CN101979389B - 一种丙交酯的分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丙交酯的分离装置,其技术要点在于:一端封闭的L形筒体外部设置有筒体外夹套,与测温口相对设置的上升汽入口设置在筒体封闭段的中部,排液接口设置在筒体封闭段的底部,筒体的封闭段和开口段分别设置有真空接口;分离装置用于分离时,液相在重力的作用下自动分离从排液接口排出,固体组分从出料口排出。本发明液固自动分离、产品纯度高、保温功能强,同时具有操作弹性大,适应范围广,生产能力高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及化工过程中的分离装置,具体涉及一种分离丙交酯的装置,属于化工设备技术领域。
背景技术
聚乳酸是以乳酸为单体经化学合成的新型生物降解性高分子材料,其无毒、无刺激性,具有优良的生物相容性,可生物分解、吸收,强度高,可塑性好,易加工成型。聚乳酸在生物体内经过酶分解,最终形成二氧化碳和水,不会在重要器官聚集,因此成为医学领域最具吸引力的材料之一。
丙交酯是间接法合成聚乳酸的中间体,其纯度和生产成本直接影响聚乳酸产品的性能和成本。丙交酯的合成分为两步。首先是单体乳酸缩聚生成低聚物,然后低聚物在一定温度和压力下解聚成环,生成丙交酯。丙交酯的精制是开环聚合工艺中的关键技术。丙交酯粗品呈淡黄色,含有少量的乳酸、乳酸低聚物和水等杂质。
丙交酯的提纯方法主要有重结晶法(Jellinek H. Aspects of Degradation and Stabilization of Polymers[J]. Elsevier, New York, 1978: 1~38)、气助蒸发法(Gruber, et al. Continuous process for the manufacture of a purified lactide from esters of lactic acid [P].US:5247059, 1993-9-21)和水解法(Sicco De Vos, Arnhem N L. Stable lactide particles[P]. US: 11987259, 2007-11-28)。以上工艺均较繁琐,设备复杂,丙交酯损失较大。精馏的方法要相对简单,适于丙交酯的连续化工业生产。但是精馏塔顶的初馏组分水和乳酸冷凝为液体,产品丙交酯则极易冷却为固体,使操作过程复杂,不利于分离和收集产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种丙交酯的分离装置,该装置对于产品为固态,初馏组分为液态的情形特别适用,具有液固自动分离、产品纯度高、保温功能强的优点,克服了现有技术的主要不足。
本发明实现过程如下:
一种丙交酯的分离装置,其特征在于:一端封闭的L形筒体(7)外部设置有筒体外夹套(8),与测温口(5)相对设置的上升汽入口(2)设置在筒体(7)封闭段的中部,排液接口(1)设置在筒体(7)封闭段的底部,筒体(7)的封闭段和开口段分别设置有真空接口(4,6);分离装置用于分离时,液相在重力的作用下自动分离从排液接口(1)排出,固体组分从出料口(3)排出。
L形筒体(7)夹角在70—85°之间;筒体(7)封闭段与上升汽入口(2)管路之间的角度在70—85°之间,实验证明,该交叉角度选择75°较佳。
上升汽入口(2)的直径与筒体(7)直径的比值为K1,取值范围为0.3—0.12,最好为0.25。
上升汽入口(2)插入筒体(7)的高度为筒体(7)1/3—1/4直径,最好为1/4。
筒体直径与筒体外夹套直径的比值为K2,取值范围为0.5—0.8,最好为0.6。
筒体(7)出料口(3)用用螺栓和螺母与法兰密封。
上升汽入口(2)与排液口(1)之间的中心间距为3—5倍筒体(7)直径,最好为3倍。
本发明具有操作弹性大、适应范围广、生产能力高的特点,尤其对于产品为固态,初馏组分为液态的情形如丙交酯的分离特别适应,具有液固自动分离、产品纯度高、保温功能强的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明丙交酯分离装置由排液接口1、上升汽入口2、出料口3、真空接口4和6、测温口5、筒体7、筒体外夹套8组成。
本发明丙交酯分离装置的工作原理如下:
在一定温度和真空度下,低聚乳酸在反应釜中解聚,粗丙交酯蒸汽(包含水、乳酸、丙交酯和线性乳酸二聚体和多聚体)从釜顶进入精馏塔,精馏塔顶出来的初馏分是水、乳酸,其次是产品丙交酯,挥发性小的线性乳酸二聚体和多聚体在精馏塔底富集。精馏塔顶的蒸汽通过分离装置的上升汽入口(2)进入筒体上方,调节筒体外夹套(8)内水的温度,使蒸汽中的水和乳酸冷凝为液体,丙交酯冷却为固体,由于重力作用液体顺着筒体(7)流下至筒体(7)尾部,固体丙交酯则聚集在筒体(7)上端,液体聚集在筒体(7)尾部,由排液接口(1)流出,向弯管方向倾斜分离装置使固体丙交酯从出料口(3)排出。
本发明的技术方案,其装置的材质可以为Q235、102、304或316L。本实施例的方案中,选择的分离装置材质为316L。本发明的技术方案,在实施分离丙交酯和乳酸的实践中,得以充分的证明。
分离装置各部分采用的技术参数为:
筒体直径为200mm;
筒体与上升汽入口之间的夹角为75°;
上升汽入口的直径按 K1的取值为0.25时,取为50mm;
上升汽入口其插入筒体的高度按1/4筒体直径选,取值为50mm;
筒体外夹套直径,按K2的取值为0.6时,取值为340mm;
上升汽入口与排液口之间的中心间距为600mm;
按上述参数,实施本发明的技术方案,精馏塔填料采用乱堆,其总高度为1000mm,分为两段;釜底的加热总功率为4Kw,分为两组,油浴加热;采用减压精馏,在N2保护下进行操作,以防止物料氧化;釜底250℃,塔顶170℃,真空710-715mmHg,得到丙交酯的纯度为99.83%
从上述实例可以看出,使用本发明方便,不用切换收集馏分,固液自动分离,保温性能优异,生产工艺过程简便。
Claims (8)
1.一种丙交酯的分离装置,其特征在于:一端封闭的L形筒体(7)外部设置有筒体外夹套(8),与测温口(5)相对设置的上升汽入口(2)设置在筒体(7)封闭段的中部,排液接口(1)设置在筒体(7)封闭段的底部,筒体(7)的封闭段和开口段分别设置有真空接口(4,6);分离装置用于分离时,液相在重力的作用下自动分离从排液接口(1)排出,固体组分从出料口(3)排出。
2.根据权利要求1所述的丙交酯的分离装置,其特征在于:L形筒体(7)夹角在70—85°之间。
3.根据权利要求2所述的丙交酯的分离装置,其特征在于:筒体(7)封闭段与上升汽入口(2)管路之间的角度在70—85°之间。
4.根据权利要求3所述的丙交酯的分离装置,其特征在于:上升汽入口(2)的直径与筒体(7)直径的比值为K1,取值范围为0.3—0.12。
5.根据权利要求4所述的丙交酯的分离装置,其特征在于:上升汽入口(2)插入筒体(7)的高度为筒体(7)1/3—1/4直径。
6.根据权利要求3所述的丙交酯的分离装置,其特征在于:筒体直径与筒体外夹套(8)直径的比值为K2,取值范围为0.5—0.8。
7.根据权利要求3所述的丙交酯的分离装置,其特征在于:筒体(7)出料口(3)用螺栓和螺母与法兰密封。
8.根据权利要求1至7任意之一所述的丙交酯的分离装置,其特征在于:上升汽入口(2)与排液口(1)之间的中心间距为3—5倍筒体(7)直径。
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