CN105228994A - 用于从包含粗丙交酯的物流收取和改善内消旋丙交酯的生产的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及由包含粗丙交酯的物流收取和生产内消旋丙交酯的工艺，其包含如下步骤：a.使起始的粗丙交酯物流进行第一蒸馏步骤以获得：-主要包含内消旋丙交酯的顶部物流，-底部物流，和-主要包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的侧线物流；b.收取所述侧线物流并使所述物流进行熔体结晶步骤以获得：-主要包含L-丙交酯的第一经纯化物流，和-主要包含内消旋丙交酯和L-丙交酯的排放物流；c.收取由步骤(a)产生的顶部物流和由步骤(b)产生的排放物流；d.使顶部物流和排放物流进行第二蒸馏步骤以获得包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的第二经纯化物流。
Description
技术领域
本发明涉及用来从致力于被纯化以生产L-丙交酯和/或D-丙交酯的包含粗丙交酯的物流收取无杂质和重质化合物的内消旋丙交酯的工艺。
本发明还涉及以高收率联合生产L-丙交酯和内消旋丙交酯，并且最后本发明进一步涉及如在本工艺中使用的用于内消旋丙交酯和L-丙交酯的这样的收取的设备。
背景技术
随着对环境的关注的增长，可生物降解聚合物作为常规的且不太可降解的合成聚合物例如聚烯烃和聚氨酯的替代品正变得越来越具有商业价值。可生物降解聚合物在包装和纺织品领域中的使用因此正稳定增长。因此，大量研究涉及这些可生物降解材料的合成。在各种各样的可生物降解聚合物中，聚丙交酯(PLA)是最常使用和研究的之一。
PLA是基于乳酸的脂肪族聚酯，乳酸是通过糖和/或淀粉的发酵获得的。PLA因此来源于可再生的植物而且是通过堆肥而可生物降解的。
PLA是由丙交酯通过开环聚合制备的。作为乳酸的二聚环状酯的丙交酯本身又是通过如下形成的：使含水乳酸脱水以形成低聚物的混合物，然后将该混合物解聚来形成丙交酯。为了制备高品质的PLA，使用高纯度的丙交酯是非常重要的。因此，在可发生开环聚合反应以制备高品质的PLA之前，丙交酯需要被纯化到高的程度。
已知多种丙交酯纯化工艺，其通常如在US5,521,278、US5,357,034、US5,214,159中那样包含一个或多个集成的蒸馏、冷凝和熔体结晶步骤。
然而，它们之中没有一个提出在由待纯化的粗丙交酯物流以高收率生产L-丙交酯的同时改善内消旋丙交酯的生产。
还众所周知的是，随着在PLA聚合物方面日益增长的需求，看起来，在对映结构体L-和D-方面具有各种各样浓度的一系列PLA聚合物正越来越令人感兴趣；但是需要用于获得这样类型的聚合物并且主要是避免对于D-丙交酯或内消旋丙交酯实施第二聚合单元的的容易的手段。
目前，对于涉及L-丙交酯的通常应用，要求让这样的L-丙交酯具有高的光学纯度；得到这样的纯度的通常工艺需要分离内消旋丙交酯的步骤。不得不需要控制被拿去用于聚合步骤的丙交酯物流中的D-对映结构体的比例。
控制丙交酯物流中L-和D-对映结构体的比率也是重要的。
已知，将内消旋丙交酯从丙交酯物流除去具有降低D-对映结构体的比例的效果，这导致更具结晶性的等级的聚丙交酯的产生。在新的应用中，越来越令人感兴趣的是获得具有低的D-对映结构体含量的共聚物，因而拓宽为了覆盖其中可使用PLA的不同应用而需要的PLA等级的范围；取决于期望的最终用途，那些PLA等级可包含范围从约1重量％到超过10重量％的各种量的D-对映结构体。
在制备主要基于L-丙交酯对映异构体的PLA的通常工艺中，这些工艺包含粗丙交酯的纯化步骤以从粗丙交酯物流选择性地分离L-丙交酯对映结构体。
关于内消旋丙交酯，其也被从粗丙交酯流分离，但是分离的物流还将包含某些杂质例如水、乳酸以及乳酸的二聚物和三聚物。
在使用通常的分离方法如蒸馏和/或熔体结晶的情况下，在内消旋丙交酯物流中存在一定浓度的杂质。尽管通常的实践是将含有杂质的内消旋丙交酯物流以不高于约15重量％的比例与纯的L-丙交酯物流共混，但是这导致产生较低结晶性的聚丙交酯，并且这是为什么以这样的工艺收取的很多或所有内消旋丙交酯被简单地丢弃的原因，并且因此，这使丙交酯的总收率急剧降低。本领域中已经想到了解决方案，但是它们不令人满意。
因此，本发明的一个目标是提供从粗丙交酯物流收取经纯化的单独的或者在L-丙交酯存在下的内消旋丙交酯的工艺，所述经纯化的内消旋丙交酯具有对于将这样的内消旋丙交酯与经纯化的L-丙交酯流共混以制备能用于其中需要存在D-对映异构体的不同应用的合适的PLA聚合物而言有限量的酸杂质，其含量以mEq/kg的形式表示并且不超过50mEq/kg，优选低于30mEq/kg且最优选低于15mEq/kg。
本发明的另外一个目标是提供这样的工艺：其中用该收取的内消旋丙交酯获得的聚合物未呈现现有技术的缺点。
本发明的进一步目标是提供使得能够将所收取的内消旋丙交酯用于和L-丙交酯共混的工艺。
本发明的还进一步的目标是将丙交酯的总收率(能聚合的丙交酯/所进料的粗丙交酯)提到至等于或高于90％且最优选地高于95％的高的值。所谓丙交酯，其指的是L-丙交酯、D-丙交酯和内消旋丙交酯。
最后，本发明的一个目标是提供运行本发明工艺的设备。
所述目标的至少一个通过本发明完成。
申请人现已发现，已经从其基本上除去了某些杂质如水、乳酸、乳酸低聚物、催化剂衍生物、浅色和深色杂质例如糖、营养物质、蛋白质和氨基酸的内消旋丙交酯是用于制备包含L-和D-对映结构体的合适的PLA等级的D-对映结构体的来源。
本发明的用于从包含粗丙交酯物流收取和生产内消旋丙交酯的工艺包括如下步骤：
a.使起始的粗丙交酯物流(A)进行第一蒸馏步骤以获得：
-主要包含内消旋丙交酯的顶部物流(B)，
-底部物流(C)，和
-主要包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的侧线物流(D)；
b.收取侧线物流(D)并使所述物流进行熔体结晶步骤以获得：
-主要包含L-丙交酯的第一经纯化物流(E)，和
-主要包含内消旋丙交酯和L-丙交酯的排放(drain)物流(F)；
c.收取顶部物流(B)和排放物流(F)；
d.使顶部物流(B)和排放物流(F)进行第二蒸馏步骤以获得包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的第二经纯化物流(G)。
附图说明
图1显示具有两个蒸馏操作系统的根据本发明的工艺的流程图。
图2显示具有三个蒸馏操作系统的根据本发明的工艺的流程图，其中在第三蒸馏塔的顶部处取出经纯化的丙交酯。
图3显示具有三个蒸馏操作系统的根据本发明的工艺的流程图，其中在第三蒸馏塔的底部处取出经纯化的丙交酯。
具体实施方式
本发明提供由包含粗丙交酯的物流的纯化而收取内消旋丙交酯的工艺。根据本发明，包含丙交酯的物流的来源可变化。在这点上，观察到，可由其制备PLA的丙交酯可以通过各种各样的路径获得。例如，所述物流可由丙交酯生产、由再循环的丙交酯或PLA、或由PLA的脱挥发份作用得到。待纯化的包含丙交酯的物流可以通过两步骤聚合/解聚过程来制备，其中首先将来自进料来源的乳酸聚合成相对低分子量聚乳酸，然后将该聚乳酸加热(通常在催化剂的存在下加热)，以使所述低分子量聚乳酸解聚为丙交酯。丙交酯通常将作为蒸气产物物流的组分被收取，该物流还将包含杂质例如水、乳酸和乳酸的低聚物。需要将这些杂质从所述蒸气产物物流除去，因为它们能够与丙交酯一起参与开环反应，因此导致丙交酯的较低品质和收率。
待根据本工艺纯化的粗丙交酯物流可包括L-丙交酯、D-丙交酯、内消旋丙交酯和它们的混合物。优选地，所述粗丙交酯物流主要包含L-丙交酯。
根据本发明，收取和生产内消旋丙交酯(主要以混合物内消旋丙交酯和L-丙交酯的形式)的第一步骤(a)是通过将粗丙交酯物流(31)通入分离单元例如蒸馏塔(10)中而进行的。优选地，所述蒸馏塔是多级蒸馏塔。所述蒸馏塔可以是任何类型的已知蒸馏塔例如板式塔或填料塔。优选地，所述蒸馏塔是填料塔。通常，所述蒸馏塔具有在6-30范围内的理论级数(NTS)。
第一步骤(a)适宜地在80-180℃范围内、优选地在100-160℃范围内的温度及在3-50毫巴绝对压力的范围内、优选地在7-20毫巴绝对压力的范围内的压力下进行。
待纯化的包含丙交酯的物流(A)中的挥发性较高的组分与挥发性较低的组分如L-丙交酯、乳酸的低聚物和重质杂质相比更容易通过蒸馏塔(10)的顶部蒸发，所述挥发性较高的组分形成物流(B)，所述挥发性较低的组分将通过所述蒸馏塔的底部(底部物)和侧取线(侧线馏分，sidedraw)被收取。因此，通常被确认为水、乳酸、催化剂衍生物和气态丙交酯如内消旋丙交酯的所述挥发性较高的组分将运动到所述塔的上部部分并且将通过管道(1)被排出。还已知的是，所述蒸馏塔的收率对于通过管道(1)排出的挥发性最高的组分的类型有影响；例如，所述塔较低的收率(典型地低于90％)将增加L-丙交酯的分数；相反地，如果所述塔的收率高于95％，则存在的丙交酯的分数显著减少并且可能不必要将基本上无丙交酯的所述顶部物流(B)输送到第二蒸馏系统。通常，流经管道(1)的挥发性最高的组分的顶部物流(B)之后被送至可以包含一个或多个蒸馏塔的进一步的蒸馏系统。第一蒸馏塔(10)的上部部分优选地连接到冷凝单元，在所述冷凝单元中各种各样的挥发性组分被冷凝并且主要包含水、内消旋丙交酯、L-丙交酯和乳酸。
均是在第一步骤(a)中获得的所述包含丙交酯的液体级分和所述挥发性较低的组分在蒸馏塔(10)的下部部分中被处理并且通过侧取线或底部被取出，分别形成物流(D)和(C)。
在通过管道(1)将塔(10)的具有所述挥发性较高的组分的的顶部物流(B)排出及通过管道(2)将所述挥发性较低的组分经由底部物流(C)(其或者被水解和送回乳酸单元，或者适宜地被再循环到整个工艺的低聚步骤)取出之后，然后，步骤(a)的包含大量丙交酯的级分适宜地被经由侧取线从蒸馏塔(10)取出并且构成流经管道(3)的侧线物流(D)，其被送到其中进行熔体结晶(4)的单元。
适宜地，通过管道(3)经由侧取线取出的所述包含丙交酯的级分可包含在90-99.5重量％范围内、优选地在95-99重量％范围内的L-丙交酯和在0-10重量％范围内、优选地在0-5重量％范围内的内消旋丙交酯，基于侧取线的所述包含丙交酯的级分的总质量流速。适宜地，侧取线的所述包含丙交酯的级分具有在1-100范围内、优选地在10-50范围内的L-丙交酯对内消旋丙交酯的比率。
在经由(3)通过侧取线取出的包含丙交酯的级分不是在液相中而是在蒸气相中的情况下，可实施冷凝单元以处理该蒸气相即包含丙交酯的级分。
将如在步骤(a)中获得的管道(3)的包含丙交酯的物流(D)的至少一部分进行熔体结晶(4)以收取主要包含L-丙交酯的通过管道(5)的经纯化的包含丙交酯的物流(E)，和在管道(7)中的包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的排放物流(F)。
熔体结晶(4)适宜地在具有冷表面的熔体结晶单元中连续进行，并且适宜地在串联的一个或多个结晶单元中进行。根据本发明可使用任何类型的无需溶剂的熔体结晶单元，同时结晶过程可以以连续模式或间歇模式或者还在准连续操作模式下实施。可以用在本发明设备中的熔体结晶单元的合适实例包括，静态、降膜和悬浮熔体结晶单元。技术人员还将理解，本发明的设备中可使用不同类型的熔体结晶子单元的各种各样的组合、以及不同类型的熔体结晶阶段。
适宜地，熔体结晶(4)在如下温度下进行：该温度保持在冷冻结晶温度和范围远低于丙交酯沸点的温度的范围内。
适宜地，管道(5)中流动的物流中的内消旋丙交酯含量在0-1重量％范围内、优选地在0-0.5重量％范围内。
适宜地，在结晶单元(4)中，将液体的体积通过管道(7)排出到外部，形成主要包含内消旋丙交酯和L-丙交酯的排放物流(F)。
根据本发明工艺的步骤(b)和(c)，来自蒸馏塔(10)的流经管道(1)的顶部物流(B)被收取并且主要包含内消旋丙交酯，同时在管道(7)中流动的排放物流(F)也被收取并且主要包含L-丙交酯和内消旋丙交酯。根据本发明的工艺，已经发现，对于输送或视情况而定合并富含L-丙交酯和内消旋丙交酯但是包含有限量的作为重质且粘性的组分的杂质的两个级分存在兴趣。
根据本发明的工艺，将两个物流(B)和(F)输送或合并并在一个或多个蒸馏操作系统中进行蒸馏操作。优选地，所述系统包含蒸馏塔(20)，其是多级蒸馏塔。所述蒸馏塔可以是任何类型的已知蒸馏塔例如板式塔或填料塔。优选地，所述蒸馏塔是填料塔。
在该蒸馏操作系统中使用仅一个蒸馏塔的情况下，所述单独的蒸馏塔(20)适宜地在100-185℃范围内的温度和在3-50毫巴绝对压力范围内的压力下操作。通常，该蒸馏塔(20)具有20-50个理论级。
根据具有一个蒸馏塔(20)的本发明工艺的一个实施方案，将主要包含水和乳酸的挥发性较高的组分通过管道(11)蒸发用于进一步处理，同时通过管道(8)收取具有10-50重量％的D-对映结构体含量的经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯的混合物，而挥发性较低的组分将运动到所述塔的下部部分并且将通过管道(12)被取出用于进一步处理(其尤其包括再循环)或者简单地清除。
在本发明的一个优选实施方案中，从塔(20)收取两个物流，具有挥发性较高的组分如乳酸和水的第一物流(H)通过管道(11)被蒸发并且具有挥发性较低的组分的第二物流(I)通过管道(12)被取出，其被送到第三蒸馏塔(30)，在第三蒸馏塔(30)中通过管道(8)收取顶部物流(J)，顶部物流(J)包含具有10-50重量％、优选20-40重量％的D-对映结构体含量的经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯的混合物，并且通过管道(14)取出底部物流用于进一步处理(其尤其包括再循环)或简单地清除。
根据本发明的工艺，管道(8)的经纯化的物流(J)被收取并且包含高纯度的L-丙交酯和内消旋丙交酯。该所收取的经纯化的包含丙交酯的物流包含95-99.9重量％丙交酯且更加优选98-99.9重量％丙交酯。适宜地，该待收取的经纯化的包含丙交酯的物流(J)具有在0-100ppm且更优选0-50ppm范围内的水含量，基于该经纯化的包含丙交酯的物流的总质量流速。适宜地，该经纯化的包含丙交酯的物流具有0.1-30mEq/kg且优选0.5-15mEq/kg和最优选0.5-10mEq/kg的残余酸度。
管道(8)的这样的物流(J)可成功地与其它L-丙交酯经纯化级分以各种各样的比例共混以覆盖期望范围的PLA聚合物等级。
根据本发明的工艺，丙交酯的总收率出乎预料地可等于或高于90％和甚至高于95％，这相对于本领域中的其它工艺是一个相当大的优势。
本发明还涉及用于纯化包含粗丙交酯的物流的设备，其包含：
-第一分离单元(10)，其包含一个或多个入口，一个或多个出口，和用于从所述分离单元取出一个或多个包含丙交酯的级分的一个或多个侧取线，所述分离单元可在需要时包含冷凝手段；
-熔体结晶单元(4)，其包含一个或多个入口和一个或多个出口；
-第二分离单元(20)，其包含用于收集分离单元(10)的顶部物流和熔体结晶(4)的排放物流的一个或多个入口，和一个或多个出口；
-任选地，第三分离单元(30)，其包含用于收集分离单元(20)的底部物流的一个或多个入口，和用于收取经纯化的丙交酯的物流的一个或多个出口。
根据一个实施方案，所述设备包含：
第一分离单元(10)，其包含一个或多个入口，一个或多个出口，和用于从所述分离单元取出一个或多个包含丙交酯的级分的一个或多个侧取线；
-熔体结晶单元(4)，其包含一个或多个入口和一个或多个出口；
-第二分离单元(20)，其包含用于收集分离单元(10)的顶部物流(B)和熔体结晶(4)的排放物流(F)的一个或多个入口，和用于将一方面的包括丙交酯的轻质组分与另一方面的重质组分分离的一个或多个出口；
-第三分离单元(30)，其包含用于收集分离单元(20)的具有轻质组分和丙交酯的顶部物流的一个或多个入口和用于收取经纯化的丙交酯的物流(L)的一个或多个出口。
根据另一个实施方案，所述设备包含：
-第一分离单元(10)，其包含一个或多个入口，一个或多个出口，和用于从所述分离单元取出一个或多个包含丙交酯的级分的一个或多个侧取线；
-熔体结晶单元(4)，其包含一个或多个入口和一个或多个出口；
-第二分离单元(20)，其包含用于收集分离单元(10)的顶部物流(B)和熔体结晶(4)的排放物流(F)的一个或多个入口，和用于取出一方面的轻质组分和另一方面的包括丙交酯的重质组分的一个或多个出口；
-第三分离单元(30)，其包含用于收集分离单元(20)的具有重质组分和丙交酯的底部物流的一个或多个入口和用于收取经纯化的丙交酯的物流(L)的一个或多个出口。
分离单元(10)、(20)和(30)可合适地是任何如之前描述的蒸馏塔。优选地，所述分离单元是多级蒸馏塔。通常，所述蒸馏塔是填料式蒸馏塔(填充蒸馏塔)，其填料优选为可商购得到的填料例如ROMBOPACKS6M、BS-500MN、A3-500。
图1中示出了本发明的一个实施方案。
在图1中，将包含粗丙交酯的物流(A)通过管道31引导到蒸馏塔(10)。在蒸馏塔(10)中，包含粗丙交酯的物流(A)经历多步骤分馏过程，从而获得挥发性较高的组分例如水、乳酸、内消旋丙交酯和挥发性较低的组分例如乳酸的低聚物和液态丙交酯。所述挥发性较高的组分被经由管道(1)从塔(10)取出并且形成主要包含水、乳酸、内消旋丙交酯的顶部物流(B)，，而所述挥发性较低的组分将运动到蒸馏塔(10)的下部部分并且通过管道(2)被取出。
包括挥发性组分的包含丙交酯的级分则被通过侧取线经由管道(3)取出并且在液相下被引入到熔体结晶单元(4)中。在熔体结晶单元(4)中，通过管道(5)收取经纯化的包含L-丙交酯的物流(E)，和通过管道(7)取出主要包含内消旋丙交酯和L-丙交酯的排放物流(F)。
将流经管道(7)的排放物流(F)和塔(10)的流经管道(1)的顶部物流(B)输送、或者合并(如果期望如此的话)、并且送至蒸馏塔(20)，从而获得通过管道(11)取出的具有挥发性较高的组分的顶部物流(H)、通过管道(12)取出的具有挥发性较低的组分的物流(I)并且通过管道(8)收取物流(G)，其包含不含杂质的经纯化的L-丙交酯、D-丙交酯和内消旋丙交酯，这对于丙交酯的聚合效率是一个优势。
在图2中示出了本发明的一个优选实施方案，在图中将包含丙交酯的物流(B)和(F)通过管道(1)和(7)供应到分离单元(20)，在分离单元(20)中使所述包含丙交酯的物流(B)和(F)两者经历蒸馏操作、优选地在包含10-40、优选15-30个理论级并且在120-175℃、优选145-165℃的温度下和在10-40毫巴绝对压力的压力下操作的填料塔中经历蒸馏操作，，从而获得通过管道(11)明确地(限定地，definitely)取出的具有挥发性较高的组分的顶部物流(H)和通过管道(12)取出的具有挥发性较低的组分、包括所有丙交酯物种的物流(I)，所述物流(I)被供应到包含6-20个理论级并且在120-185℃、优选145-175℃的温度下和在5-20毫巴绝对压力的压力下操作的第三蒸馏塔(30)、优选填料塔，从其通过管道(8)收取包含L-丙交酯、D-丙交酯和内消旋丙交酯和不超过50mEq/kg的有限量的其它杂质的经纯化的丙交酯物流(J)，同时通过管道(14)明确地取出挥发性较低的组分用于进一步处理如再循环或简单地清除。
经纯化的丙交酯物流(J)通过管道(8)的取出可位于在塔(30)的顶部附近的任何合适的位置处或甚至作为侧取线位于在位于在该蒸馏塔的顶部和所述蒸馏塔(30)的填料的顶部之间的点处，以最大化丙交酯的收取。
根据一个实施方案，经纯化的丙交酯物流(J)可在位于所述蒸馏塔的顶部和所述蒸馏塔的上部填料床的底部之间的点处作为侧线馏分从所述蒸馏塔取出。
根据另一个实施方案，经纯化的丙交酯物流(J)可在位于所述蒸馏塔的上部填料床的底部和中部填料床的顶部之间的点处作为侧线馏分从所述蒸馏塔取出。
在通过管道(8)的经纯化的丙交酯物流(J)不是位于所述塔的顶部而是作为侧线馏分位于塔(30)的顶部附近的情况下，可将气态清除物流从塔(30)的顶部取出，以改善通过管道(8)的经纯化的丙交酯物流(J)的纯度。
根据本发明的工艺的另一个实施方案，如图3中所示，可修改分离或蒸馏单元(20)和其操作条件以具有包含6-20个理论级并且在120-185℃、优选145-175℃的温度下和在5-20毫巴绝对压力的压力下操作的蒸馏塔(20)、优选填料塔，以收取流经管道(11)并且包含挥发性较高的组分和所有丙交酯物种的顶部物流(H)，同时将重质物通过底部物流(I)在管道(12)中取出用于进一步处理；然后将塔(20)的顶部物流(H)通过管道(11)供应至包含10-40、优选15-30个理论级并且在120-175℃、优选145-165℃的温度下和在10-40毫巴绝对压力的压力下操作的蒸馏塔(30)、优选填料塔，从其由底部物流通过管道(14)收取包含L-丙交酯、D-丙交酯和内消旋丙交酯和不超过50mEq/kg的有限量的其它杂质的经纯化的丙交酯物流(L)，同时通过流经管道(8)的顶部物流明确地取出轻质组分如乳酸和水(K)。
在本发明的工艺的无论哪一实施方式中蒸馏塔(20)和(30)两者在结合时都具有通常在5-40范围内的理论级数。特别地，所述蒸馏塔是填料塔；然而致力于挥发性最高的组分例如乳酸和水的明确(最后，definitive)除去的塔优选地包含10-40个理论级、更优选15-30个理论级并且在120-175℃的温度下和在10-40毫巴绝对压力的压力下操作，而致力于重质组分的明确取出的塔优选地包含6-20个理论级并且在120-185℃的温度下和在5-20毫巴绝对压力的压力下操作。
本发明的优势之一是，收取包含不超过50mEq/kg、优选低于30mEq/kg和更优选低于20mEq/kg的有限量的杂质的经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯的物流，这导致丙交酯的更有效率的聚合。
通过本发明的工艺收取的经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯具有低于100ppm、优选地低于50ppm的水含量和包含在0.1和30mEq/kg之间、首选地包含在0.5和10mEq/kg之间的残余酸度。
在实现本发明的工艺的这些优选实施方案的无论哪一个时，考虑到优化蒸馏塔以在所需的能量供应和所要收取的产品的降解的最小化之间进行平衡，在不背离本发明的工艺的情况下可调节致力于挥发性最高的组分的明确除去的蒸馏塔的操作条件和更特别地丙交酯物流的入口温度，。
还充分理解，本发明的工艺还可应用于用于制备基于D-丙交酯对映异构体的PLA的工艺。
通过下列非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例
分析方法
在实施例中，乳酸、内消旋丙交酯、L-丙交酯、杂质、L2A和低聚物(>2A)含量通过气相色谱法测定。样品是在乙腈中制备的并且在注入之前，甲硅烷基化步骤是必要的。
水含量是通过卡尔·费歇尔滴定法测定的。
残余酸度是通过比色滴定，使用甲醇钠作为滴定剂、酚红作为指示剂及丙酮作为溶剂测定的。
将粗丙交酯物流(其组成在表1中给出)注入到蒸馏塔(10)中，蒸馏塔(10)在该塔的顶部上装备有回流系统并且在该塔的底部处装备有再沸器。该蒸馏塔填充有2.7米的作为金属片填料的规整填料ROMBOPACKS6M，其产生3.5个理论级/米。使该粗丙交酯物流经历这样的蒸馏条件：根据所述蒸馏条件，通过管道(1)收取馏出物，然后将其冷凝，同时通过管道(2)取出底部产物并且将其再循环到乳酸单元。
塔(10)的操作条件如下：
进料温度：114℃
顶部温度：111℃
侧线馏分温度：132℃
底部温度：172℃
顶部压力：9毫巴绝对压力
将气态丙交酯物流通过管道(3)作为侧线馏分取出，然后冷凝，之后供应到熔体结晶单元(4)，从其收取通过管道(5)的经纯化的L-丙交酯物流，同时将熔体结晶(4)的排放物流通过管道(7)输送并且与管道(1)的物流合并(该合并物流的组成在下表1中给出)，之后供应至蒸馏塔(20)，蒸馏塔(20)填充有产生30个理论级的规整填料BS-500MN并且处于以下操作条件下：
进料温度：138℃
顶部温度：123℃
底部温度：152℃
顶部压力：20毫巴绝对压力
并且从蒸馏塔(20)在管道(11)中收取包括乳酸和水的具有挥发性较高组分的顶部物流，并且通过管道(12)取出包括挥发性较低的组分的物流并将其送到进一步的蒸馏塔(30)，蒸馏塔(30)填充有产生13个理论级的规整填料A3-500并且处于下列操作条件下：
进料温度：151℃
顶部温度：119℃
底部温度：155℃
顶部压力：10毫巴绝对压力
并且从蒸馏塔(30)通过管道(8)收取经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯的物流，其D-对映异构体含量为35.2％。
表1
Claims (16)
1.用于从包含粗丙交酯的物流收取和生产内消旋丙交酯的工艺，其包含以下步骤：
a.使起始的粗丙交酯物流(A)进行第一蒸馏步骤以获得：
-主要包含内消旋丙交酯的顶部物流(B)，
-底部物流(C)，和
-主要包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的侧线物流(D)；
b.收取侧线物流(D)并使所述物流进行熔体结晶步骤以获得：
-主要包含L-丙交酯的第一经纯化物流(E)，和
-主要包含内消旋丙交酯和L-丙交酯的排放物流(F)；
c.收取顶部物流(B)和排放物流(F)；
d.使顶部物流(B)和排放物流(F)进行第二蒸馏步骤以获得包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的第二经纯化物流(G)。
2.根据权利要求1的工艺，其中第一蒸馏步骤(a)在蒸馏塔、优选多级蒸馏塔中进行，所述多级蒸馏塔包含6-30的理论级数。
3.根据权利要求2的工艺，其中步骤(a)的蒸馏在80-180℃的温度和3-50毫巴绝对压力的压力下进行。
4.根据权利要求1-3的工艺，其中使从步骤(a)的蒸馏收取的侧线物流(D)经历在丙交酯冰点和低于丙交酯沸点的温度的范围内操作的熔体结晶步骤。
5.根据权利要求1-4的工艺，其中将物流(B)和(F)输送并且进一步进行第二蒸馏步骤以获得其D-对映结构体的含量为10-50％的包含L-丙交酯和内消旋丙交酯的第二经纯化物流(G)。
6.根据权利要求5的工艺，其中第二蒸馏步骤在一个或超过一个蒸馏塔、优选多级蒸馏塔中进行。
7.根据权利要求5的工艺，其中进行第二蒸馏步骤使得收取两个物流：具有残余乳酸和水的顶部物流(H)；和包含包括所有的丙交酯物种的剩余物的底部物流(I)，底部物流(I)被送到第三蒸馏步骤，在第三蒸馏步骤中顶部物流被收取并且包含经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯的混合物(J)，其D-对映结构体的含量为10-50％。
8.根据权利要求7的工艺，其中将第三蒸馏步骤的包含经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯的混合物的物流(J)在位于蒸馏塔的顶部和所述蒸馏塔的填料的顶部之间的点处作为侧线物流从所述蒸馏塔取出。
9.根据权利要求5的工艺，其中进行第二蒸馏步骤使得收取两个物流：具有重质组分的底部物流，其被取出；和具有残余乳酸、水和所有丙交酯物种的顶部物流(H)，其然后被送到第三蒸馏步骤，在第三蒸馏步骤中收取：包含乳酸和水的顶部物流(K)；和底部物流(L)，底部物流(L)包含经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯的混合物，其D-对映结构体的含量为10-50％。
10.根据权利5-9的工艺，其中致力于挥发性最高的组分如乳酸和水的明确除去的蒸馏塔包含10-40的理论级数并且在120-175℃的温度和10-40毫巴绝对压力的压力下操作。
11.根据权利要求5-9的工艺，其中致力于重质组分的明确取出的蒸馏塔包含6-10的理论级数并且在120-185℃的温度和5-20毫巴绝对压力的压力下操作。
12.根据权利要求1-11的工艺，其中使粗丙交酯物流(A)在具有6-30个理论级并且在80-180℃和3-50毫巴绝对压力下操作的填料塔中进行蒸馏步骤，从该填料塔收取：顶部物流(B)；侧线物流(D)，其进一步进行熔体结晶步骤以主要收取L-丙交酯；和底部物流(C)，其被取出用于进一步处理，所述顶部物流(B)主要包含内消旋丙交酯，所述顶部物流(B)与熔体结晶的排放物流(F)然后被进料至包括具有10-40个理论级并且在120-175℃和10-40毫巴绝对压力下操作的第一填料式蒸馏塔的第二蒸馏步骤，以收取包含乳酸和水的顶部物流(H)，同时底部物流(I)被送到具有6-20个理论级并且在120-185℃和5-20毫巴绝对压力下操作的第二填料式蒸馏塔，以在所述第二塔的顶部处收取经纯化的内消旋丙交酯和L-丙交酯的物流(J)，同时取出包含重质组分、和丙交酯低聚物的底部物流。
13.通过如权利要求1-11任一项中所述的工艺收取的经纯化的L-丙交酯和内消旋丙交酯，其中它们的水含量低于100ppm、优选低于50ppm，并且它们的残余酸度为0.1-30mEq/kg、优选0.5-10mEq/kg。
14.用于纯化包含粗丙交酯的物流的设备，其包含：
-第一分离单元(10)，其包含一个或多个入口，一个或多个出口，和用于从所述分离单元取出一个或多个包含丙交酯的级分的一个或多个侧取线；
-熔体结晶单元(4)，其包含一个或多个入口和一个或多个出口；
-第二分离单元(20)，其包含用于收集分离单元(10)的顶部物流(B)和熔体结晶(4)的排放物流(F)的一个或多个入口，和一个或多个出口；
-任选地，第三分离单元(30)，其包含：用于收集分离单元(20)的丙交酯级分的一个或多个入口，和用于收取经纯化的丙交酯的物流的一个或多个出口。
15.根据权利要求14的设备，其包含
-第一分离单元(10)，其包含一个或多个入口，一个或多个出口，和用于从该分离单元取出一个或多个包含丙交酯的级分的一个或多个侧取线；
-熔体结晶单元(4)，其包含一个或多个入口和一个或多个出口；
-第二分离单元(20)，其包含用于收集分离单元(10)的顶部物流(B)和熔体结晶(4)的排放物流(F)的一个或多个入口，和用于分离一方面的包括丙交酯的轻质组分和另一方面的重质组分的一个或多个出口；
-第三分离单元(30)，其包含用于收集分离单元(20)的具有轻质组分和丙交酯的顶部级分的一个或多个入口，和用于收取经纯化的丙交酯的物流(L)的一个或多个出口。
16.根据权利要求14的设备，其包含
-第一分离单元(10)，其包含一个或多个入口，一个或多个出口，和用于从所述分离单元取出一个或多个包含丙交酯的级分的一个或多个侧取线；
-熔体结晶单元(4)，其包含一个或多个入口和一个或多个出口；
-第二分离单元(20)，其包含用于收集分离单元(10)的顶部物流(B)和熔体结晶(4)的排放物流(F)的一个或多个入口，和用于取出一方面的轻质组分和另一方面的包括丙交酯的重质组分的一个或多个出口；
-第三分离单元(30)，其包含：用于收集分离单元(20)的具有重质组分和丙交酯的底部级分的一个或多个入口，和用于收取经纯化的丙交酯的物流的一个或多个出口。
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