CN220758047U - 一种纯化乙交酯的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯化乙交酯的系统，其包括：除水器、管道混合器、搅拌罐、离心机和结晶釜；本实用新型通过先用除水器除水，然后通过萃取去除游离有机酸，再结合重结晶工艺，提高了乙交酯收率和纯度，降低了乙交酯中游离羧基含量。

Description

一种纯化乙交酯的系统

技术领域：

本实用新型属于有机合成产品精制的技术领域，具体涉及一种纯化乙交酯的系统。

背景技术：

聚乙醇酸一种具有优良性能的可降解聚合物，它可以广泛用于可降解一次性用品，农用地膜，油气开采工具，生物医用材料等。一般来说，它的制备通常有两种方法，一种是乙醇酸或其酯类的缩合聚合，另一种是乙交酯的开环聚合。前者只能得到分子量较低的聚合物，力学性能差，加工性不足，实用性不强。而后者通过乙交酯开环聚合得到的聚乙醇酸分子量较高，力学性能优异，因而具备较强的实用性。

目前，用于聚合的乙交酯纯度要求高，需要通过各种纯化手段，去除粗乙交酯中存在的影响后续聚合的杂质，如低分子量有机酸、水分等，因此，聚合级乙交酯的纯化是聚乙醇酸工业化的关键难点。

粗乙交酯的纯化技术主要包括重结晶法或醇洗法。重结晶通常需要重复3次以上才能将交酯中的杂质除去，得到高质量聚合级的乙交酯，但是多次重结晶会造成乙交酯流失，乙交酯的收率不到15％，同时需要消耗大量的溶剂。而醇洗法需要将大块的乙交酯进行破碎，反复用醇类进行洗涤、干燥，操作繁琐，溶剂耗费量大，存在环状交酯流失，成品产率低、残留酸值高的问题。近年来，也有采用重结晶-醇洗法耦合的方法来纯化乙交酯。如专利CN107868075A公开了一种乙交酯的精制方法，首先采用重结晶的方法初步提纯乙交酯，进一步将重结晶后的乙交酯用不良溶剂混合搅拌，得到纯化的乙交酯。但后续的固液洗涤方法无法将乙交酯包埋的杂质洗净，导致精制乙交酯产品中的游离羧基含量偏高(10mmol/kg)。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种乙交酯的收率高、酸值含量低、纯度高的纯化乙交酯的系统。

本实用新型由如下技术方案实施：一种纯化乙交酯的系统，其包括：除水器、管道混合器、搅拌罐、第一离心机、结晶釜和第二离心机；除水器的进料口与粗乙交酯的合成管道的出口端连接；先通过除水器将乙交酯中的水分除去，可以使得后续在高温下对乙交酯进行纯化操作时，乙交酯保持稳定，避免开环反应的发生，从而降低最终产品的游离羧基含量。

除水器的出料口与管道混合器的第一进口通过管道连接，第一有机溶剂的进料管道的出口端与管道混合器的第二进口连接，除水后的粗乙交酯熔体与干燥的第一有机溶剂一同引入混合器中，使粗乙交酯熔体与干燥的第一有机溶剂充分混合形成混合分散液，使粗乙交酯熔体中的游离有机酸进入第一有机溶剂中。管道混合器在两相流体流经过程中实现两相流体的快速混合，操作简单，无动设备，后期维护方便。

管道混合器的出口与搅拌罐的进料口连接，搅拌罐的出料口与离心机的进料口连接，所得的混合分散液在一定的搅拌速率下冷却，析出乙交酯，离心过滤分离得初步纯化乙交酯；

离心机的第一出料口与结晶釜的第一进料口连接，离心机的第二出料口与第一有机溶剂的出料管道的进口端连接，分离出的第一有机溶剂回到系统重复利用；第二有机溶剂的进料管道的出口端与结晶釜的第二进料口连接，结晶釜的第一出料口与所述第二离心机的进口连接。所得的初步纯化乙交酯在第二有机溶剂存在下进行重结晶，然后离心过滤分离得到纯化后的乙交酯。该过程中，乙交酯和第二有机溶剂形成均一相，通过重结晶能够有效除去游离酸等杂质。

进一步的，所述除水器包括柱状的壳体，所述壳体内填充有除水剂，所述壳体的一端设有进料口，另一端设有出料口；所述壳体上设有加热介质夹套。

进一步的，所述管道混合器的外壁上设有加热介质夹套。

本实用新型的优点：

本实用新型通过先用除水器除水，然后通过萃取去除游离有机酸，再结合重结晶工艺，提高了乙交酯收率和纯度，乙交酯收率达到90％以上，乙交酯纯度达到99.7％，降低了乙交酯中游离羧基含量，乙交酯中游离羧基含量小于3mmol/kg。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种纯化乙交酯的系统示意图。

图2为除水器结构示意图。

图3为带有加热盘管的管道混合器结构示意图。

除水器1、管道混合器2、搅拌罐3、第一离心机4、结晶釜5、加热介质夹套6、第二离心机7。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：如图1-3所示，一种纯化乙交酯的系统，其包括：除水器1、管道混合器2、搅拌罐3、第一离心机4、结晶釜5和第二离心机7，管道混合器2的外壁上设有加热介质夹套6；除水器1的进料口与粗乙交酯的合成管道的出口端连接，除水器1的出料口与管道混合器2的第一进口通过管道连接，第一有机溶剂的进料管道的出口端与管道混合器2的第二进口连接，管道混合器2的出口与搅拌罐3的进料口连接，搅拌罐3的出料口与离心机4的进料口连接，离心机4的第一出料口与结晶釜5的第一进料口连接，离心机4的第二出料口与第一有机溶剂的出料管道的进口端连接。第二有机溶剂的进料管道的出口端与结晶釜5的第二进料口连接，结晶釜5的第一出料口与第二离心机7的进口连接。

本实施例中，除水器1包括柱状的壳体1.1，壳体1.1内填充有除水剂1.2，本实施例中，除水剂1.2为分子筛，除水器1的一端设有进料口，另一端设有出料口；壳体1.1上设有加热介质夹套1.3。

工作过程说明：

粗乙交酯由除水器1的进料口进入除水器1，经除水器1内的除水剂吸收粗乙交酯中的水分后，由除水器1的出料口打入管道混合器2中，在管道混合器2中与第一有机溶剂充分混合形成混合分散液，使粗乙交酯熔体中的游离有机酸进入第一有机溶剂中；再将混合分散液打入搅拌罐3中，在一定的搅拌速率下冷却并析出乙交酯；然后将固液混合物料打入离心机4中，离心过滤分离出的乙交酯进入结晶釜5中，在第二有机溶剂中进行重结晶后，离心过滤得到纯化后的乙交酯。

实施例2：利用实施例1一种纯化乙交酯的系统纯化乙交酯的具体方法为：90℃下，将100mL粗乙交酯(155g)熔体注入到含有4A分子筛的除水器1中，将流经除水器的粗乙交酯与100mL异丙醇于管道混合器2中混合后，加入搅拌罐3中，混合温度为85℃。在搅拌罐3中，使乙交酯和异丙醇充分混合并冷却，实验条件为：转速200rpm，降温速率50℃/h，降温至25℃，析出粗乙交酯。将得到的粗乙交酯用离心机过滤分离，得初步纯化乙交酯150g，将上述乙交酯与150g乙酸乙酯在80℃下溶解，使用220微米滤膜过滤后，将得到的滤液进行冷却结晶，冷却结晶的温度为10℃；然后离心过滤后得到纯化乙交酯，于0.1kPa，25℃下干燥得到纯化的乙交酯144.9g，收率93.5％。以DSC测其纯度为99.73％，以酸碱滴定测得其酸值为2.8mmol/kg。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种纯化乙交酯的系统，其特征在于，其包括：除水器、管道混合器、搅拌罐、第一离心机、结晶釜和第二离心机；除水器的进料口与粗乙交酯的合成管道的出口端连接，除水器的出料口与管道混合器的第一进口通过管道连接，第一有机溶剂的进料管道的出口端与管道混合器的第二进口连接，管道混合器的出口与搅拌罐的进料口连接，搅拌罐的出料口与离心机的进料口连接，离心机的第一出料口与结晶釜的第一进料口连接，离心机的第二出料口与第一有机溶剂的出料管道的进口端连接；第二有机溶剂的进料管道的出口端与结晶釜的第二进料口连接，结晶釜的第一出料口与所述第二离心机的进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种纯化乙交酯的系统，其特征在于，所述除水器包括柱状的壳体，所述壳体内填充有除水剂，所述壳体的一端设有进料口，另一端设有出料口；所述壳体上设有加热介质夹套。

3.根据权利要求1或2所述的一种纯化乙交酯的系统，其特征在于，所述管道混合器的外壁上设有加热介质夹套。