobielle Katalysators sind relativ gering; die Kontrolle der Prozessparameter zur Gewährleistung eines stabilen Betriebs und einer hohen Produktionseffizienz muss weiter untersucht werden; außerdem bedarf es weiterer Forschung und Entwicklung, bevor dieses Verfahren in der industriellen Produktion eingesetzt werden kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass chemische Syntheseverfahren trotz ihrer langen Geschichte und vielfältigen Anwendungsaussichten 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 jedoch noch weitere 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 die F&E-Investitionen in diese Verfahren verstärken, um ihre Wirtschaftlichkeit und Anwendungsaussichten zu verbessern, bevor die Produktion im großen Maßstab realisiert wird.