CN211383860U - 一种l-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种L‑乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，进料管出料端与蒸馏罐进料端流体导通连接，蒸馏罐出料端通过第一输送管与水解罐进料端导通连接，水解罐出料端与乳酸储存容器进料端流体导通连接；蒸馏罐出气端通过第二输送管与冷却收集罐进气端流体导通连接，冷却收集罐出气端与缓冲罐进气端流体导通连接，缓冲罐出气端与气泵进气端流体导通连接；蒸馏罐外壁上套有导热油加热套，导热油加热套外壁上套有导热材料填充层且导热材料层内设置有与气泵出气端流体导通连接的输气盘管，导热材料填充层外壁上套有保温层。本实用新型利用罐底曝气的方法对蒸馏罐内溶液进行搅拌和辅助加热，有利于溶液内部的丙交酯被快速蒸馏出来，从而提高蒸馏速率。

Description

一种L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置

技术领域

本实用新型涉及丙交酯制备设备技术领域。具体地说是一种L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置。

背景技术

丙交酯是乳酸二步法生产聚乳酸的中间体，在制备过程中，通常采用减压蒸馏的方式将丙交酯从混合物中分离出来。在进行减压蒸馏时，为了加快蒸馏速率，人们通常采用机械搅拌的方式来促进混合物内部的丙交酯浮出表面并转化为气体，然后被抽入冷却收集罐内进行冷凝结晶收集。并且在减压蒸馏时采用的是加热套加热，这会使距离蒸馏罐内壁较近的溶液温度较高，进而是距离蒸馏罐内壁较近的溶液中的丙交酯比较容易被蒸馏出来，而蒸馏罐中心位置溶液中的丙交酯则相对较难被蒸馏出来，为了提高丙交酯的收率只能延长蒸馏时间和搅拌强度，但是搅拌强度对提高丙交酯的收率的影响在搅拌速率达到一定数值之后就显得微不足道了。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，利用罐底曝气的方法对蒸馏罐内溶液进行搅拌和辅助加热，有利于溶液内部的丙交酯被快速蒸馏出来，从而提高蒸馏速率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，包括蒸馏罐、冷却收集罐、缓冲罐、水解罐和气泵；进料管出料端与所述蒸馏罐进料端流体导通连接，所述蒸馏罐出料端通过第一输送管与所述水解罐进料端导通连接，所述水解罐出料端与乳酸储存容器进料端流体导通连接；所述蒸馏罐出气端通过第二输送管与所述冷却收集罐进气端流体导通连接，所述冷却收集罐出气端与所述缓冲罐进气端流体导通连接，所述缓冲罐出气端与所述气泵进气端流体导通连接；所述蒸馏罐外壁上套有导热油加热套，所述导热油加热套外壁上套有导热材料填充层且所述导热材料层内设置有与所述气泵出气端流体导通连接的输气盘管，所述导热材料填充层外壁上套有保温层；所述输气盘管出气端与安装在所述蒸馏罐罐底内壁上的曝气头进气端流体导通连接；所述冷却收集罐外壁上套有冷却夹套且所述冷却收集罐罐底设有出料管，所述出料管上安装有出料用截止阀；所述气泵出气端设有排空管，所述排空管上安装有气用截止阀；所述进料管、所述第一输送管和所述第二输送管均为绝热管。

上述L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，所述进料管、所述第一输送管和所述第二输送管上均安装有用以对管送物料进行加热的加热机构。

上述L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，所述冷却收集罐罐顶内壁上安装有冷却挡板，所述冷却挡板内部设有与所述冷却夹套流体导通的散热管路，所述冷却挡板将所述冷却收集罐上端分隔成两部分。

上述L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，所述冷却挡板包括平面板部和球面板部，所述平面板部上端与所述冷却收集罐罐顶内壁固定连接，所述平面板部下端与所述球面板上端固定连接。

上述L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，所述加热机构包括第一保温管、第二保温管和导热管，所述第一保温管套在所述第二保温管上且所述第一保温管内壁与所述第二保温管外壁之间设有保温间隙，所述第二保温管套在所述导热管上且所述第二保温管内壁与所述导热管外壁之间设有导热油流通用间隙。

上述L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，所述保温间隙为真空间隙。

上述L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，所述第一保温管和所述第二保温管之间设有隔热材料制垫块。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1.本实用新型通过曝气的方式将加热后的空气从蒸馏罐底部输入蒸馏罐内，不仅有利于提高反应罐内溶液各个区域温度的均匀性，同时还有利于溶液中的丙交酯向曝气产生的气泡中扩散，从而有利于溶液中的丙交酯的蒸馏，并且在减压蒸馏过程中，曝气产生的气泡能够更快地从蒸馏罐罐底上浮到溶液表面并破裂，从而加快了蒸馏速率。

2.本实用新型利用导热油对蒸馏罐、进料管、第一输送管和第二输送管中的物料加热，可以实现利用导热油加热套和加热机构中的导热油进行小范围的温度调控。

附图说明

图1为本实用新型L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置的结构示意图；

图2为图1中A部分放大后的结构示意图；

图3为本实用新型L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置的加热机构的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-蒸馏罐；2-冷却收集罐；3-缓冲罐；4-气泵；5-水解罐；6-进料管；7-第二输送管；8-第一输送管；9-出料管；10-加热机构，10-1-导热管，10-2-导热油流通用间隙，10-3-第一保温管，10-4-保温间隙，10-5-垫块，10-6-第二保温管；11-保温层；12-导热油加热套；13-导热材料填充层；14-输气盘管；15-曝气头；16-冷却夹套；17-冷却挡板；18-排空管；19-气用截止阀；20-出料用截止阀。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，包括蒸馏罐1、冷却收集罐2、缓冲罐3、水解罐5和气泵4；进料管6出料端与所述蒸馏罐1进料端流体导通连接，所述蒸馏罐1出料端通过第一输送管8与所述水解罐5进料端导通连接，所述水解罐5出料端与乳酸储存容器进料端流体导通连接；所述蒸馏罐1出气端通过第二输送管7与所述冷却收集罐2进气端流体导通连接，所述冷却收集罐2出气端与所述缓冲罐3进气端流体导通连接，所述缓冲罐3出气端与所述气泵4进气端流体导通连接；所述蒸馏罐1外壁上套有导热油加热套12，所述导热油加热套12外壁上套有导热材料填充层13且所述导热材料层内设置有与所述气泵4出气端流体导通连接的输气盘管14，所述导热材料填充层13外壁上套有保温层11；所述输气盘管14出气端与安装在所述蒸馏罐1罐底内壁上的曝气头15进气端流体导通连接；所述冷却收集罐2外壁上套有冷却夹套16且所述冷却收集罐2罐底设有出料管9，所述出料管9上安装有出料用截止阀20；所述气泵4出气端设有排空管18，所述排空管18上安装有气用截止阀19；所述进料管6、所述第一输送管8和所述第二输送管7均为绝热管。

所述进料管6、所述第一输送管8和所述第二输送管7上均安装有用以对管送物料进行加热的加热机构10，所述加热机构10包括第一保温管10-3、第二保温管10-6和导热管10-1，如图3所示，所述第一保温管10-3套在所述第二保温管10-6上且所述第一保温管10-3内壁与所述第二保温管10-6外壁之间设有保温间隙10-4，所述第二保温管10-6套在所述导热管10-1上且所述第二保温管10-6内壁与所述导热管10-1外壁之间设有导热油流通用间隙10-2；所述保温间隙10-4为真空间隙；所述第一保温管10-3和所述第二保温管10-6之间设有隔热材料制垫块10-5。

所述冷却收集罐2罐顶内壁上安装有冷却挡板17，所述冷却挡板17内部设有与所述冷却夹套16流体导通的散热管路，所述冷却挡板17将所述冷却收集罐2上端分隔成两部分。其中，所述冷却挡板17包括平面板部和球面板部，所述平面板部上端与所述冷却收集罐2罐顶内壁固定连接，所述平面板部下端与所述球面板上端固定连接。

本实用新型中，利用所述气泵4将所述蒸馏罐1上端、所述冷却收集罐2和所述缓冲罐3内的空气抽出并经所述输气盘管14和所述曝气头15输入所述蒸馏罐1溶液内部，实现了气流循环，同时再利用所述导热油加热套12对所述输气盘管14内的空气进行加热，从而可以利用高温空气对所述蒸馏罐1内溶液进行内部加热，进而有利于溶液内的丙交酯向所述曝气头15产生的气泡内扩散，有利于丙交酯的蒸馏，提高了蒸馏速率。

在使用本实用新型时，先用所述导热油加热套12对所述蒸馏罐1进行预热，然后用所述气泵4将所述蒸馏罐1、所述冷却收集罐2和所述缓冲罐3内的空气抽出一部分并通过所述排空管18排出，接着关闭所述排空管18上的所述气用截止阀19，再通过所述进料管6将待蒸馏溶液注入所述蒸馏罐1内。此时，所述气泵4将所述蒸馏罐1、所述冷却收集罐2和所述缓冲罐3内的空气抽出，使得所述蒸馏罐1上端形成负压，即使得所述蒸馏罐1内部气压大于所述冷却收集罐2，并使所述冷却收集罐2气压大于所述缓冲罐3，从而使得所述蒸馏罐1上端的高温蒸汽经所述第二输送管7向所述冷却收集罐2内流动，高温蒸汽从所述第二输送管7中流出之后冲在所述球面板的凹陷处，并在所述球面板的作用下向所述球面板凹陷处所对应的所述冷却收集罐2罐壁流动，从而有利于蒸汽中的丙交酯蒸汽接触温度较低的所述冷却收集罐2罐壁凝结成晶体。

在通过所述气泵4将将所述蒸馏罐1上端、所述冷却收集罐2和所述缓冲罐3内的空气抽出并经所述输气盘管14和所述曝气头15输入所述蒸馏罐1溶液内部时，空气在从所述输气盘管14内流过时被所述导热油加热套12内的高温导热油加热成高温空气，然后经由所述曝气头15进入所述蒸馏罐1内溶液内部，由于空气被加热成高温空气，空气压力增大，使得从所述曝气头15内逸出的气泡压力比所述蒸馏罐1上端的气压高很多，有利于溶液内部气泡快速的逸出，从而有利于气泡将溶液内部的丙交酯蒸汽带出，进而有利于提高蒸馏速度。

与专利CN201593030U中的利用乳酸低聚物制备丙交酯的装置相比，对1吨145℃乳酸低聚物进行蒸馏时，在其他条件相同的前提下，连续蒸馏至无丙交酯产出，使用本实用新型进行蒸馏耗时为12小时，丙交酯的粗收率为98.7％。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，其特征在于，包括蒸馏罐(1)、冷却收集罐(2)、缓冲罐(3)、水解罐(5)和气泵(4)；进料管(6)出料端与所述蒸馏罐(1)进料端流体导通连接，所述蒸馏罐(1)出料端通过第一输送管(8)与所述水解罐(5)进料端导通连接，所述水解罐(5)出料端与乳酸储存容器进料端流体导通连接；所述蒸馏罐(1)出气端通过第二输送管(7)与所述冷却收集罐(2)进气端流体导通连接，所述冷却收集罐(2)出气端与所述缓冲罐(3)进气端流体导通连接，所述缓冲罐(3)出气端与所述气泵(4)进气端流体导通连接；所述蒸馏罐(1)外壁上套有导热油加热套(12)，所述导热油加热套(12)外壁上套有导热材料填充层(13)且所述导热材料层内设置有与所述气泵(4)出气端流体导通连接的输气盘管(14)，所述导热材料填充层(13)外壁上套有保温层(11)；所述输气盘管(14)出气端与安装在所述蒸馏罐(1)罐底内壁上的曝气头(15)进气端流体导通连接；所述冷却收集罐(2)外壁上套有冷却夹套(16)且所述冷却收集罐(2)罐底设有出料管(9)，所述出料管(9)上安装有出料用截止阀(20)；所述气泵(4)出气端设有排空管(18)，所述排空管(18)上安装有气用截止阀(19)；所述进料管(6)、所述第一输送管(8)和所述第二输送管(7)均为绝热管。

2.根据权利要求1所述的L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，其特征在于，所述进料管(6)、所述第一输送管(8)和所述第二输送管(7)上均安装有用以对管送物料进行加热的加热机构(10)。

3.根据权利要求2所述的L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，其特征在于，所述冷却收集罐(2)罐顶内壁上安装有冷却挡板(17)，所述冷却挡板(17)内部设有与所述冷却夹套(16)流体导通的散热管路，所述冷却挡板(17)将所述冷却收集罐(2)上端分隔成两部分。

4.根据权利要求3所述的L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，其特征在于，所述冷却挡板(17)包括平面板部和球面板部，所述平面板部上端与所述冷却收集罐(2)罐顶内壁固定连接，所述平面板部下端与所述球面板上端固定连接。

5.根据权利要求2～4任一所述的L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，其特征在于，所述加热机构(10)包括第一保温管(10-3)、第二保温管(10-6)和导热管(10-1)，所述第一保温管(10-3)套在所述第二保温管(10-6)上且所述第一保温管(10-3)内壁与所述第二保温管(10-6)外壁之间设有保温间隙(10-4)，所述第二保温管(10-6)套在所述导热管(10-1)上且所述第二保温管(10-6)内壁与所述导热管(10-1)外壁之间设有导热油流通用间隙(10-2)。

6.根据权利要求5所述的L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，其特征在于，所述保温间隙(10-4)为真空间隙。

7.根据权利要求6所述的L-乳酸脱水寡聚制备丙交酯的装置，其特征在于，所述第一保温管(10-3)和所述第二保温管(10-6)之间设有隔热材料制垫块(10-5)。

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