يُعد أكسيد البروبيلين مادة خام كيميائية ووسيطة مهمة، ويُستخدم على نطاق واسع في إنتاج بوليولات البولي إيثر، وبوليولات البوليستر، والبولي يوريثان، والبوليستر، والملدنات، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، وغيرها من الصناعات. ينقسم إنتاج أكسيد البروبيلين حاليًا إلى ثلاثة أنواع رئيسية: التخليق الكيميائي، والتخليق التحفيزي الإنزيمي، والتخمير البيولوجي. لكل طريقة من هذه الطرق خصائصها ومجالات تطبيقها الخاصة. في هذه الورقة، سنحلل الوضع الحالي واتجاهات تطوير تكنولوجيا إنتاج أكسيد البروبيلين، وخاصةً خصائص ومزايا هذه الطرق الثلاث، ونقارن الوضع في الصين.

أولاً، تُعد طريقة التخليق الكيميائي لأكسيد البروبيلين طريقة تقليدية، تتميز بتقنيات متطورة، وبساطة عملية، وانخفاض تكلفتها. كما أنها ذات تاريخ طويل وآفاق تطبيقية واسعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام طريقة التخليق الكيميائي لإنتاج مواد خام كيميائية مهمة أخرى، مثل أكسيد الإيثيلين، وأكسيد البيوتيلين، وأكسيد الستايرين. ومع ذلك، فإن لهذه الطريقة بعض العيوب. على سبيل المثال، عادةً ما يكون المحفز المستخدم في العملية متطايرًا ومسببًا للتآكل، مما قد يُسبب تلفًا للمعدات وتلوثًا بيئيًا. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب عملية الإنتاج استهلاكًا كبيرًا للطاقة وموارد المياه، مما يزيد من تكلفة الإنتاج. لذلك، لا تُناسب هذه الطريقة الإنتاج واسع النطاق في الصين.

ثانيًا، تُعدّ طريقة التخليق التحفيزي الإنزيمي طريقةً جديدةً طُوّرت في السنوات الأخيرة. تستخدم هذه الطريقة الإنزيمات كمحفزات لتحويل البروبيلين إلى أكسيد البروبيلين. وتتميز هذه الطريقة بالعديد من المزايا، منها على سبيل المثال، ارتفاع معدل التحويل وانتقائية المحفز الإنزيمي؛ وانخفاض التلوث وانخفاض استهلاك الطاقة؛ وإمكانية إجرائها في ظروف تفاعل معتدلة؛ كما تُمكّن من إنتاج مواد خام كيميائية مهمة أخرى ومواد وسيطة عن طريق تغيير المحفزات. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم هذه الطريقة مركباتٍ قابلةً للتحلل الحيوي وغير سامة كمذيبات للتفاعل أو في ظروف خالية من المذيبات لضمان تشغيل مستدام مع تأثير بيئي منخفض. على الرغم من مزايا هذه الطريقة العديدة، إلا أنها لا تزال تواجه بعض المشاكل التي تحتاج إلى حل. على سبيل المثال، ارتفاع سعر المحفز الإنزيمي، مما يزيد من تكلفة الإنتاج؛ وسهولة تعطيله أو إبطاله أثناء التفاعل؛ بالإضافة إلى ذلك، لا تزال هذه الطريقة في مرحلة التجارب المخبرية حاليًا. لذلك، تحتاج هذه الطريقة إلى مزيد من البحث والتطوير لحل هذه المشاكل قبل تطبيقها في الإنتاج الصناعي.

أخيرًا، تُعد طريقة التخمير البيولوجي طريقةً جديدةً طُوّرت في السنوات الأخيرة. تستخدم هذه الطريقة الكائنات الدقيقة كمحفزات لتحويل البروبيلين إلى أكسيد البروبيلين. تتميز هذه الطريقة بالعديد من المزايا. على سبيل المثال، يُمكن لهذه الطريقة استخدام موارد متجددة، مثل النفايات الزراعية، كمواد خام؛ وتتميز بتلوث منخفض واستهلاك منخفض للطاقة؛ ويمكن إجراؤها في ظروف تفاعل معتدلة؛ كما يُمكنها إنتاج مواد خام كيميائية مهمة أخرى ومواد وسيطة عن طريق تغيير الكائنات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم هذه الطريقة مركبات غير سامة قابلة للتحلل الحيوي كمذيبات للتفاعل أو في ظروف خالية من المذيبات لضمان تشغيل مستدام مع تأثير بيئي منخفض. على الرغم من مزايا هذه الطريقة العديدة، إلا أنها لا تزال تواجه بعض المشكلات التي تحتاج إلى حل. على سبيل المثال، يجب اختيار محفز الكائنات الدقيقة وفحصه؛ ومعدل تحويل وانتقائية محفز الكائنات الدقيقة منخفضان نسبيًا؛ ويجب إجراء المزيد من الدراسات حول كيفية التحكم في معايير العملية لضمان تشغيل مستقر وكفاءة إنتاج عالية؛ كما تحتاج هذه الطريقة إلى مزيد من البحث والتطوير قبل تطبيقها في مرحلة الإنتاج الصناعي.

في الختام، على الرغم من التاريخ العريق وآفاق التطبيق الواسعة لطرق التخليق الكيميائي، إلا أنها تواجه بعض المشاكل، مثل التلوث وارتفاع استهلاك الطاقة. وتُعدّ طريقتا التخليق التحفيزي الإنزيمي والتخمير البيولوجي طريقتين جديدتين تتميزان بانخفاض التلوث وانخفاض استهلاك الطاقة، إلا أنهما لا تزالان بحاجة إلى مزيد من البحث والتطوير قبل تطبيقهما في مرحلة الإنتاج الصناعي. علاوة على ذلك، لتحقيق إنتاج واسع النطاق لأكسيد البروبيلين في الصين مستقبلًا، يجب تعزيز الاستثمار في البحث والتطوير في هذه الطرق لتحسين كفاءتها الاقتصادية وآفاق تطبيقها قبل تحقيق الإنتاج واسع النطاق.