CN115504956A - 一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法 - Google Patents
一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115504956A CN115504956A CN202110693028.8A CN202110693028A CN115504956A CN 115504956 A CN115504956 A CN 115504956A CN 202110693028 A CN202110693028 A CN 202110693028A CN 115504956 A CN115504956 A CN 115504956A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glycolide
- heat exchange
- film evaporator
- glycolic acid
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound O=C1COC(=O)CO1 RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 145
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000011552 falling film Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 6
- 239000013014 purified material Substances 0.000 claims description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 98
- 239000000463 material Substances 0.000 description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 36
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 27
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 23
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 14
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 5
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- RMIODHQZRUFFFF-UHFFFAOYSA-N methoxyacetic acid Chemical compound COCC(O)=O RMIODHQZRUFFFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000003918 potentiometric titration Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010057040 Temperature intolerance Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- -1 but not limited to Chemical class 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000008543 heat sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007603 infrared drying Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D319/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D319/10—1,4-Dioxanes; Hydrogenated 1,4-dioxanes
- C07D319/12—1,4-Dioxanes; Hydrogenated 1,4-dioxanes not condensed with other rings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
本发明公开了一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法。所述方法包括步骤:使熔融的粗乙交酯经过降膜蒸发器蒸发提纯。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物制备领域,尤其涉及一种提纯精制乙交酯的方法。
背景技术
聚乙醇酸,又称聚乙交酯(polyglycolic acid,简称PGA),是一种生物可降解的脂肪族聚合物。
目前,聚乙醇酸的制备主要有两种工艺路线,其中两步法工艺路线可制得熔体强度较高、相对分子质量较大(例如Mw大于10万)的聚乙醇酸,是目前制备聚乙醇酸较为成熟的工艺路线。但在该工艺路线中,作为乙醇酸的环二聚体的乙交酯的纯度会直接影响最终制得的聚乙醇酸的性能。
在乙交酯的提纯工艺方面,现有的常规技术是重结晶工艺,该工艺采用例如醇类溶剂对粗乙交酯进行洗涤,以除去轻组分杂质(例如乙醇酸甲酯、乙醇酸等),然后在升温条件下采用例如酯类溶剂将物料溶解,再进行降温操作以析出结晶,从而获得精乙交酯。但重结晶工艺难以去除乙醇酸多聚体(例如,乙醇酸的四聚体、五聚体、六聚体等),而为了最大限度地去除乙醇酸多聚体,只能反复多次进行重结晶过程,其需要耗费大量的溶剂,而且也会造成较大的乙交酯损失,收率不高,加之结晶停留时间过长,因此重结晶工艺不利于放大连续化生产。
因此,本领域迫切需要提供一种有效精制乙交酯的方法。
发明内容
本发明旨在提供提纯精制乙交酯的方法。
本发明提供一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法,所述方法包括步骤:使熔融的粗乙交酯经过降膜蒸发器蒸发提纯。
在另一实施方式中,所述熔融的粗乙交酯所经过的降膜蒸发器的温度小于200℃。
在另一实施方式中,所述降膜蒸发器内的压力不超过5kPa,温度比该压力下乙交酯沸点高5-30℃。
在另一实施方式中,所述压力为0.4-4kPa。
在另一实施方式中,所述温度比该压力下乙交酯沸点高10-20℃。
在另一实施方式中,所述降膜蒸发器含有n个换热装置,n为2-10的整数。
在另一实施方式中,所述n个换热装置的温度沿熔融的粗乙交酯流动方向梯度递增。
在另一实施方式中,相邻换热装置温度差为1-10℃;优选2-8℃。
在另一实施方式中,所述换热装置的平均成膜厚度不超过300μm。
在另一实施方式中,所述方法还包括步骤:使用醇类溶剂洗涤蒸发提纯的物料。
据此,本发明提供了一种有效精制乙交酯的方法。
具体实施方式
发明人在长期研发实验中发现,乙交酯在100℃以上,温度越高,越容易因受热而部分自聚合成乙醇酸聚合物。乙交酯在不同温度下的自聚程度达到50%以上所需的时间,请参见下表1。
表1
温度/℃ | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 |
乙交酯自聚程度达50%以上所需的时间/分钟 | 约482 | 约368 | 约135 | 约103 | 约64 |
注:可从受热的乙交酯试样中取样,通过气相色谱分析以测量受热的乙交酯试样中乙交酯的含量,待乙交酯的含量低于50%时,说明乙交酯自聚程度已达到了50%以上。
发明人发现,当乙交酯受热温度达到200℃以上时,约20分钟自聚程度达50%以上。因此,200℃以上的蒸发提纯并不适用于粗乙交酯的提纯,该温度范围下,乙交酯不可避免地将发生严重的自聚合。为此,需将蒸发提纯的温度控制为小于200℃,优选不大于180℃,更优选为不大于160℃。但与此同时温度又不宜过低,因为如果温度过低,达不到特定绝对压力下所对应的乙交酯沸点,乙交酯无法被蒸发出来,也达不到蒸发提纯的目的。
常压下乙交酯的沸点为约330℃,发明人通过选择较高的真空条件使乙交酯的沸点降低至小于200℃。发明人在实验中发现,当绝对压力降低至≤5kPa时,可使乙交酯在小于200℃的温度下蒸发沸腾。下表2示出了不同绝对压力条件下所对应的乙交酯的沸点。
表2
绝对压力/kP<sub>a</sub> | 0.4 | 1.1 | 2.0 | 3.1 | 4.1 | 5.0 |
乙交酯的沸点/℃ | 约150 | 约164 | 约172 | 约180 | 约185 | 约190 |
基于上述表1和表2的实验内容,发明人发现在较高的真空条件下(即绝对压力≤5kPa),采用比该真空条件所对应的乙交酯的沸点高5-30℃的操作温度进行蒸发提纯,不仅可高效地去除掉粗乙交酯中的重组分,还可大大降低乙交酯物料的停留时间,相比于常规的重结晶工艺,可显著减少溶剂的使用量,相应显著减少了对应溶剂的蒸发能耗。在此基础上,完成了本发明。
具体地,本发明提供一种粗乙交酯经提纯而获得精乙交酯的制备方法,包括步骤:
第一步,将熔融的粗乙交酯导入降膜蒸发器得到经蒸发提纯的乙交酯物料;
第二步,洗涤第一步得到的乙交酯物料得到精乙交酯产品。
如本发明所用,“粗乙交酯”可以是通过本领域常规方法得到的一种混合物,以混合物的总重量计,其中乙交酯的含量在99wt%以下,该混合物中还含有重组分杂质和轻组分杂质,重组分杂质一般是指溶解性较差的乙醇酸多聚体,例如乙醇酸的四聚体、五聚体、六聚体等,轻组分杂质一般是指乙醇酸、水、其它酸(例如但不限于,游离态的甲氧基乙酸、游离态的草酸)或残余溶剂等。在本发明的一种实施方式中,上述第一步中的粗乙交酯包含约65-98wt%的乙交酯、1-25wt%的乙醇酸、0.5-1.5wt%的水、0.5-5wt%的乙醇酸多聚体和0-3.5wt%的游离态的甲氧基乙酸和/或游离态的草酸。
在本发明的一种实施方式中,上述第一步的降膜蒸发器含n个(段)换热装置,n可以为2、3、4、5、6、7、8、9、或10。
如本发明所用,所述“换热装置”可以是换热管、换热面等。
上述第一步中熔融的粗乙交酯可以通过本领域常规方法获得,例如但不限于,将粗乙交酯置于90±5℃下使其完全熔融。
上述第一步中一般粗乙交酯导入降膜蒸发器中的进料速率为300-1000g/小时。
上述第一步中降膜蒸发器中的压力一般为真空,例如绝对压力≤5kPa,优选为0.4-4kPa。
上述第一步的蒸发提纯是在与所述真空下乙交酯的沸点相比,提高了5-30℃,优选提高了10-20℃的情况下进行;一般小于200℃,优选不大于180℃,更优选为不大于160℃。
在本发明的一种实施方式中,降膜蒸发器中n个换热装置的温度不同,沿熔融的粗乙交酯流动方向或自上而下梯度递增;所述温度梯度可以是相邻换热装置温度差为1-10℃;优选2-8℃。
在本发明的一个实施例中,当降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为0.4kPa时,将降膜蒸发器的换热面设定为四段换热面,则自上而下各段换热面的温度分别设定为160℃、164℃、168℃、170℃。
在本发明的一个实施例中,当降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为1.1kPa时,将降膜蒸发器的换热面设定为五段换热面,则自上而下各段换热面的温度分别设定为170℃、175℃、178℃、182℃、185℃。
在本发明的一个实施例中,当降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为2.0kPa时,将降膜蒸发器的换热面设定为三段换热面,则自上而下各段换热面的温度分别设定为180℃、186℃、192℃。
在本发明的一个实施例中,当降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为3.1kPa时,将降膜蒸发器的换热面设定为三段换热面,则自上而下各段换热面的温度分别设定为190℃、194℃、196℃。
在本发明的一个实施例中,当降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为4.1kPa时,将降膜蒸发器的换热面设定为四段换热面,则自上而下各段换热面的温度分别设定为190℃、192℃、195℃、198℃。
在本发明的一个实施例中,当降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为5.0kPa时,将降膜蒸发器的换热面设定为二段换热面,则自上而下各段换热面的温度分别设定为195℃、198℃。
在本发明的一种实施方式中,所述降膜蒸发器中物料自上而下沿降膜蒸发器的换热面的平均成膜厚度≤300μm,优选为≤120μm,更优选为≤100μm。
在本发明的一种实施方式中,所述降膜蒸发器中物料在换热面上的蒸发停留时间不超过5min。
上述第二步中的洗涤一般在常温下(10-40℃,优选20-30℃)使用醇类溶剂进行;所述醇类溶剂包括但不限于,无水乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或叔丁醇等。
在本发明的一种实施方式中,上述第二步在洗涤后进行固液分离,并进行干燥得到精乙交酯产品。
可以采用本领域常规的方法进行固液分离,例如但不限于,过滤、抽滤、离心分离等;可以采用本领域常规的方法进行干燥,例如但不限于,真空干燥、烘箱烘干、干燥器干燥或红外线干燥等;在本发明的一种实施方式中,采用真空干燥:绝对压力≤500Pa、40-60℃下干燥1-2小时。
通过本发明方法获得的精乙交酯产品的纯度一般不低于99.5%,酸度不超过200ppm,含水率不高于0.03%,残留溶剂不超过0.3%,乙醇酸多聚体不超过0.1%。
产品中乙交酯、残留溶剂的含量可采用本领域公知的气相色谱分析法来测定,酸度采用本领域公知的电位滴定法(例如,采用自动电位滴定仪)来测定,水的含量可采用卡尔费休水分测定仪来测定。
乙醇酸多聚体的含量测定方法为:于室温下采用丙酮将待测精乙交酯样品溶解(其中,丙酮和待测精乙交酯样品的质量比为10:1),过滤,保留滤渣,后经干燥,测量经干燥后滤渣的质量,以此来计算乙醇酸多聚体占精乙交酯样品的百分含量。
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果,以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明,否则文中使用的所有技术及科学上的字词,均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义,当有冲突情形时,应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制,无论是对或错,均不应以任何方式限制本发明的范围,即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
在本文中,所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征,如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此,数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
在本文中,采用术语“约”来修饰数值时,表示该数值±5%以内测量的误差容限。
本发明提到的上述特征,或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用,只要这些特征的组合不存在矛盾,所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。说明书中所揭示的各个特征,可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明,所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
本发明的主要优点在于:
1、相比于常规重结晶提纯工艺而言,本发明使用的溶剂量少,能显著减少对应溶剂的蒸发能耗。即便采用降膜蒸发器增加了乙交酯的蒸发成本,但由于乙交酯的蒸发潜热明显低于溶剂的蒸发潜热,因此本发明的综合能耗明显小于常规重结晶提纯工艺。
针对现有常规重结晶提纯工艺和本技术在溶剂使用量方面的比较,做出以下说明,以便于理解:
现有常规重结晶提纯工艺:淡黄色粗乙交酯→重结晶工序[醇类溶剂洗涤(投料量约为乙交酯的至少3倍质量),酯类溶剂溶解(投料量约为乙交酯的至少3倍质量)]→产品白色精乙交酯;(溶剂的使用量合计约为乙交酯的至少6倍质量)
本发明提供的方法:淡黄色粗乙交酯→降膜蒸发器(去除重组分,以获得仅含轻组分杂质的乙交酯物料)→多次洗涤(醇类溶剂的使用量约为乙交酯的3-4倍质量)→产品白色精乙交酯;(溶剂的使用量约为乙交酯的3-4倍质量)
2、本发明适用于放大生产,容易被结合至现有的乙交酯制备(包括提纯工艺)工艺流程中,有利于节约工艺流程的改造成本,可实现低碳化生产,具有突出的经济实用性。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。本发明中的重量体积百分比中的单位是本领域技术人员所熟知的,例如是指在100毫升的溶液中溶质的重量(克)。除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
下述实施例中,产品中乙交酯、乙醇酸二聚体、残留溶剂的含量可采用本领域公知的气相色谱分析法来测定,酸度采用本领域公知的电位滴定法(例如,采用自动电位滴定仪)来测定,水的含量可采用卡尔费休水分测定仪来测定。
乙醇酸多聚体的含量测定方法为:于室温下采用丙酮将待测精乙交酯样品溶解(其中,丙酮和待测精乙交酯样品的质量比为10:1),过滤,保留滤渣,后经干燥,测量经干燥后滤渣的质量,以此来计算乙醇酸多聚体占精乙交酯样品的百分含量。
实施例1
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%),于约90℃下完全熔融后,以600g/小时的进料速率将其导入至降膜蒸发器(高30cm、底面直径为10cm)中,该降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为约0.4kPa,降膜蒸发器的换热面为四段换热面,自上而下各段换热面的温度分别设定为约160℃、约164℃、约168℃、约170℃,物料自上而下沿整个换热面的平均成膜厚度为约92μm,物料在整个换热面上的蒸发停留时间为约68s。实验后收集到质量约为原粗乙交酯质量80%的乙交酯(即320g),其纯度为约92.3%,含水率为约0.1%,酸度为约25700ppm,乙醇酸多聚体为约0.02%,乙醇酸二聚体为约5%;残渣及残留在降膜蒸发器换热面的残液的质量约为原粗乙交酯质量20%。
将经降膜蒸发提纯后收集到的乙交酯物料,于常温下,采用无水乙醇进行洗涤,后经抽滤,获得滤饼,重复洗涤、抽滤4次,再将滤饼于绝对压力为约500Pa、40℃下干燥2小时,即制得精乙交酯产品(纯度≥99.5%,酸度≤200ppm,含水率≤0.03%,残留溶剂≤0.3%,乙醇酸多聚体≤0.1%)。
实施例2
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%),于约90℃下完全熔融后,以500g/小时的进料速率将其导入至降膜蒸发器(高45cm、底面直径为10cm)中,该降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为约1.1kPa,降膜蒸发器的换热面为五段换热面,自上而下各段换热面的温度分别设定为约170℃、约175℃、约178℃、约182℃、约185℃,物料自上而下沿整个换热面的平均成膜厚度为约101μm,物料在整个换热面上的蒸发停留时间为约134s。实验后收集到质量约为原粗乙交酯质量75%的乙交酯(即300g),其纯度为约92.1%,含水率为约0.1%,酸度为约24900ppm,乙醇酸多聚体为约0.02%,乙醇酸二聚体为约5.2%;残渣及残留在降膜蒸发器换热面的残液的质量约为原粗乙交酯质量25%。
将经降膜蒸发提纯后收集到的乙交酯物料,于常温下,采用无水乙醇进行洗涤,后经抽滤,获得滤饼,重复洗涤、抽滤4次,再将滤饼于绝对压力为约400Pa、40℃下干燥2小时,即制得精乙交酯产品(纯度≥99.5%,酸度≤200ppm,含水率≤0.03%,残留溶剂≤0.3%,乙醇酸多聚体≤0.1%)。
实施例3
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%),于约90℃下完全熔融后,以700g/小时的进料速率将其导入至降膜蒸发器(高60cm、底面直径为20cm)中,该降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为约2.0kPa,降膜蒸发器的换热面为三段换热面,自上而下各段换热面的温度分别设定为约180℃、约186℃、约192℃,物料自上而下沿整个换热面的平均成膜厚度为约117μm,物料在整个换热面上的蒸发停留时间为约296s。实验后收集到质量约为原粗乙交酯质量68%的乙交酯(即272g),其纯度为约92.7%,含水率为约0.1%,酸度为约23700ppm,乙醇酸多聚体为约0.02%,乙醇酸二聚体为约4.5%;残渣及残留在降膜蒸发器换热面的残液的质量约为原粗乙交酯质量32%。
将经降膜蒸发提纯后收集到的乙交酯物料,于常温下,采用无水乙醇进行洗涤,后经抽滤,获得滤饼,重复洗涤、抽滤3次,再将滤饼于绝对压力为约300Pa、60℃下干燥2小时,即制得精乙交酯产品(纯度≥99.5%,酸度≤200ppm,含水率≤0.03%,残留溶剂≤0.3%,乙醇酸多聚体≤0.1%)。
实施例4
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%),于约90℃下完全熔融后,以980g/小时的进料速率将其导入至降膜蒸发器(高36cm、底面直径为8cm)中,该降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为约3.1kPa,降膜蒸发器的换热面为三段换热面,自上而下各段换热面的温度分别设定为约190℃、约194℃、约196℃,物料自上而下沿整个换热面的平均成膜厚度为约298μm,物料在整个换热面上的蒸发停留时间为约129s。实验后收集到质量约为原粗乙交酯质量61%的乙交酯(即244g),其纯度为约93.2%,含水率为约0.1%,酸度为约25700ppm,乙醇酸多聚体为约0.02%,乙醇酸二聚体为约5%;残渣及残留在降膜蒸发器换热面的残液的质量约为原粗乙交酯质量39%。
将经降膜蒸发提纯后收集到的乙交酯物料,于常温下,采用无水乙醇进行洗涤,后经抽滤,获得滤饼,重复洗涤、抽滤4次,再将滤饼于绝对压力为约500Pa、60℃下干燥1小时,即制得精乙交酯产品(纯度≥99.5%,酸度≤200ppm,含水率≤0.03%,残留溶剂≤0.3%,乙醇酸多聚体≤0.1%)。
实施例5
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%),于约90℃下完全熔融后,以300g/小时的进料速率将其导入至降膜蒸发器(高20cm、底面直径为10cm)中,该降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为约4.1kPa,降膜蒸发器的换热面为四段换热面,自上而下各段换热面的温度分别设定为约190℃、约192℃、约195℃、约198℃,物料自上而下沿整个换热面的平均成膜厚度为约53μm,物料在整个换热面上的蒸发停留时间为约52s。实验后收集到质量约为原粗乙交酯质量55%的乙交酯(即220g),其纯度为约93.5%,含水率为约0.1%,酸度为约24800ppm,乙醇酸多聚体为约0.02%,乙醇酸二聚体为约3.9%;残渣及残留在降膜蒸发器换热面的残液的质量约为原粗乙交酯质量45%。
对经降膜蒸发提纯后的乙交酯物料,于常温下,采用无水乙醇进行洗涤,后经抽滤,获得滤饼,重复洗涤、抽滤3次,再将滤饼于绝对压为约200Pa、60℃下干燥1小时,即制得精乙交酯产品(纯度≥99.5%,酸度≤200ppm,含水率≤0.03%,残留溶剂≤0.3%,乙醇酸多聚体≤0.1%)。
实施例6
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%),于约90℃下完全熔融后,以500g/小时的进料速率将其导入至降膜蒸发器(高40cm、底面直径为10cm)中,该降膜蒸发器中的真空设定为绝对压力为约5.0kPa,降膜蒸发器的换热面为二段换热面,自上而下各段换热面的温度分别设定为约195℃、约198℃,物料自上而下沿整个换热面的平均成膜厚度为约110μm,物料在整个换热面上的蒸发停留时间为约130s。实验后收集到质量约为原粗乙交酯质量50%的乙交酯(即200g),其纯度为约94.3%,含水率为约0.1%,酸度为约23800ppm,乙醇酸多聚体为约0.02%,乙醇酸二聚体为约3.2%;残渣及残留在降膜蒸发器换热面的残液的质量约为原粗乙交酯质量50%。
对经降膜蒸发提纯后收集到的乙交酯物料,于常温下,采用无水乙醇进行洗涤,后经抽滤,获得滤饼,重复洗涤、抽滤3次,再将滤饼于绝对压力为约100Pa、50℃下干燥1.5小时,即制得精乙交酯产品(纯度≥99.5%,酸度≤200ppm,含水率≤0.03%,残留溶剂≤0.3%,乙醇酸多聚体≤0.1%)。
对比例1(常规的蒸馏提纯)
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%)加入至1L的小型蒸馏釜中,于绝压0.5kPa、200℃下搅拌进行蒸发提纯,经过约40分钟,釜底剩余物料出现聚合凝固的现象,无法正常搅拌,此时收集约78g的乙交酯,其纯度为约91.3%,含水率为约0.4%,酸度为约35000ppm,乙醇酸多聚体为约0.2%,乙醇酸二聚体为约4.6%。
上述对比例1为常规的蒸馏提纯,由于乙交酯的热敏性,其在蒸发受热的过程中也在发生自聚反应,以致在0.5kPa、200℃的条件下,釜底乙交酯物料经过约40分钟的蒸发受热,其内部已发生严重的自聚合,并生成大量的乙醇酸多聚体(例如,乙醇酸的四聚体、五聚体、六聚体等),物料体系粘度大大增加,甚至发生凝固现象,无法继续进行蒸发提纯,只能中断,而残留在釜底的物料只能舍弃,不但造成物料的浪费,还要花费大量的人力物力来清理蒸馏釜。
对比例2(常规的重结晶提纯)
取一份粗乙交酯400g(纯度为约90.4%,含水率为约0.1%,酸度为约25000ppm,乙醇酸多聚体为约1%,乙醇酸二聚体为约6%),将其加入至600g的丙酮中,于约60℃下溶解乙交酯,后采用1-3μm的定量滤纸过滤,过滤后的液体以每分钟降低约0.2℃的速率降温至约20℃,再以每分钟降低约0.4-0.5℃的速率降温至约-15℃,以上降温过程总耗时约5小时,待降温至约-15℃时,恒温约1小时,后经抽滤、固液分离即获得乙交酯约200g(收率为约50%),经干燥后,可获得纯度≥99%(酸度为约600ppm,乙醇酸多聚体约0.5%)的精乙交酯产品。若需要获得纯度更高,酸度更低的精乙交酯产品,则需要重复以上重结晶操作至少一次,可获得纯度≥99.5%的精乙交酯产品(酸度≤200ppm,乙醇酸多聚体约0.2%),但是以上重结晶操作重复的次数越多,最终精乙交酯的收率(即最终精乙交酯质量/初始粗乙交酯质量×100%)越低,例如,重复以上重结晶操作1次,最终精乙交酯的收率会降低至约20-30%,不仅造成乙交酯物料的浪费,而且也耗费了大量的丙酮,且整个工艺流程耗时也长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用以限定本发明的实质技术内容范围,本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中,任何他人完成的技术实体或方法,若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同,也或是一种等效的变更,均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
Claims (10)
1.一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法,其特征在于,所述方法包括步骤:使熔融的粗乙交酯经过降膜蒸发器蒸发提纯。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述熔融的粗乙交酯所经过的降膜蒸发器的温度小于200℃。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述降膜蒸发器内的压力不超过5kPa,温度比该压力下乙交酯沸点高5-30℃。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述压力为0.4-4kPa。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述温度比该压力下乙交酯沸点高10-20℃。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述降膜蒸发器含有n个换热装置,n为2-10的整数。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述n个换热装置的温度沿熔融的粗乙交酯流动方向梯度递增。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,相邻换热装置温度差为1-10℃;优选2-8℃。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述换热装置的平均成膜厚度不超过300μm。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤:使用醇类溶剂洗涤蒸发提纯的物料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110693028.8A CN115504956B (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110693028.8A CN115504956B (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115504956A true CN115504956A (zh) | 2022-12-23 |
CN115504956B CN115504956B (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=84499670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110693028.8A Active CN115504956B (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115504956B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116041314A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-05-02 | 新沂市永诚化工有限公司 | 一种粗品环酯纯化制备高纯度环酯的工艺 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130039872A1 (en) * | 2009-12-30 | 2013-02-14 | Peter Daute | Ester preparation with after-treatment |
US20160024043A1 (en) * | 2013-03-11 | 2016-01-28 | Futerro S.A. | Process and Apparatus for Purification of a Stream Containing a Cyclic Ester of an Alpha-Hydroxycarboxylic Acid |
CN107868075A (zh) * | 2016-09-26 | 2018-04-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 乙交酯的精制方法 |
CN109776482A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-21 | 上海新宁生物材料有限公司 | 工业化连续制备高纯度丙交酯的方法 |
CN111548339A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-08-18 | 深圳光华伟业股份有限公司 | 乙醇酸酯制备乙交酯的工艺方法 |
-
2021
- 2021-06-22 CN CN202110693028.8A patent/CN115504956B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130039872A1 (en) * | 2009-12-30 | 2013-02-14 | Peter Daute | Ester preparation with after-treatment |
US20160024043A1 (en) * | 2013-03-11 | 2016-01-28 | Futerro S.A. | Process and Apparatus for Purification of a Stream Containing a Cyclic Ester of an Alpha-Hydroxycarboxylic Acid |
CN107868075A (zh) * | 2016-09-26 | 2018-04-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 乙交酯的精制方法 |
CN109776482A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-21 | 上海新宁生物材料有限公司 | 工业化连续制备高纯度丙交酯的方法 |
CN111548339A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-08-18 | 深圳光华伟业股份有限公司 | 乙醇酸酯制备乙交酯的工艺方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116041314A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-05-02 | 新沂市永诚化工有限公司 | 一种粗品环酯纯化制备高纯度环酯的工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115504956B (zh) | 2024-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI620743B (zh) | 用於純化含α-羥基羧酸環狀酯之物流的方法與設備 | |
US4954621A (en) | Process for producing sucrose fatty acid polyester | |
RU2003137808A (ru) | Способ кристаллизации для получения очищенных ароматических дикарбоновых кислот | |
WO1996040612A1 (en) | Method and apparatus for preparing purified terephthalic acid | |
HU180065B (en) | Process for cleaning terephtalic acid with continuous cristallisation with multistep flas into steam | |
CN115504956A (zh) | 一种粗乙交酯提纯制备精乙交酯的方法 | |
CN114478468B (zh) | 一种精制乙交酯的方法及其所得乙交酯 | |
US20110319660A1 (en) | Method of purifying lactic acid by crystallization | |
US8426615B2 (en) | Method of obtaining lactide | |
US6670501B1 (en) | Process for the production of methyl methacrylate | |
EP3406605B1 (en) | Methods for producing lactide with recrystallization and recycle of meso-lactide | |
US20040211657A1 (en) | Method of purifying 2,6-xylenol and method of producing poly(arylene ether) therefrom | |
US20240043397A1 (en) | Process for the production of lactide | |
CN113135889A (zh) | 粗环状酯的提纯方法 | |
JP2002533424A (ja) | ビスフェノールaの調製方法 | |
US20240343671A1 (en) | Method for lactide and lactic acid recovery at polylactide (pla) production steps | |
US4241034A (en) | Process for purifying cyclic phosphonitrilic chlorides | |
CN115246811B (zh) | 一种纯化乙交酯的连续生产方法 | |
CN112585122B (zh) | 用于制备1,4-脱水山梨糖醇的方法 | |
CN115246812B (zh) | 一种精制乙交酯的方法 | |
KR100761001B1 (ko) | 파라-디옥사논 반응 혼합액으로부터 고순도파라-디옥사논의 분리ㆍ정제방법 | |
CN114621179A (zh) | 乙交酯的合成方法 | |
US5821381A (en) | Low pressure process for purifying crude polyester by sublimation | |
US5705677A (en) | Diphenyl oxalate-phenol adduct, process for producing the adduct and method of producing diphenyl oxalate from the adduct | |
US3697386A (en) | Method of isolating tetraoxane by azeotropic distillation and crystallization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |