本实用新型专利技术公开了一种乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应装置，属于聚乳酸生产技术领域。通过一级转炉水解反应器内的螺带和本体的转动，及时将上游裂解环化反应器中呈粘稠状半流体态的物料转移出来，既避免了裂解环化反应器发生凝固和/或结焦现象，又保证了粘稠物料在炉内的充分混合和受热均匀，有效促进一级水解反应的进行，最终进入二级水解反应釜前的物料粘度被大大降低，搅拌器搅拌的阻力相应减少，节省了电能，同时由于二级水解反应釜内传质、传热的改善，以及酸度增加引发的自催化现象，使得二级水解反应将会更为迅速和彻底。本实用新型专利技术的负荷调整弹性大、操作简单、设备投资小、节能，最终可以有效提高乳酸的利用率或丙交酯的总收率。丙交酯的总收率。丙交酯的总收率。
【技术实现步骤摘要】
一种乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应装置
[0001]本技术属于聚乳酸生产
，涉及一种乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应装置。
技术介绍
[0002]聚乳酸是以乳酸为单体聚合而成的一种生物可降解的新型的聚酯类高分子化合物，其可在微生物或生物体内酶或酸、碱的催化下水解，最终形成二氧化碳和水，实现在自然界中的循环，对人体无害无毒，对环境无污染，是极具发展潜力的可降解材料。在应用方面，聚乳酸除了可被应用于医药医疗器械材料领域，还可被用于膜制品领域，例如可被制成农用地膜、购物袋、快递袋、包装袋、保鲜袋等，也可被用于加工成烃资源回收用井下工具构件、暂堵剂材料等。由此可见，聚乳酸作为一种新兴的可降解材料，具有可观的经济效益和良好的应用前景，也是解决塑料废弃物对环境污染以及缓解石油资源短缺的有效途径。
[0003]目前，聚乳酸的合成主要沿用两种方法：乳酸直接缩聚和乳酸通过中间体丙交酯间接缩聚。直接缩聚法由于体系中存在杂质且乳酸缩聚反应是可逆反应，很难得到高分子量的聚乳酸。间接缩聚法合成聚乳酸，不需引入特殊助剂，产物分子量可高达数十万乃至数百万。因此，间接缩聚法是目前全球使用最多的聚乳酸生产方法。但是，间接缩聚生产工艺冗长，反应条件苛刻，对设备要求很高。特别是乳酸原料裂解成环反应器生成的气相丙交酯时，乳酸并不能完全转化为丙交酯，会产生一部分更高分子量的乳酸低聚物，同时也会发生高温氧化炭化等副反应。这些副反应产物通常为深褐色的粘稠液体，随着物料体系粘度的增加，如不能及时给予排出，会造成反应釜底部的凝固和/或结焦，导致管线堵塞，进而严重影响丙交酯的收率和纯度。一般来说，在乳酸到丙交酯的单程转化过程中，会有30％转变为底物，若将其废弃排放，则增加了生产丙交酯的原料成本，且对环境造成破坏。因此，本领域迫切需要提供一种高效的水解乳酸低聚体裂解环化底物的方法，以提高丙交酯的总收率，以及减少对环境的污染。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应装置。
[0005]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：一种乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应装置，包括一级转炉水解反应器，二级水解反应釜，液体过滤器和降膜蒸发器；
[0006]所述一级转炉水解反应器的进料端设有进料口，连接有裂解环化底物管道、乳酸预聚工艺蒸出水管道，以及回流水泵的出口，其出料端设有出料口，连接有二级水解反应釜的进料管道，出料端外侧也设有2#加热套，且2#加热套与1#加热套通过管道连通，以免物料在此凝固和形成堵塞；
[0007]所述二级水解反应釜内部设有搅拌器、进料管、盘管加热器和溢流堰；搅拌器连接
有2#驱动电机，带动搅拌器旋转搅拌；进料管的入口连接有一级转炉水解反应器出料端出口，其出口插入到二级水解反应釜的底部，靠近底面处；盘管加热器处于二级水解反应釜的液面以下，为水解反应提供热量；溢流堰设置在二级水解反应釜的上部，反应液由此溢流出反应釜；
[0008]所述液体过滤器的入口连接有二级水解反应釜的溢流堰出口，其固相出口连接有废固管道，其液相出口连接有所述降膜蒸发器上部液相入口；
[0009]所述降膜蒸发器底部的出口依次连接有1#气液分离器和循环泵的入口，循环泵的出口管道分成两个支路分别连接有降膜蒸发器上部液相入口和水解产物管道；1#气液分离器顶部的气相出口依次连接有一级冷凝器、2#气液分离器、二级冷凝器、3#气液分离器和真空泵的入口，3#气液分离器的液相出口依次连接有2#气液分离器和回流水泵的入口。
[0010]进一步地，一级转炉水解反应器本体呈筒状结构，外侧设有1#加热套，沿本体的轴向设置转轴，转轴连接有1#驱动电机，由1#驱动电机带动转轴，进而带动本体和螺带转动，所述螺带沿中心轴的轴向呈螺旋状缠绕布设在中心轴上；
[0011]进一步地，所述一级转炉水解反应器内的反应液粘度，要远大于二级水解反应釜内的反应液粘度，采用螺带驱动其流动性；二级水解反应釜内的反应液粘度，又远大于降膜蒸发器内的液体粘度，搅拌器采用适合高粘度液体的锚式搅拌器来驱动其流动性。
[0012]进一步地，所述二级冷凝器采用低温冷冻剂为冷媒，以避免容易凝固的物质进入真空泵。
[0013]进一步地，经过一级转炉水解反应器和二级水解反应釜充分水解后的反应产物的脱水，采用了适合高粘度、高热敏性的物料的降膜蒸发器，来对其进行真空蒸发。
[0014]进一步地，一级转炉水解反应器和二级水解反应釜内注入的反应水，分别来自于上游的乳酸预聚单元的管道和降膜蒸发器的工艺蒸出水，两者的水中都含有少量乳酸，呈酸性。
[0015]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0016]本技术的负荷调整弹性大、操作简单、设备投资小、节能，通过一级转炉水解反应器内的螺带的转动，及时将上游裂解环化反应器中呈粘稠状半流体态的物料转移出来，可有效避免物料因反应程度的进一步加剧而裂解环化反应器在发生凝固和/或结焦现象，呈粘稠状半流体态的物料在螺带的带动下向前行进，在行进过程中其会逐渐水解，同时，炉体的转动会增大了受热的均匀性和促进反应物料的进一步混合和反应，最终进入二级水解反应釜前的反应液经一级水解反应后，其粘度已大大降低，从而降低了二级水解反应釜内锚式搅拌器搅拌时的阻力，节省了电能，同时由于二级水解反应釜内传质传热的改善，水解反应将更为迅速和彻底，最终可以有效提高丙交酯的收率，此外，自于上游的乳酸预聚单元和降膜蒸发器的工艺蒸出水中都含有少量乳酸，可以催化上述的水解反应，因此乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应将无需再额外添加任何的酸来催化，简化了工艺，减少了废水量，也节省了运行成本。
附图说明
[0017]图1为本技术的一种乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应装置的结构示图。
[0018]图中，1
‑
二级水解反应釜；2
‑
盘管加热器；3
‑
溢流堰；4
‑
搅拌器；5
‑
进料管；6
‑
一级
转炉水解反应器；7
‑
1#加热套；8
‑
螺带；9
‑
回流水泵；10
‑
降膜蒸发器；11
‑
液体过滤器；12
‑
1#气液分离器；13
‑
循环泵；14
‑
一级冷凝器；15
‑
2#气液分离器；16
‑
二级冷凝器；17
‑
3#气液分离器；18
‑
真空泵；19
‑
2#加热套；20
‑
出料端；21
‑
进料端；22
‑
1#驱动电机；23
‑
本体；24
‑
转轴；25
‑
2#驱动电机；30
‑
尾气管道；31...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种乳酸低聚体裂解环化底物的水解反应装置，包括一级转炉水解反应器(6)，二级水解反应釜(1)，液体过滤器(11)和降膜蒸发器(10)；其特征在于，所述一级转炉水解反应器(6)的进料端(21)设有进料口，连接有裂解环化底物管道(32)、乳酸预聚工艺蒸出水管道(31)，以及回流水泵(9)的出口，其出料端(20)设有出料口，连接有二级水解反应釜(1)的进料管(5)，出料端(20)外侧也设有2#加热套(19)，且2#加热套(19)与1#加热套(7)通过管道连通，以免物料在此凝固和形成堵塞；所述二级水解反应釜(1)内部设有搅拌器(4)、进料管(5)、盘管加热器(2)和溢流堰(3)；搅拌器(4)连接有2#驱动电机(25)，带动搅拌器(4)旋转搅拌；进料管(5)的入口连接有一级转炉水解反应器(6)出料端(20)出口，其出口插入到二级水解反应釜(1)的底部，靠近底面处；盘管加热器(2)处于二级水解反应釜(1)的液面以下，为水解反应提供热量；溢流堰(3)设置在二级水解反应釜(1)的上部，反应液由此溢流出反应釜；所述液体过滤器(11)的入口连接有二级水解反应釜(1)的溢流堰(3)出口，其固相出口连接有废固管道(33)，其液相出口连接有所述降膜蒸发器(10)上部液相入口；所述降膜蒸发器(10)底部的出口依次连接有1#气液分离器(12) 和循环泵(13)的入口，循环泵(13)的出口管道分成两个支路分别连接有降膜蒸发器(10)上部液相入口和水解产物管道(34)；1#气液分离器(12)顶部的气相出口依次连接有一级冷凝器(14)、2#气液分离器(15)、二级冷凝器(16)、3#气液分离器(17)和真空泵(18)的入口...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬慧雄，屈艳莉，赵秋松，王佳琪，热娜，
申请(专利权)人：华陆工程科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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