一种从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法，涉及合成产物分离提纯技术领域，该分离方法包括解聚、悬浮结晶、固液分离与洗涤、L

【技术实现步骤摘要】
一种从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法


[0001]本专利技术涉及合成产物分离提纯
，更具体的是涉及一种从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法


技术介绍

[0002]丙交酯的生产和开发利用在近几年得到了越来越广泛的重视，其原因主要是利用丙交酯的开环聚合是制备高分子量聚乳酸(PLA)的有效方法，并且高分子量聚乳酸的制备过程中，为了获得更高的分子量和产品性能，对原料丙交酯的杂质如异构体、水分、酸度等要求非常严格。作为聚乳酸的中间原料丙交酯沸点高、凝固点高、具有热敏性、极易吸水发生开环反应，精制纯化难度很大，是合成工艺的主要技术难点所在，其制备成本的高低、纯度的高低、酸度及水分的多少决定了高分子质量聚乳酸的成本和纯度，这也是影响丙交酯工业化的主要因素之一。目前工业上能有效分离提纯丙交酯主要通过精馏、结晶或精馏与结晶耦合的方法。
[0003]因为由丙交酯及其同分异构体、乳酸、水分及杂质组成的物质体系在温度较高的精馏过程中容易发生副反应，如丙交酯水解生成乳酸、乳酸低聚生成水、乳酸低聚物的酯交换、水解生成乳酸等，所以精馏过程发生的副反应会降低产品得率，同时副产物增多，后续分离更为困难；而且通过精馏分离降低丙交酯产品中的酸度非常困难，设备投资和能耗巨大，如公开号为WO95/09879的专利或公开号为CN107531663的专利公开的精馏的分离方法。
[0004]针对精馏方法的不足，研究人员开发了通过结晶分离提纯丙交酯的方法，如公开号为US5264592的专利及公开号为CN208426686的专利均公开了熔融结晶的分离方法。虽然上述专利通过结晶方法能得到较高纯度的丙交酯，但其酸度去除比较有限，且收率较低，甚至大部分为间歇结晶操作使得产品纯度波动较大。
[0005]基于精馏或结晶分离方法各自的缺点，研究人员将精馏与结晶耦合，先通过精馏再结晶或者先通过结晶再精馏的方法分离提纯丙交酯。公开号为CN110498787的专利公开了：先通过精馏再通过熔融结晶的方式分离提纯丙交酯，由于大量的原料先通过精馏分离，使得更多物料在精馏中产生副反应而降低收率，再者静态熔融结晶为间歇操作，产品纯度波动较大且酸度及其它杂质去除率较低。另外公开号为CN112500389的专利公开了：先结晶后精馏的方式分离提纯丙交酯，该专利技术虽然减少了先精馏的副反应带来的收率低，得到了通过结晶产出较高纯度和较低酸度的丙交酯产品，但其是结晶
‑
精馏
‑
结晶的步骤，没能在第一次结晶就得到L
‑
丙交酯产品，在一定程度上同样由于大部分有效组分在精馏过程中产生副反应降低了产品的得率，而且最后的结晶过程为静态结晶或降膜结晶，产品纯度的稳定性得不到有效保障、能耗较高、操作间歇而繁锁。
[0006]现有技术及现有专利中涉及精馏、结晶或精馏与结晶耦合的三种方式来分离提纯丙交酯，该三种分离提纯方式均不能同时解决丙交酯得率低、丙交酯纯度波动较大且酸度及其它杂质去除率较低的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于：为了解决现有分离提纯丙交酯提成方式存在的不能同时解决丙交酯得率低、丙交酯纯度波动较大且酸度及其它杂质去除率较低技术问题，本专利技术提供一种从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法。
[0008]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法，包括如下步骤：
[0010]S1、将乳酸低聚物经解聚反应过程后得到粗丙交酯；
[0011]S2、将步骤S1中得到的粗丙交酯经过固液混合、固液分离及洗涤过程后，得到L
‑
丙交酯产品和滤液，滤液再经过悬浮结晶及晶浆分离过程后得到固相物料和母液，固相物料返回到固液混合过程，母液一部分返回悬浮结晶过程，另一部分进入下一步L
‑
丙交酯回收精馏处理；
[0012]S3、将步骤S2中得到的母液部分经L
‑
丙交酯回收精馏处理后，得到低聚物重组分、L
‑
丙交酯的回收物料及M
‑
丙交酯的较轻组分；低聚物重组分返回至步骤S1中的解聚反应过程；
[0013]S4、将步骤S3中得到的L
‑
丙交酯的回收物料经层式结晶处理过程后，得到排出系统外的富集D
‑
丙交酯，以及去除富集D
‑
丙交酯并提浓后的浓缩L
‑
丙交酯回收物料，浓缩L
‑
丙交酯回收物返回至步骤S2中的固液混合过程；
[0014]S5、将步骤S3中得到的M
‑
丙交酯的较轻组分经M
‑
丙交酯浓缩精馏过程后，得到排出系统外的乳酸轻组分、L
‑
丙交酯物料以及M
‑
丙交酯的浓缩物料；L
‑
丙交酯物料返回至步骤S3中L
‑
丙交酯回收精馏处理过程，M
‑
丙交酯的浓缩物料侧向进入洗重分离过程后，得到塔釜排出的物料及塔顶收集的M
‑
丙交酯产品，塔釜排出的物料返回至M
‑
丙交酯浓缩精馏过程；
[0015]S6、将步骤S2中得到的L
‑
丙交酯产品与步骤S5中得到的M
‑
丙交酯产品按不同比例配置，得到供下游聚合生产各种不同牌号聚乳酸的丙交酯产品。
[0016]其中，M
‑
丙交酯为meso
‑
丙交酯的简写。
[0017]进一步地，步骤S1中的乳酸低聚物(流股00)与步骤S3中的低聚物重组分(流股09)一并进入解聚反应精馏塔中进行解聚反应得到粗丙交酯，该过程中操作温度和操作压力分别控制在180～220℃和0.1～5mbarA，保持停留时间控制在2～4h。
[0018]具体来说，解聚过程采用的是反应精馏的工艺，即下段为反应釜，上段为精馏塔。该工艺使乳酸低聚物解聚产生的丙交酯迅速脱离出解聚系统，从而有效避免了生成的丙交酯继续解聚或聚合或消旋。其中，乳酸低聚物原料为专利技术专利CN113461915所生产的产品。
[0019]进一步地，所述粗丙交酯包括按质量百分比的如下组分：乳酸0.5～2.5wt％、L
‑
丙交酯86.0～95.0wt％、M
‑
丙交酯2.0～6.0wt％、D
‑
丙交酯0.1～0.6wt％及重组分2.0～5.0wt％。
[0020]进一步地，步骤S2中，粗丙交酯(流股01)与来自晶浆分离过程的固相物料(流股06)在混合罐中混合得到混合物料(流股02)，控制混合罐的温度为88～96℃，该混合物料(流股02)连续送至洗涤塔，洗涤塔循环管路的压力控制在最大6公斤逆流洗涤晶床并产出≥99.5wt％、酸值为≤3.1meq/kg的L
‑
丙交酯产品(流股04)，并通过活塞的滤网排出85～92wt％的滤液(流股03)，滤液与离心机的母液(流股07)一并进入悬浮结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将乳酸低聚物经解聚反应过程后得到粗丙交酯；S2、将步骤S1中得到的粗丙交酯经过固液混合、固液分离及洗涤过程后，得到L
‑
丙交酯产品和滤液，滤液再经过悬浮结晶及晶浆分离过程后得到固相物料和母液，固相物料返回到固液混合过程，母液一部分返回悬浮结晶过程，另一部分进入下一步L
‑
丙交酯回收精馏处理；S3、将步骤S2中得到的母液部分经L
‑
丙交酯回收精馏处理后，得到低聚物重组分、L
‑
丙交酯的回收物料及M
‑
丙交酯的较轻组分；低聚物重组分返回至步骤S1中的解聚反应过程；S4、将步骤S3中得到的L
‑
丙交酯的回收物料经层式结晶处理过程后，得到排出系统外的富集D
‑
丙交酯，以及去除富集D
‑
丙交酯并提浓后的浓缩L
‑
丙交酯回收物料，浓缩L
‑
丙交酯回收物返回至步骤S2中的固液混合过程；S5、将步骤S3中得到的M
‑
丙交酯的较轻组分经M
‑
丙交酯浓缩精馏过程后，得到排出系统外的乳酸轻组分、L
‑
丙交酯物料以及M
‑
丙交酯的浓缩物料；L
‑
丙交酯物料返回至步骤S3中L
‑
丙交酯回收精馏处理过程，M
‑
丙交酯的浓缩物料侧向进入洗重分离过程后，得到塔釜排出的物料及塔顶收集的M
‑
丙交酯产品，塔釜排出的物料返回至M
‑
丙交酯浓缩精馏过程；S6、将步骤S2中得到的L
‑
丙交酯产品与步骤S5中得到的M
‑
丙交酯产品按不同比例配置，得到供下游聚合生产各种不同牌号聚乳酸的丙交酯产品。2.根据权利要求1所述的从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法，其特征在于，步骤S1中的乳酸低聚物与步骤S3中的低聚物重组分一并进入解聚反应精馏塔中进行解聚反应得到粗丙交酯，该过程中操作温度和操作压力分别控制在180～220℃和0.1～5mbarA，保持停留时间控制在2～4h。3.根据权利要求1或2所述的从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法，其特征在于，所述粗丙交酯包括按质量百分比的如下组分：乳酸0.5～2.5wt％、L
‑
丙交酯86.0～95.0wt％、M
‑
丙交酯2.0～6.0wt％、D
‑
丙交酯0.1～0.6wt％及重组分2.0～5.0wt％。4.根据权利要求1所述的从乳酸低聚物中制备丙交酯的方法，其特征在于，步骤S2中，粗丙交酯与来自晶浆分离过程的固相物料在混合罐中混合得到混合物料，控制混合罐的温度为88～96℃，该混合物料连续送至洗涤塔，洗涤塔循环管路的压力控制在最大6公斤逆流洗涤晶床，并产出≥99.5wt％、酸值为≤3.1meq/kg的L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翀，税欣，郭一鹏，敖平，
申请(专利权)人：江苏科富恺机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：