JP4994314B2 - Method and apparatus for synthesizing lactide and polylactic acid - Google Patents

Method and apparatus for synthesizing lactide and polylactic acid Download PDF

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本発明は、ラクチド又はポリ乳酸を合成する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for synthesizing lactide or polylactic acid.

一般にポリマーの合成においては、温度履歴の長時間化に伴い、原料又はポリマーが一部熱分解するなどして、最終ポリマーの品質劣化が問題となることがある。また、ポリマーのうち、原料の分子中に不斉炭素が存在する場合は温度履歴に伴い一部光学異性体化が起こり、最終ポリマーの品質劣化が問題となることがある。開環重合反応により合成されるポリマーの1つであるポリ乳酸は、ヒドロキシカルボン酸の一つである乳酸を原料として作られるポリエステルである。乳酸から重量平均分子量で数万〜数十万のポリ乳酸を合成する方法の一つに、乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを生成させ、これに2−エチルヘキサン酸スズ、酸化アンチモン等の触媒を添加して減圧環境下で解重合反応を起こすことにより環状縮合物であるラクチド(乳酸の二量体)を生成させ、ラクチドにオクチル酸スズ等の触媒を添加して開環重合する方法がある。乳酸オリゴマーは重量平均分子量が例えば1000〜5000程度の低分子量のポリ乳酸とも考えることが可能であるが、単純に縮合を行うだけでは反応の平衡により、分子量が上昇しにくいことが知られており、ラクチドを経由する上記方法が採用される場合が多い。上記の方法においても、各工程の温度履歴の長時間化による熱分解の可能性があり、同様なことは例えば、グリコール酸を環状二量体であるグリコリドに変換してこれを開環重合して合成するポリグリコール酸等、他のヒドロキシカルボン酸のポリマーについても当てはまり、熱分解物の混入は製品ポリマーの着色等、物性低下の原因となりうるため望ましくない。ポリ乳酸の場合はさらに、ポリマー骨格となる乳酸分子に不斉炭素が含まれるため、解重合工程の熱履歴により、エノール化反応を通して一部光学異性体化(D−乳酸の生成)が起きる場合がある。ポリ乳酸では通常L−乳酸を原料としたホモポリマーを合成する場合が多いが、ポリ乳酸を構成する乳酸骨格の一部が光学異性体化すると、その量に応じてポリマーの結晶性が低下するため、融点低下、耐加水分解性の低下等、ポリマー物性が劣化することが知られている。   In general, in the synthesis of a polymer, as the temperature history becomes longer, the quality of the final polymer may become a problem because the raw material or the polymer is partially thermally decomposed. In addition, when an asymmetric carbon is present in the raw material molecule among the polymers, a part of the optical isomerization occurs with the temperature history, and quality degradation of the final polymer may be a problem. Polylactic acid, which is one of polymers synthesized by a ring-opening polymerization reaction, is a polyester made from lactic acid, which is one of hydroxycarboxylic acids, as a raw material. One method of synthesizing polylactic acid with a weight average molecular weight of tens of thousands to hundreds of thousands from lactic acid is to condense lactic acid to produce a lactic acid oligomer, and then add a catalyst such as tin 2-ethylhexanoate, antimony oxide, etc. There is a method in which lactide (a dimer of lactic acid) is produced by adding a depolymerization reaction under reduced pressure to produce a cyclic condensate, and a catalyst such as tin octylate is added to the lactide to perform ring-opening polymerization. . Lactic acid oligomers can be considered as low molecular weight polylactic acid having a weight average molecular weight of, for example, about 1000 to 5000, but it is known that the molecular weight is difficult to increase due to the equilibrium of the reaction simply by performing condensation. In many cases, the above method via lactide is employed. Even in the above method, there is a possibility of thermal decomposition due to the prolonged temperature history of each process, and the same thing can be said, for example, by converting glycolic acid to glycolide, which is a cyclic dimer, and performing ring-opening polymerization. This also applies to polymers of other hydroxycarboxylic acids such as polyglycolic acid synthesized in this way, and inclusion of thermal decomposition products is undesirable because it can cause deterioration of physical properties such as coloring of the product polymer. In the case of polylactic acid, since asymmetric carbon is contained in the lactic acid molecule that forms the polymer skeleton, the optical history of the depolymerization process causes partial optical isomerization (production of D-lactic acid) through the enolization reaction. There is. Polylactic acid usually synthesizes homopolymers using L-lactic acid as a starting material. However, when a part of the lactic acid skeleton constituting polylactic acid is optically isomerized, the crystallinity of the polymer decreases depending on the amount. For this reason, it is known that the polymer physical properties deteriorate, such as a melting point reduction and hydrolysis resistance reduction.

このため、特許文献1に記載される方法では、減圧環境下のタンク式反応槽内において乳酸オリゴマーと触媒を接触させて解重合を行い、これにより生成した粗ラクチドから沸点の違いを利用してメソラクチド(L−乳酸とD−乳酸でできたラクチド)を蒸留により分離し、LL−ラクチドの純度を上げる精製工程を設置している。精製の方法には、この他、融点の違いを利用するメルト晶析、溶媒への溶解度の違いを利用する溶媒晶析等がある。しかしながら、いずれの方法にしても精製工程では生成した熱分解物やメソラクチドを除去する際に、LL−ラクチドの一部がロスされる。このため、原料の収率が低下し、これが製品ポリマーの価格上昇の一因となっており、解重合工程での熱分解、光学異性体化を抑制する技術の開発が必要とされている。また、特許文献2に記載される方法では、光学異性体化反応が熱劣化の一種であることから、解重合反応を短時間で終了させて光学異性体化を抑制するため、反応液の滞留量制御機能を有する遠心薄膜蒸発装置を反応装置として適用している。遠心薄膜蒸発装置は反応槽の一端から原料液を連続供給し、原料液を攪拌翼の遠心力により持ち上げて反応槽内壁に沿って薄膜化し蒸気を発生させ、他端から発生蒸気を連続排出すると共に、濃縮液をドレン穴から連続排出する構造を有する。その際の膜厚は槽内壁と攪拌翼の間の幅で決定され、通常数mm〜数十mmである。遠心薄膜蒸発装置は本来反応装置ではなく蒸発装置であり、蒸発面積や伝熱係数を大きくできるので、果汁、肉・魚介エキス等の食品など、温度にデリケートな製品を短時間で濃縮するプロセス、又はお茶やコーヒーの香り成分を製品として得るために発生蒸気を凝縮・回収するプロセスに適している。後者の場合、原料液の大部分が製品蒸気になりうる場合、原料収率向上の観点からは残渣(濃縮液)のドレン量を極力減らすことが重要である。蒸発装置をラクチド蒸気生成のための連続解重合反応装置に見立てた上記文献の例についても同様のことが予想される。また、本文献にあるように、触媒等の添加物を介した化学反応により反応液から製品蒸気が生成する場合は、上記に加えて、製品蒸気の品質、生成量を安定化する上で、添加物を反応液中に一定の濃度で均一に分散させつつ薄膜化することが重要となる。その際、既に十分ラクチドが生成した後の反応残渣分は反応性に乏しく、単純に均一化を行うだけでは残渣からの製品蒸気回収は困難で、ドレンとして排出、廃棄することになる。   For this reason, in the method described in Patent Document 1, depolymerization is performed by bringing a lactic acid oligomer into contact with a catalyst in a tank-type reaction tank under a reduced pressure environment, and the difference in boiling point is utilized from the crude lactide generated thereby. A purification process for separating meso-lactide (lactide made of L-lactic acid and D-lactic acid) by distillation and increasing the purity of LL-lactide is installed. Other purification methods include melt crystallization using a difference in melting point and solvent crystallization using a difference in solubility in a solvent. However, in any method, a part of LL-lactide is lost in removing the generated pyrolyzate or meso lactide in the purification step. For this reason, the yield of a raw material falls, and this contributes to the price increase of a product polymer, and development of the technique which suppresses the thermal decomposition and optical isomerization in a depolymerization process is required. Further, in the method described in Patent Document 2, since the optical isomerization reaction is a kind of thermal deterioration, the depolymerization reaction is completed in a short time to suppress the optical isomerization. A centrifugal thin film evaporator having a quantity control function is applied as a reaction apparatus. Centrifugal thin film evaporator continuously feeds the raw material liquid from one end of the reaction tank, lifts the raw material liquid by the centrifugal force of the stirring blade, forms a thin film along the inner wall of the reaction tank, and continuously discharges the generated steam from the other end. At the same time, the concentrated liquid is continuously discharged from the drain hole. The film thickness at that time is determined by the width between the inner wall of the tank and the stirring blade, and is usually several mm to several tens mm. Centrifugal thin-film evaporators are not reactors, but evaporators, and can increase the evaporation area and heat transfer coefficient, so the process of concentrating products sensitive to temperature, such as fruit juice, meat and seafood extracts, in a short time, Or it is suitable for the process which condenses and collect | recovers generated steam in order to obtain the scent component of tea or coffee as a product. In the latter case, when most of the raw material liquid can become product vapor, it is important to reduce the drain amount of the residue (concentrated liquid) as much as possible from the viewpoint of improving the raw material yield. The same can be expected for the example in the above document where the evaporator is regarded as a continuous depolymerization reactor for the production of lactide vapor. In addition, as described in this document, when product vapor is generated from the reaction liquid by a chemical reaction via an additive such as a catalyst, in addition to the above, in order to stabilize the quality and production amount of the product vapor, It is important to reduce the thickness of the additive while uniformly dispersing the additive in the reaction solution at a constant concentration. At that time, the reaction residue after sufficient lactide has already been generated is poor in reactivity, and it is difficult to recover product vapor from the residue simply by homogenization, and it is discharged and discarded as drain.

一方、廃プラスチックのマテリアルリサイクルの観点では、特許文献3に、重量平均分子量5000以上のポリ乳酸について、これを横型二軸攪拌機や横型二軸押出機を用い、減圧環境下にて加熱して解重合させることでラクチドを回収し、ポリ乳酸の重合に用いる技術についての説明がある。横型二軸攪拌機や横型二軸押出機(以後、横型二軸攪拌機で代表)は通常、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエスエルの連続縮重合等に適用されるもので、重合反応に伴うエチレングリコール等の副生成物に対する蒸発面積を比較的大きく取ることができる。また、重合反応進捗による粘性の上昇に伴い反応性が低下しても、表面更新効果により副生成物を反応液のバルクから蒸発面に拡散・移行させて脱揮を促進し、低下した反応性を改善する機能を有する。本方式はリサイクル分野だけではなく、上述の解重合工程にも光学異性体低減効果の観点から適用でき、残渣のように反応性が低下したものについても有効であると考えられる。しかしながら、本文献の方式では、装置運転時における液膜の厚さを特許文献2の遠心薄膜蒸発装置を用いた方式ほどには薄くできず、また一定にもできないため、制御性に課題がある。このため、光学異性体の低減効果は特許文献2の方式と比べて小さいと考えられる。以上のことから、原料収率の高い解重合工程を実現することは技術的に困難な状態であった。   On the other hand, from the viewpoint of material recycling of waste plastics, Patent Document 3 discloses that polylactic acid having a weight average molecular weight of 5000 or more is heated in a reduced pressure environment using a horizontal twin-screw stirrer or horizontal twin-screw extruder. There is a description of a technique for recovering lactide by polymerization and using it for polymerization of polylactic acid. Horizontal twin-screw stirrers and horizontal twin-screw extruders (hereinafter represented by horizontal twin-screw stirrers) are usually applied to continuous polycondensation of polyester such as polyethylene terephthalate. By-products such as ethylene glycol accompanying polymerization reactions The evaporation area for the object can be made relatively large. In addition, even if the reactivity decreases as the viscosity increases due to the progress of the polymerization reaction, the surface renewal effect diffuses and migrates by-products from the bulk of the reaction solution to the evaporation surface to promote devolatilization and reduce the reactivity. It has a function to improve. This method can be applied not only to the recycling field, but also to the above-described depolymerization step from the viewpoint of the effect of reducing optical isomers, and it is considered to be effective for those having reduced reactivity such as residues. However, in the method of this document, the thickness of the liquid film during the operation of the apparatus cannot be made as thin as the method using the centrifugal thin film evaporation apparatus of Patent Document 2 and cannot be made constant, so there is a problem in controllability. . For this reason, it is thought that the reduction effect of an optical isomer is small compared with the system of patent document 2. FIG. From the above, it has been technically difficult to realize a depolymerization step with a high raw material yield.

特許3258324号公報Japanese Patent No. 3258324 特開2007−100011号公報JP 2007-100011 A 特許3503127号公報Japanese Patent No. 3503127

本発明の課題は、乳酸のオリゴマーから粗ラクチドの製品蒸気を生成・回収する方法及び装置であって、製品蒸気を高い原料収率で回収することができる方法及び装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method and apparatus for producing and recovering crude lactide product vapor from lactic acid oligomers, which can recover the product vapor with a high raw material yield.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、乳酸オリゴマーの解重合による粗ラクチド蒸気の生産において、解重合反応を多段式の連続反応で実施し、各段で生成した粗ラクチド蒸気から、それぞれ分縮により不純物である水分、未反応乳酸、低分子量乳酸オリゴマーを分離し、原料乳酸の濃縮工程や濃縮乳酸の縮合工程に戻すこと、及び不純物除去後の粗ラクチドをタンクで受けて、これらを各段別々に精製することにより、光学活性なラクチド、特にLL−ラクチドを高い原料収率で回収できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors conducted a depolymerization reaction in a multistage continuous reaction in the production of crude lactide vapor by depolymerization of lactic acid oligomers, and produced each stage. Water, unreacted lactic acid, and low molecular weight lactic acid oligomers are separated from the crude lactide vapor by partial condensation, and returned to the concentration process of raw lactic acid and the condensation process of concentrated lactic acid, and the crude lactide after removing impurities is tanked. It was found that optically active lactide, particularly LL-lactide, can be recovered with high raw material yield by purifying these separately in each stage.

また、多段式の連続反応において後段側に反応性の低い残渣でも処理可能な横型二軸攪拌機を反応装置として適用することにより、生産速度と光学純度等の製品品質を高いレベルで安定化させると共にドレンを低減して原料収率を向上できることを見出した。   In addition, by applying a horizontal twin-shaft stirrer that can process low-reactivity residues in the subsequent stage in a multistage continuous reaction, the product quality such as production speed and optical purity is stabilized at a high level. It was found that drainage can be reduced to improve raw material yield.

さらに、横型二軸攪拌機を適用した段よりも前段側に遠心薄膜蒸発装置を反応装置として適用することにより、生産速度と光学純度等の製品品質をさらに高いレベルに向上できることを見出した。   Furthermore, it has been found that the product quality such as production speed and optical purity can be improved to a higher level by applying the centrifugal thin film evaporation apparatus as a reaction apparatus in front of the stage to which the horizontal twin-shaft is applied.

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
(1)乳酸オリゴマーを解重合することによりラクチドを製造する方法であって、
解重合反応を多段式の連続反応で行い、各段で発生する粗ラクチド蒸気から不純物をそれぞれ分離し、不純物分離後の粗ラクチドを段ごとに別々に精製することを特徴とする前記方法。
(2)多段式の連続反応における二段目以降の段で横型二軸攪拌機を用いることを特徴とする、(1)記載の方法。
(3)多段式の連続反応の少なくとも一段において遠心薄膜蒸発装置を用い、それより後段で横型二軸攪拌機を用いることを特徴とする、(1)又は(2)記載の方法。
That is, the present invention includes the following inventions.
(1) A method for producing lactide by depolymerizing a lactic acid oligomer,
The method as described above, wherein the depolymerization reaction is performed in a multistage continuous reaction, impurities are separated from the crude lactide vapor generated in each stage, and the crude lactide after the impurity separation is purified separately for each stage.
(2) The method according to (1), wherein a horizontal biaxial stirrer is used in the second and subsequent stages in the multistage continuous reaction.
(3) The method according to (1) or (2), wherein a centrifugal thin film evaporator is used in at least one stage of the multistage continuous reaction, and a horizontal biaxial stirrer is used in the subsequent stage.

(4)乳酸からポリ乳酸を製造する方法であって、
乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを合成する乳酸縮合工程、
得られた乳酸オリゴマーを(1)〜(3)のいずれかに記載の方法で解重合することによりラクチドを製造する解重合工程、及び
ラクチドを開環重合してポリ乳酸を合成する開環重合工程
を含み、解重合工程で発生した粗ラクチド蒸気から分離された不純物を乳酸縮合工程又はより上流の工程に還流することを特徴とする、前記方法。
(4) A method for producing polylactic acid from lactic acid,
A lactic acid condensation step of condensing lactic acid to synthesize a lactic acid oligomer,
A depolymerization step for producing lactide by depolymerizing the obtained lactic acid oligomer by the method according to any one of (1) to (3), and ring-opening polymerization for synthesizing polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide The method comprising the steps of: refluxing impurities separated from the crude lactide vapor generated in the depolymerization step to the lactic acid condensation step or the upstream step.

(5)乳酸オリゴマーの解重合によりラクチドを合成するためのラクチド製造装置であって、
多段の連続解重合装置、
多段の連続解重合装置の各段で発生する粗ラクチド蒸気から不純物を分離するための分縮装置、
不純物分離後の粗ラクチドを回収するためのタンク、及び
不純物分離後の粗ラクチドを精製するための精製装置
を備え、分縮装置及びタンクが多段の連続解重合装置の各段の下流に少なくとも1つずつ設置されている、前記装置。
(5) A lactide production apparatus for synthesizing lactide by depolymerization of a lactic acid oligomer,
Multi-stage continuous depolymerization equipment,
A partial reduction apparatus for separating impurities from the crude lactide vapor generated in each stage of a multistage continuous depolymerization apparatus;
A tank for recovering the crude lactide after the impurity separation, and a purification device for purifying the crude lactide after the impurity separation, wherein the fractionation device and the tank are at least one downstream of each stage of the multistage continuous depolymerization apparatus. The devices are installed one by one.

(6)多段の連続解重合装置が、二段目以降の段に横型二軸攪拌機を含むことを特徴とする(5)記載の装置。
(7)多段の連続解重合装置が、遠心薄膜蒸発装置を含み、それより後段に横型二軸攪拌機を含むことを特徴とする(5)又は(6)記載の装置。
(8)乳酸からポリ乳酸を合成するためのポリ乳酸製造装置であって、
乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを合成する乳酸縮合装置、
乳酸オリゴマーの解重合によりラクチドを合成するための(5)〜(7)のいずれかに記載のラクチド製造装置、
ラクチドを開環重合してポリ乳酸を合成する開環重合装置、及び
ラクチド製造装置の分縮装置で分離された不純物を乳酸縮合装置又はより上流の装置に還流するための系
を備える、前記装置。
(6) The apparatus according to (5), wherein the multistage continuous depolymerization apparatus includes a horizontal biaxial stirrer in the second and subsequent stages.
(7) The apparatus according to (5) or (6), wherein the multistage continuous depolymerization apparatus includes a centrifugal thin film evaporation apparatus, and further includes a horizontal biaxial stirrer.
(8) A polylactic acid production apparatus for synthesizing polylactic acid from lactic acid,
A lactic acid condensing apparatus for synthesizing lactic acid oligomers by condensing lactic acid,
The lactide production apparatus according to any one of (5) to (7), for synthesizing lactide by depolymerization of a lactic acid oligomer,
The apparatus comprising: a ring-opening polymerization apparatus that synthesizes polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide; and a system for refluxing impurities separated by a partial condensation apparatus of the lactide production apparatus to a lactic acid condensation apparatus or an upstream apparatus. .

本発明により、高品質のラクチドを高収率で合成することができる。   According to the present invention, high quality lactide can be synthesized in high yield.

本発明において乳酸オリゴマーとは、乳酸の2量体から分子量5万程度までの乳酸重合物を含む概念であるが、ラクチドの製造において解重合装置に投入される乳酸オリゴマーの分子量は、数平均分子量で、通常150〜1万、好ましくは500〜5,000である。   In the present invention, the lactic acid oligomer is a concept including a lactic acid polymer having a molecular weight of about 50,000 from a dimer of lactic acid, but the molecular weight of the lactic acid oligomer charged into the depolymerization apparatus in the production of lactide is the number average molecular weight. In general, it is 150 to 10,000, preferably 500 to 5,000.

本発明においてラクチドとは、乳酸2分子から水2分子を脱水することにより生じる環式エステルを意味する。乳酸には、L−乳酸、D−乳酸のいずれも包含される。本発明は、光学活性なラクチド、特にLL−ラクチドの製造に特に好適である。   In the present invention, lactide means a cyclic ester produced by dehydrating two water molecules from two lactic acid molecules. Lactic acid includes both L-lactic acid and D-lactic acid. The present invention is particularly suitable for the production of optically active lactides, particularly LL-lactide.

ポリ乳酸は、乳酸を主成分とする重合体を意味し、ポリL−乳酸ホモポリマー、ポリD−乳酸ホモポリマー、ポリL/D−乳酸共重合物、これらのポリ乳酸に他のエステル結合形成性成分、例えば、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン類、ジカルボン酸とジオールなどを共重合した共重合ポリ乳酸及びそれらに副次成分として添加物を混合したものを包含する。添加物の例としては、酸化防止剤、安定剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、無機粒子、各種フィラー、離型剤、可塑剤、その他類似のものが挙げられる。これらの共重合成分及び添加剤の添加率は任意であるが、主成分は乳酸又は乳酸由来のもので、共重合成分及び添加剤は50重量%以下、特に30%以下とすることが好ましい。   Polylactic acid means a polymer mainly composed of lactic acid. Poly L-lactic acid homopolymer, poly D-lactic acid homopolymer, poly L / D-lactic acid copolymer, and other ester bond formation on these polylactic acids. For example, it includes a copolymer component such as hydroxycarboxylic acid, lactone, copolymerized polylactic acid obtained by copolymerizing dicarboxylic acid and diol, and a mixture of additives as a secondary component. Examples of additives include antioxidants, stabilizers, ultraviolet absorbers, pigments, colorants, inorganic particles, various fillers, mold release agents, plasticizers, and the like. The addition ratio of these copolymerization components and additives is arbitrary, but the main component is lactic acid or derived from lactic acid, and the copolymerization components and additives are preferably 50% by weight or less, particularly preferably 30% or less.

本発明において、連続反応又は連続とは、当技術分野において通常用いられる意味を有し、原料の供給と生成物の排出を行う時間帯が少なくとも一部重なる場合や、原料の供給を連続的に行い、生成物を連続的に排出する場合を含むものである。   In the present invention, continuous reaction or continuous has the meaning normally used in the art, and when the raw material supply and the product discharge are at least partially overlapped, or the raw material supply is continuously performed. Including the case where the product is discharged continuously.

本発明は、原料液である乳酸オリゴマーを溶融状態で連続的に供給し、加熱しつつ必要に応じて触媒と接触させて減圧環境下に置くことで解重合を行い、ラクチド蒸気を製品として回収するものである。なお、反応槽内部の液は解重合反応することで変質し当初の原料液とは異なる状態になっているのが当然であるが、本明細書では、これらを区別せず、原料液又は反応液の言葉で表記する。   The present invention continuously supplies the lactic acid oligomer, which is a raw material liquid, in a molten state, performs contact with a catalyst as necessary while heating and places it in a reduced pressure environment to perform depolymerization, and recovers lactide vapor as a product. To do. It should be noted that the liquid in the reaction vessel is altered by depolymerization and is in a state different from the original raw material liquid, but in this specification, these are not distinguished, and the raw material liquid or reaction Expressed in liquid terms.

乳酸オリゴマーが溶融状態にあるためには、加熱温度がその融点以上である必要がある。融点は乳酸オリゴマーの重合度分布等によって変化するが、通常100〜250℃、好ましくは180〜220℃である。   In order for the lactic acid oligomer to be in a molten state, the heating temperature needs to be higher than its melting point. Although melting | fusing point changes with the polymerization degree distribution etc. of a lactic acid oligomer, it is 100-250 degreeC normally, Preferably it is 180-220 degreeC.

本発明では、乳酸オリゴマーの解重合反応を多段式の連続反応で行う。すなわち、解重合反応を、多段の連続解重合装置で実施する。連続解重合装置は、解重合反応を連続反応で行うための反応装置をさし、多段の連続解重合装置は、該反応装置が複数連結されていることをさす。   In the present invention, the depolymerization reaction of the lactic acid oligomer is performed in a multistage continuous reaction. That is, the depolymerization reaction is carried out in a multistage continuous depolymerization apparatus. The continuous depolymerization apparatus refers to a reaction apparatus for performing a depolymerization reaction by a continuous reaction, and the multistage continuous depolymerization apparatus refers to a plurality of the reaction apparatuses being connected.

本発明では、多段式の連続解重合反応の各段で発生する粗ラクチド蒸気から不純物をそれぞれ分離し、不純物分離後の粗ラクチドを段ごとに別々に精製する。すなわち、本発明において、連続解重合装置は、発生する粗ラクチド蒸気から不純物を分離するための分縮装置、不純物分離後の粗ラクチドを回収するためのタンク、及び不純物分離後の粗ラクチドを精製するための精製装置を備え、分縮装置及びタンクは多段式連続解重合装置の各段の下流に少なくとも1つずつ設置されている。精製装置は、解重合反応によって生成したラクチドから目的の光学活性ラクチドを精製する装置をさし、好ましくはLL−ラクチドの製造において光学異性体化により生じるDL−ラクチド及びDD−ラクチドを含むラセミ混合物からLL−ラクチドを精製する装置をさす。   In the present invention, impurities are separated from the crude lactide vapor generated in each stage of the multistage continuous depolymerization reaction, and the crude lactide after the impurity separation is purified separately for each stage. That is, in the present invention, the continuous depolymerization apparatus includes a fractionation device for separating impurities from the generated crude lactide vapor, a tank for recovering the crude lactide after impurity separation, and the crude lactide after impurity separation is purified. The fractionation device and the tank are installed at least one downstream of each stage of the multistage continuous depolymerization device. The purification apparatus refers to an apparatus for purifying a target optically active lactide from lactide produced by a depolymerization reaction, and preferably a racemic mixture containing DL-lactide and DD-lactide generated by optical isomerization in the production of LL-lactide. Refers to an apparatus for purifying LL-lactide from

精製装置は複数系統あってもよいが、不純物分離後の粗ラクチドを回収するためのタンクを多段の連続解重合装置の各段の下流に少なくとも1つずつ設置することにより、1つの精製装置で粗ラクチドを段ごとに別々に精製することができ、高価な精製装置を複数設置する必要がなくなり有利である。   There may be a plurality of purification apparatuses, but by installing at least one tank for recovering the crude lactide after the impurity separation downstream of each stage of the multistage continuous depolymerization apparatus, The crude lactide can be purified separately for each stage, which eliminates the need to install a plurality of expensive purification apparatuses.

前段側の連続解重合装置で発生する粗ラクチドほど生成量が多い割に光学異性体の生成率が低い。従って、精製工程で光学異性体と一緒に廃棄されることによる製品ラクチド(LL−ラクチド)のロスが少ない。本発明のように、各段からの粗ラクチドを別々に精製する際の製品ラクチドのロスは、全段からの粗ラクチドを混合し一括して精製する場合と比べて少ないため、原料収率が向上する。   The crude lactide generated in the continuous depolymerizer on the front side has a lower production rate of optical isomers for a larger production amount. Therefore, there is little loss of product lactide (LL-lactide) due to disposal with optical isomers in the purification process. As in the present invention, the loss of product lactide when refining crude lactide from each stage separately is small compared to the case where the crude lactide from all stages is mixed and purified at once, so the raw material yield is low. improves.

連続解重合装置は、少なくとも反応槽、乳酸オリゴマー供給口、ラクチド排出口及び残渣排出口を有する。また、通常温度計も設置される。各段の連続解重合装置内部は、通常、分縮装置、ラクチド蒸気凝縮器、不純物凝縮器を経由して設置されている真空ポンプにより減圧されている。原料である溶融乳酸オリゴマーや前段の残渣液(ドレン)は連続的に後段の解重合装置内に供給される。反応液の装置内滞留量は必要に応じて、滞留量測定器により計測され、一定となるよう供給量とドレン排出量は調節されるのが望ましい。   The continuous depolymerization apparatus has at least a reaction tank, a lactic acid oligomer supply port, a lactide discharge port, and a residue discharge port. A normal thermometer is also installed. The inside of the continuous depolymerization apparatus in each stage is usually depressurized by a vacuum pump installed via a partial pressure reduction apparatus, a lactide vapor condenser, and an impurity condenser. The molten lactic acid oligomer as a raw material and the previous residue liquid (drain) are continuously supplied into the subsequent depolymerization apparatus. It is desirable that the retention amount of the reaction liquid in the apparatus is measured by a retention amount measuring device as necessary, and the supply amount and the drain discharge amount are adjusted so as to be constant.

連続解重合装置における加熱方法としては、当技術分野において通常用いられる方法を使用することができ、例えば、外周部に熱媒のジャケットを設置し、反応槽壁面を通して伝熱により加熱する方法、又は装置内部への熱交換設置により熱媒を通して加熱する方法等があり、これらを単独で使用しても組み合わせて使用してもよい。   As a heating method in the continuous depolymerization apparatus, a method usually used in this technical field can be used. For example, a method of installing a heat medium jacket on the outer periphery and heating by heat transfer through the reaction vessel wall surface, or There is a method of heating through a heat medium by heat exchange installation inside the apparatus, and these may be used alone or in combination.

連続解重合装置には通常減圧装置が設置されており、通常100Torr以下、好ましくは10Torr以下の減圧環境下、通常120〜250℃、好ましくは180〜220℃で加熱することにより乳酸オリゴマーの解重合反応を実施する。当該解重合反応によりラクチドが気体として生成する。   The continuous depolymerization apparatus is usually equipped with a depressurization apparatus. The depolymerization of the lactic acid oligomer is usually performed at 120 to 250 ° C., preferably 180 to 220 ° C. in a reduced pressure environment of 100 Torr or less, preferably 10 Torr or less. Perform the reaction. Lactide is generated as a gas by the depolymerization reaction.

解重合反応においては、必要に応じて、解重合反応のための触媒を添加してもよい。触媒としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、周期表IA族、IVA族、IVB族及びVA族からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属又は金属化合物を含む触媒を用いることができる。IVA族に属するものとしては、例えば、有機スズ系の触媒(例えば、乳酸スズ、酒石酸スズ、ジカプリル酸スズ、ジラウリル酸スズ、ジパルミチン酸スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸スズ、α−ナフトエ酸スズ、β−ナフトエ酸スズ、2−エチルヘキサン酸スズ等)、及び粉末スズ等が挙げられる。IA族に属するものとしては、例えば、アルカリ金属の水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等)、アルカリ金属と弱酸の塩(例えば、乳酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、オクチル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、乳酸カリウム、酢酸カリウム、炭酸カリウム、オクチル酸カリウム等)、アルカリ金属のアルコキシド(例えば、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド等)等が挙げられる。IVB族に属するものとしては、例えば、テトラプロピルチタネート等のチタン系化合物、ジルコニウムイソプロポキシド等のジルコニウム系化合物等が挙げられる。VA族に属するものとしては、例えば、三酸化アンチモン等のアンチモン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、有機スズ系触媒又はスズ化合物が活性の点から特に好ましい。   In the depolymerization reaction, a catalyst for the depolymerization reaction may be added as necessary. As the catalyst, conventionally known ones can be used, for example, a catalyst containing at least one metal or metal compound selected from the group consisting of Group IA, IVA, IVB and VA of the periodic table is used. Can do. Examples of those belonging to Group IVA include organotin catalysts (for example, tin lactate, tin tartrate, tin dicaprylate, tin dilaurate, tin dipalmitate, tin distearate, tin dioleate, tin α-naphthoate). , Β-naphthoic acid tin, 2-ethylhexanoic acid tin, etc.), and powdered tin. Examples of those belonging to Group IA include alkali metal hydroxides (for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide), alkali metal and weak acid salts (for example, sodium lactate, sodium acetate, sodium carbonate). Sodium octylate, sodium stearate, potassium lactate, potassium acetate, potassium carbonate, potassium octylate, etc.), alkali metal alkoxides (eg sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide, etc.) Can be mentioned. Examples of those belonging to Group IVB include titanium compounds such as tetrapropyl titanate and zirconium compounds such as zirconium isopropoxide. Examples of those belonging to Group VA include antimony compounds such as antimony trioxide. Among these, an organotin catalyst or a tin compound is particularly preferable from the viewpoint of activity.

触媒は液体又は粉末状の固体のものであれば、当技術分野で通常用いられる触媒添加装置により溶融乳酸オリゴマーに添加してから混合液を連続解重合装置に連続供給し解重合後の残液を連続排出してもよいし、連続解重合装置に直接添加し、連続供給されてきた溶融乳酸オリゴマーと連続解重合装置内で接触させてもよい。また、反応性維持の観点から、必要に応じて触媒供給を各段の連続解重合装置で実施することも可能であるが、一段目の連続解重合装置に添加した触媒のみで最終段までの反応を進めてもよい。この他、触媒が固体の場合には、連続解重合装置内の機器又は構造物で溶融乳酸オリゴマーと接触する面の少なくとも一部に担持させてもよい。本方法では触媒の添加装置が不要となる反面、上記方法と比べて溶融乳酸オリゴマーとの実際の接触面積が低下するので解重合反応が遅くなる、触媒活性低下のたびに連続解重合装置内の機器及び構造物をメンテナンスする必要がある等の短所がある。   If the catalyst is a liquid or powdery solid, it is added to the molten lactic acid oligomer by a catalyst addition apparatus usually used in the art, and then the mixed liquid is continuously supplied to the continuous depolymerization apparatus, and the remaining liquid after depolymerization May be continuously discharged, or may be directly added to the continuous depolymerization apparatus and brought into contact with the molten lactic acid oligomer supplied continuously in the continuous depolymerization apparatus. From the viewpoint of maintaining reactivity, it is possible to supply the catalyst in each stage of the continuous depolymerization apparatus as necessary, but only the catalyst added to the first stage of the continuous depolymerization apparatus can be used until the final stage. The reaction may proceed. In addition, when the catalyst is solid, it may be supported on at least a part of the surface in contact with the molten lactic acid oligomer by an apparatus or structure in the continuous depolymerization apparatus. While this method eliminates the need for a catalyst addition device, the actual contact area with the molten lactic acid oligomer is reduced compared to the above method, resulting in a slow depolymerization reaction. There are disadvantages such as the need to maintain equipment and structures.

本発明では、多段式の連続反応における二段目以降の段で連続解重合装置として横型二軸攪拌機を用いることが好ましい。従って、本発明において多段の連続解重合装置は、二段目以降の段に横型二軸攪拌機を含むことが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a horizontal biaxial stirrer as a continuous depolymerization apparatus in the second and subsequent stages in the multistage continuous reaction. Therefore, in the present invention, the multistage continuous depolymerization apparatus preferably includes a horizontal biaxial agitator in the second and subsequent stages.

本発明では、多段式の連続反応の少なくとも一段において遠心薄膜蒸発装置を用い、それより後段で横型二軸攪拌機を用いることが好ましい。従って、本発明において多段の連続解重合装置は、遠心薄膜蒸発装置を含み、それより後段に横型二軸攪拌機を含むことが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a centrifugal thin film evaporator in at least one stage of the multistage continuous reaction, and to use a horizontal biaxial stirrer in the subsequent stage. Therefore, in the present invention, the multistage continuous depolymerization apparatus preferably includes a centrifugal thin film evaporator, and further includes a horizontal biaxial stirrer in the subsequent stage.

本発明において、連続解重合装置としての横型二軸攪拌機には横型二軸押出機も包含され、反応槽内の攪拌機の二本の回転軸が地面に対して実質的に水平になるように設置され、反応槽内において回転軸方向の一端に溶融乳酸オリゴマーを含む反応液を供給するための供給口を有し、他端に反応液を取り出すための排出口を有する装置をさす。地面に対して実質的に水平とは、攪拌装置の回転軸が厳密に水平であることを意図するものではなく、地面、すなわち、地平線と回転軸とのなす角度が、通常−5°〜5°、好ましくは−1°〜1°、より好ましくは0°であることを意味する。反応槽の形状等については、特に制限されず、当技術分野で通常用いられるものを使用できる。代表的なものには日立プラントテクノロジー社のめがね翼重合器、格子翼重合器などがある。排出口は撹拌装置の回転軸より下側に位置するのが好ましい。横型二軸攪拌機に設置される混合機としては、地面に対して実質的に水平方向に配置される回転軸を中心とした回転により攪拌を行うものであれば特に限定されない。例えば、円形、長円形、3角形、4角形及び多葉形、めがね形状、格子形状などの攪拌翼が回転軸上に間隔をあけて2枚以上設置された互いに噛み合う二軸の混合機などが挙げられる。互いに噛み合う二軸以上の混合機は、混合機の回転軸や反応槽への反応液の付着を防止することができるため、セルフクリーニング作用の観点から好ましい。複数の攪拌翼を有する二軸の混合機を使用する場合は各回転軸を逆方向に回転させるのが好ましい。   In the present invention, the horizontal twin-screw stirrer as the continuous depolymerization apparatus includes a horizontal twin-screw extruder, and is installed so that the two rotating shafts of the stirrer in the reaction tank are substantially horizontal with respect to the ground. In the reaction tank, a device having a supply port for supplying a reaction liquid containing a molten lactic acid oligomer at one end in the rotation axis direction and a discharge port for taking out the reaction liquid at the other end is indicated. The term “substantially horizontal to the ground” does not mean that the rotation axis of the stirring device is strictly horizontal, and the angle between the ground, that is, the horizon and the rotation axis is usually −5 ° to 5 °. °, preferably -1 ° to 1 °, more preferably 0 °. About the shape of a reaction tank etc., it does not restrict | limit in particular, What is normally used in this technical field can be used. Typical examples include glasses blade polymerizers and lattice blade polymerizers of Hitachi Plant Technology. The discharge port is preferably located below the rotation axis of the stirring device. The mixer installed in the horizontal biaxial agitator is not particularly limited as long as the agitation is performed by rotation around a rotation axis arranged substantially horizontally with respect to the ground. For example, a two-shaft mixer that meshes with each other in which two or more stirring blades such as a circle, an oval, a triangle, a quadrilateral, a multi-leaf, a glasses, and a lattice are placed on the rotation axis at intervals. Can be mentioned. A biaxial or more mixer that meshes with each other is preferable from the viewpoint of the self-cleaning action because it can prevent the reaction liquid from adhering to the rotating shaft of the mixer and the reaction tank. In the case of using a biaxial mixer having a plurality of stirring blades, it is preferable to rotate each rotating shaft in the opposite direction.

横型二軸攪拌機内において反応液の装置内滞留量は、必要に応じて、滞留量測定器により計測され、一定となるよう供給量とドレン排出量が調節される。横型二軸攪拌機内において触媒は、互いに逆方向に回る攪拌翼により発生する表面更新効果により拡散し、装置内部の反応液と混合される。反応液は互いに逆方向に回る攪拌翼により引っ張られ液膜を形成する。装置ケーシング外面は熱媒等で加熱されており、これにより反応液は加熱され、触媒との接触により生成したラクチドの蒸発が促進される。ラクチド蒸気の気泡は攪拌翼により発生する表面更新効果により反応液バルク層から蒸発面に向かって拡散・移行して反応液の外部に排出される。その後、蒸気は分縮装置に供給され、水分、未反応乳酸、低分子量の揮発性乳酸オリゴマーが分離され、好ましくは濃縮乳酸のオリゴマー化工程に還流される。水分、未反応乳酸、低分子量の揮発性乳酸オリゴマーが除去されたラクチド蒸気は、その後ラクチド蒸気凝縮器に供給される。ここでラクチド蒸気は凝縮して回収され、精製工程に移送される。ラクチド蒸気凝縮器を出た蒸気は不純物凝縮器に入り、ここで液化される。凝縮した不純物は通常廃棄される場合が多い。不純物凝縮器を出たガスは真空ポンプを経由して、系外に放出される。また、横型二軸攪拌機の滞留量測定器については液ヘッド、溶融乳酸オリゴマーの誘電率、差圧、ガンマ線等を利用した液面計が適用可能である。前段の連続解重合装置で既に反応性が低下した残渣液がドレンとして排出された後、これを後段の、表面更新効果を有することで反応性を改善することができる横型二軸攪拌機で解重合に付すことで、さらにラクチドを回収できるため、原料収率が向上する。   In the horizontal biaxial stirrer, the retention amount of the reaction liquid in the apparatus is measured by a retention amount measuring device as necessary, and the supply amount and the drain discharge amount are adjusted to be constant. In the horizontal biaxial stirrer, the catalyst diffuses due to the surface renewal effect generated by the stirring blades rotating in opposite directions, and is mixed with the reaction liquid inside the apparatus. The reaction liquid is pulled by stirring blades rotating in opposite directions to form a liquid film. The outer surface of the apparatus casing is heated with a heat medium or the like, whereby the reaction liquid is heated, and evaporation of lactide generated by contact with the catalyst is promoted. The bubbles of lactide vapor are diffused and transferred from the reaction liquid bulk layer toward the evaporation surface due to the surface renewal effect generated by the stirring blade, and are discharged to the outside of the reaction liquid. Thereafter, the steam is supplied to a partial condensation apparatus to separate water, unreacted lactic acid, and low molecular weight volatile lactic acid oligomers, and preferably refluxed to the concentrated lactic acid oligomerization step. The lactide vapor from which moisture, unreacted lactic acid, and low molecular weight volatile lactic acid oligomers have been removed is then fed to a lactide vapor condenser. Here, the lactide vapor is condensed and recovered and transferred to the purification process. Vapor exiting the lactide vapor condenser enters the impurity condenser where it is liquefied. Condensed impurities are usually discarded. The gas exiting the impurity condenser is discharged out of the system via a vacuum pump. Further, a liquid level gauge using a liquid head, a dielectric constant of a molten lactic acid oligomer, a differential pressure, a gamma ray, or the like can be applied to a residence measuring device of a horizontal biaxial stirrer. After the residual liquid whose reactivity has already decreased in the first stage continuous depolymerization apparatus is discharged as drain, it is depolymerized with a horizontal twin-screw stirrer that can improve the reactivity by having a surface renewal effect in the second stage. By attaching to, lactide can be further recovered, so that the raw material yield is improved.

本発明において、遠心薄膜蒸発装置とは、装置内に供給された被濃縮液を遠心力により装置ケーシング内面に被濃縮液を当てて液膜を形成し、装置ケーシング外面からの加熱により蒸発を促すものである。遠心力は固定された装置ケーシング内に翼が設置された回転子を設置し、回転する翼を通して被濃縮液に与えられる。本装置を用いることにより設備規模をコンパクトにできる、翼とケーシングの間のギャップ幅及び翼の回転制御により液膜厚さを制御できる等の長所がある。横型、縦型どちらの遠心薄膜蒸発装置でもよい。いずれについても、装置内に触媒等の添加物を滞留させ、回転子、翼の稼動により触媒を溶融乳酸オリゴマーに分散させることが可能である。従って、装置の一端から溶融乳酸オリゴマーを連続供給しても、それがラクチド蒸気の排出量に見合っていれば滞留量を一定に保てるので、通常は他端から連続排出を行うが、その必要は必ずしもない。供給量が排出量に比べて不足していれば、すなわち液膜が薄くなってきていることが確認されれば、所定の液膜厚さとなるよう、原料液の供給量を増やせばよい。逆に多い場合、攪拌翼後方の堰により液膜からの原料液の漏洩は抑制され液膜が厚くなることが確認されるので、所定の液膜厚さとなるよう、原料液の供給量を減らせばよい。触媒活性の低下に伴う解重合反応の効率低下や解重合後の残渣蓄積により滞留量が増大する。これらはドレン穴より連続的又は断続的に排出される。触媒はこれに合わせて、連続的に又は断続的に装置内に添加される。このような観点から、原料液の供給系、又は反応槽には触媒等の添加物を供給するノズルを設置するのが望ましい。また、ドレン穴の設置位置について、連続的にドレン排出する場合については攪拌翼よりも後方でなければいけないが、断続的な場合には通常ドレンバルブを閉じて運転するため、攪拌翼にかかる場所であってもよい。この場合、液膜からの原料液の漏洩を抑制するための堰は攪拌翼にギリギリのところまで接近して設置させることが可能で、原料液の漏洩スペースを著しく低減することができる。液膜厚さを計測する方法には色々考えられるが、その一つに遠心力により液膜が反応槽内壁に与える圧力を測定することができる。圧力測定は反応槽外面の頂部にレベルゲージを設置してその液面高さを見る方法、圧力センサーを設置して圧力に応じた電圧を測定する方法等がある。   In the present invention, the centrifugal thin film evaporation apparatus refers to a liquid to be concentrated supplied to the inner surface of the apparatus casing by centrifugal force to form a liquid film, and promotes evaporation by heating from the outer surface of the apparatus casing. Is. Centrifugal force is applied to the liquid to be concentrated through a rotating blade and a rotor with blades installed in a fixed device casing. By using this apparatus, the equipment scale can be made compact, and the liquid film thickness can be controlled by controlling the gap width between the blade and the casing and the rotation of the blade. Either a horizontal or vertical centrifugal thin film evaporator may be used. In any case, it is possible to retain an additive such as a catalyst in the apparatus and disperse the catalyst in the molten lactic acid oligomer by operating the rotor and blades. Therefore, even if the molten lactic acid oligomer is continuously supplied from one end of the apparatus, the retention amount can be kept constant if it matches the discharge amount of lactide vapor. Not necessarily. If the supply amount is insufficient compared to the discharge amount, that is, if it is confirmed that the liquid film is thinned, the supply amount of the raw material liquid may be increased so as to obtain a predetermined liquid film thickness. On the other hand, if it is large, it is confirmed that the leakage of the raw material liquid from the liquid film is suppressed by the weir behind the stirring blade and the liquid film becomes thicker. Therefore, the supply amount of the raw material liquid can be reduced so that the predetermined liquid film thickness is obtained. That's fine. The retention amount increases due to a decrease in efficiency of the depolymerization reaction accompanying a decrease in the catalyst activity and a residue accumulation after the depolymerization. These are continuously or intermittently discharged from the drain hole. In accordance with this, the catalyst is added continuously or intermittently into the apparatus. From such a viewpoint, it is desirable to install a nozzle for supplying an additive such as a catalyst in the raw material liquid supply system or reaction tank. Also, regarding the location of the drain hole, when draining continuously, it must be behind the agitating blade. It may be. In this case, the weir for suppressing the leakage of the raw material liquid from the liquid film can be installed as close to the stirring blade as possible, and the leakage space of the raw material liquid can be significantly reduced. There are various methods for measuring the liquid film thickness. One of them is to measure the pressure applied to the inner wall of the reaction tank by the centrifugal force. The pressure measurement includes a method in which a level gauge is installed on the top of the outer surface of the reaction tank and the liquid level is observed, a method in which a pressure sensor is installed and a voltage corresponding to the pressure is measured.

特に縦型の遠心薄膜蒸発装置を適用する場合、原料液を反応槽の上部、下部いずれから供給するにせよ、攪拌翼には一部スクリュー機能を持たせることで、重力による液の流下に抗し液膜を保持するための揚力を発生させることが望ましい。   In particular, when a vertical centrifugal thin film evaporator is applied, whether the raw material liquid is supplied from the upper part or the lower part of the reaction tank, the stirring blade is partially provided with a screw function to resist the liquid flow due to gravity. It is desirable to generate lift for holding the liquid film.

遠心薄膜蒸発装置内において反応液の装置内滞留量は滞留量測定器により計測され、一定となるよう供給量は調節され、また、攪拌翼後部の堰により、攪拌翼の外部への漏洩は抑制される。遠心薄膜蒸発装置内において触媒は回転子の翼の回転により反応液と混合されると共に遠心力で装置ケーシング内面に押しつけられ、内面の形状に沿って液膜を形成する。装置ケーシング外面は熱媒等で加熱されており、これにより液膜は加熱され、添加物との接触により生成したラクチドの蒸発が促進される。ラクチド蒸気は遠心薄膜蒸発装置の外に排出され、ラクチド凝縮器に供給される。ここでラクチド蒸気は凝縮して回収され、精製工程に移送される。ラクチド凝縮器を出た蒸気は不純物凝縮器に入り、ここで液化される。凝縮した不純物は通常廃棄される場合が多い。不純物凝縮器を出たガスは真空ポンプを経由して、系外に放出される。遠心薄膜蒸発装置について、上記の方式は固定された装置ケーシング内で翼を回転させて遠心力を与える方式であり、翼は通常回転軸に平行な板状のもので回転軸から放射状に設置される場合が多く、その他上記翼にねじれを加えスクリュー状にした物を用いる場合もある。遠心薄膜蒸発装置は回転軸が地面に水平なもの、垂直なもの、その中間の角度のもの、いずれでもよい。また、滞留量測定器については液ヘッド、溶融乳酸オリゴマーの誘電率、差圧等を利用した液面計が例えば適用可能である。遠心薄膜蒸発装置を適用した解重合装置は横型二軸攪拌機と異なり、後段側で処理を行う残渣には必ずしも低下した反応性を改善する効果が十分ではない可能性があるが、反応性に富んだ前段側の反応液については、横型二軸攪拌機と比べて光学異性体の生成を抑制する効果が大きい。多段の連続解重合装置において、横型二軸攪拌機よりも前段側に遠心薄膜蒸発装置を設置することで、光学異性体の生成を抑制しつつ廃棄する残渣を低減できるので、原料収率をさらに向上することができる。   In the centrifugal thin film evaporator, the retention amount of the reaction liquid in the device is measured by a retention amount measuring device, the supply amount is adjusted to be constant, and leakage to the outside of the stirring blade is suppressed by the weir at the rear of the stirring blade. Is done. In the centrifugal thin film evaporator, the catalyst is mixed with the reaction liquid by the rotation of the rotor blades and is pressed against the inner surface of the apparatus casing by centrifugal force to form a liquid film along the shape of the inner surface. The outer surface of the apparatus casing is heated with a heat medium or the like, whereby the liquid film is heated, and evaporation of lactide generated by contact with the additive is promoted. The lactide vapor is discharged out of the centrifugal thin film evaporator and supplied to the lactide condenser. Here, the lactide vapor is condensed and recovered and transferred to the purification process. Vapor exiting the lactide condenser enters the impurity condenser where it is liquefied. Condensed impurities are usually discarded. The gas exiting the impurity condenser is discharged out of the system via a vacuum pump. For centrifugal thin film evaporators, the above method is a method of applying centrifugal force by rotating the blades in a fixed device casing, and the blades are usually plate-like ones parallel to the rotating shaft and are installed radially from the rotating shaft. In other cases, the wing is twisted to form a screw. The centrifugal thin film evaporator may be any one whose rotation axis is horizontal to the ground, vertical, or an intermediate angle. For the residence amount measuring device, for example, a liquid level meter using a liquid head, a dielectric constant of a molten lactic acid oligomer, a differential pressure, etc. can be applied. Unlike a horizontal twin-screw stirrer, a depolymerization apparatus using a centrifugal thin film evaporator is not necessarily sufficient for improving the reduced reactivity of the residue that is processed on the downstream side, but it is highly reactive. On the other hand, the reaction solution on the front stage side has a larger effect of suppressing the formation of optical isomers than the horizontal biaxial stirrer. In a multistage continuous depolymerization system, by installing a centrifugal thin film evaporator on the front side of the horizontal twin-shaft stirrer, waste generated can be reduced while suppressing the formation of optical isomers, thus further improving the raw material yield. can do.

分縮装置、ラクチド凝縮器、及び不純物凝縮器については、金属管を隔てて上記と冷媒が間接的に接触する表面凝縮器が望ましい。これはラクチドが水を含む冷媒と直接接触すると分解して酸を生成するためである。これは酸触媒として重合反応の進捗を阻害する上、凝縮器等の材料腐食を引き起こす可能性がある。不純物凝縮物についても、光学異性体成分等、融点が低いが含まれる場合があり、これも水と接触すると酸を生成するので同様に腐食を引き起こす可能性がある。冷媒としてラクチドに対し不活性なものを用いる場合は上記の限りではないが、その場合、冷媒を十分乾燥させ湿分を低減する必要がある。   As for the partial reduction device, the lactide condenser, and the impurity condenser, a surface condenser in which the above-mentioned refrigerant indirectly contacts with a metal pipe is desirable. This is because when lactide comes into direct contact with a refrigerant containing water, it decomposes to produce an acid. This hinders the progress of the polymerization reaction as an acid catalyst and may cause corrosion of materials such as a condenser. The impurity condensate may also contain a low melting point, such as an optical isomer component, which also generates an acid when contacted with water, and may cause corrosion as well. In the case where a refrigerant inert to lactide is used, it is not limited to the above, but in that case, it is necessary to sufficiently dry the refrigerant to reduce moisture.

多段の連続解重合装置には、横型二軸攪拌機、遠心薄膜蒸発装置の他、特許文献1にあるような通常のタンク式攪拌機が含まれていてもよい。タンク式攪拌機の特徴は横型二軸攪拌機、遠心薄膜蒸発装置と比べて滞留量、すなわち装置体積あたりの生産量が大きいことである。このため上記3種類の機器を用いて3段式の連続解重合工程を構築する場合、例えばタンク式攪拌機、遠心薄膜蒸発装置、横型二軸攪拌機の順に連続解重合装置を設置して、解重合を実施する方法が考えられる。   The multistage continuous depolymerization apparatus may include a normal tank type agitator as disclosed in Patent Document 1 in addition to a horizontal biaxial agitator and a centrifugal thin film evaporator. The tank type stirrer is characterized in that the retention amount, that is, the production amount per unit volume, is larger than that of the horizontal biaxial stirrer and the centrifugal thin film evaporator. For this reason, when constructing a three-stage continuous depolymerization process using the above three types of equipment, for example, a continuous depolymerizer is installed in the order of a tank type agitator, a centrifugal thin film evaporator, and a horizontal biaxial agitator. It is conceivable to implement the method.

一実施形態において本発明は、乳酸からポリ乳酸を製造する方法であって、
乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを合成する乳酸縮合工程、
得られた乳酸オリゴマーを上記ラクチド製造工程、及び
ラクチドを開環重合してポリ乳酸を合成する開環重合工程
を含み、解重合工程で発生した粗ラクチド蒸気から分離された不純物を乳酸縮合工程又はより上流の工程に還流することを特徴とする方法に関する。
In one embodiment, the present invention is a method of producing polylactic acid from lactic acid,
A lactic acid condensation step of condensing lactic acid to synthesize a lactic acid oligomer,
The obtained lactic acid oligomer comprises the above lactide production step, and a ring-opening polymerization step of synthesizing polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide, and the impurities separated from the crude lactide vapor generated in the depolymerization step are subjected to a lactic acid condensation step or The present invention relates to a method characterized by returning to an upstream process.

上記ポリ乳酸の製造方法は、
乳酸からポリ乳酸を合成するためのポリ乳酸製造装置であって、
乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを合成する乳酸縮合装置、
乳酸オリゴマーの解重合によりラクチドを合成するための本発明のラクチド製造装置、
ラクチドを開環重合してポリ乳酸を合成する開環重合装置、及び
ラクチド製造装置の分縮装置で分離された不純物を乳酸縮合装置又はより上流の装置に還流するための系
を備える装置により実施できる。
The method for producing the polylactic acid is as follows:
A polylactic acid production apparatus for synthesizing polylactic acid from lactic acid,
A lactic acid condensing apparatus for synthesizing lactic acid oligomers by condensing lactic acid,
The lactide production apparatus of the present invention for synthesizing lactide by depolymerization of lactic acid oligomers,
Implemented by a ring-opening polymerization apparatus for ring-opening polymerization of lactide to synthesize polylactic acid, and an apparatus equipped with a system for refluxing impurities separated by a partial condensation apparatus of a lactide production apparatus to a lactic acid condensation apparatus or an upstream apparatus. it can.

乳酸を縮合することにより乳酸オリゴマーを合成する乳酸縮合工程において、乳酸は従来公知の方法により製造されたもののいずれを用いてもよいが、水分含量の少ない乳酸が好ましい。このような乳酸を使用することにより、乳酸に含まれる水分を蒸発させて濃縮するための工程を短縮することができ、コストの面からも有利となる。   In the lactic acid condensation step of synthesizing a lactic acid oligomer by condensing lactic acid, any lactic acid produced by a conventionally known method may be used, but lactic acid having a low water content is preferred. By using such lactic acid, the process for evaporating and concentrating the water contained in the lactic acid can be shortened, which is advantageous in terms of cost.

乳酸にもともと含まれている水分は、加熱して蒸発させることにより除去することが好ましい。原料乳酸に含まれる水分は、縮合工程において、乳酸の縮合反応よって生成する水分と一緒に除去してもよいが、原料乳酸から予め水分を除去し、乳酸を濃縮した後で、これを乳酸縮合工程に付してもよい。   The water originally contained in lactic acid is preferably removed by heating and evaporating. The water contained in the raw lactic acid may be removed together with the water produced by the condensation reaction of lactic acid in the condensation step. However, after the water is removed from the raw lactic acid in advance and concentrated, the lactic acid is condensed. You may attach to a process.

前者の場合は、原料乳酸を乳酸縮合装置に直接輸送して乳酸縮合反応を行うが、後者の場合は、乳酸濃縮装置と乳酸縮合装置を直列に接続し、前段の乳酸濃縮装置で乳酸を加熱して水分を蒸発させた後、得られた乳酸濃縮物を乳酸縮合装置に輸送して乳酸縮合反応を行う。乳酸縮合装置又は乳酸濃縮装置の前段に、乳酸供給装置を設置して、ここからいずれかの装置に乳酸を供給してもよい。   In the former case, the lactic acid condensation reaction is carried out by directly transporting the raw lactic acid to the lactic acid condensing device. In the latter case, the lactic acid concentrating device and the lactic acid condensing device are connected in series, and the lactic acid is heated by the lactic acid concentrating device in the previous stage. Then, after the water is evaporated, the obtained lactic acid concentrate is transported to a lactic acid condensation apparatus to perform a lactic acid condensation reaction. A lactic acid supply device may be installed in front of the lactic acid condensation device or the lactic acid concentration device, and lactic acid may be supplied to any of the devices from here.

乳酸縮合装置において、乳酸を加熱することにより乳酸オリゴマーを生成する。乳酸縮合反応においては、得られる乳酸オリゴマーの分子量が、上述の連続解重合装置に投入するのに適する分子量となるようにする。すなわち、得られる乳酸オリゴマーの分子量が数平均分子量で通常150〜1万、好ましくは500〜5,000となるように反応を行う。乳酸縮合反応は、通常圧力100Torr以下、好ましくは10Torr以下、さらに好ましくは1Torr以下で、通常160〜220℃、好ましくは170〜200℃まで徐々に昇温させることにより実施する。加熱時間を可能な限り短くすることで、乳酸及びオリゴマーの熱分解を抑制することができる。   In the lactic acid condensing apparatus, lactic acid oligomer is produced by heating lactic acid. In the lactic acid condensation reaction, the molecular weight of the obtained lactic acid oligomer is set to a molecular weight suitable for introduction into the above-mentioned continuous depolymerization apparatus. That is, the reaction is performed so that the molecular weight of the obtained lactic acid oligomer is usually 150 to 10,000, preferably 500 to 5,000 in terms of number average molecular weight. The lactic acid condensation reaction is usually carried out by gradually raising the temperature to 160 to 220 ° C., preferably 170 to 200 ° C., usually at a pressure of 100 Torr or less, preferably 10 Torr or less, more preferably 1 Torr or less. By shortening the heating time as much as possible, thermal decomposition of lactic acid and oligomer can be suppressed.

乳酸縮合反応においては、必要に応じて、乳酸縮合反応のための触媒を添加してもよい。触媒としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、有機スズ系の触媒(例として、乳酸スズ、酒石酸スズ、ジカプリル酸スズ、ジラウリル酸スズ、ジパルミチン酸スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸スズ、α−ナフトエ酸スズ、β−ナフトエ酸スズ、オクチル酸スズ等)及び粉末スズ等が挙げられる。上記乳酸供給装置が設置されている場合は、予め乳酸供給装置においてこれらの触媒を添加してもよい。   In the lactic acid condensation reaction, a catalyst for the lactic acid condensation reaction may be added as necessary. As the catalyst, a conventionally known catalyst can be used. For example, an organic tin-based catalyst (for example, tin lactate, tin tartrate, tin dicaprylate, tin dilaurate, tin dipalmitate, tin distearate, diolein) Acid tin, α-naphthoic acid tin, β-naphthoic acid tin, octylic acid tin, etc.) and powdered tin. When the lactic acid supply device is installed, these catalysts may be added in advance in the lactic acid supply device.

縮合反応によって得られた乳酸オリゴマーは、一度バッファタンクとしての乳酸オリゴマー供給装置等に蓄積してから連続解重合装置に輸送してもよいし、連続解重合装置に直接輸送してもよい。解重合反応を連続的に実施する場合は、乳酸オリゴマーを乳酸オリゴマー供給装置に蓄積してから連続解重合装置に連続的に輸送することが好ましい。   The lactic acid oligomer obtained by the condensation reaction may be once accumulated in a lactic acid oligomer supply apparatus or the like as a buffer tank and then transported to the continuous depolymerization apparatus, or directly transported to the continuous depolymerization apparatus. In the case where the depolymerization reaction is continuously performed, it is preferable that the lactic acid oligomer is accumulated in the lactic acid oligomer supply apparatus and then continuously transported to the continuous depolymerization apparatus.

ラクチドの開環重合反応は、開環重合装置において、不活性ガス雰囲気下、通常120〜250℃、好ましくは120〜200℃で加熱することにより実施する。当該開環重合反応によりポリ乳酸が生成する。   The ring-opening polymerization reaction of lactide is carried out in a ring-opening polymerization apparatus by heating at 120 to 250 ° C., preferably 120 to 200 ° C. in an inert gas atmosphere. Polylactic acid is produced by the ring-opening polymerization reaction.

開環重合反応の触媒としては、必要に応じて解重合反応のための触媒と同じものを用いてもよい。触媒としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、周期律表IA族、IIIA族、IVA族、IIB族及びVA族からなる群から選択される金属又は金属化合物からなる触媒を使用できる。これらの中でも、オクチル酸スズ等のスズ系化合物又は三酸化アンチモン等のアンチモン系化合物を使用するのが好ましい。これら触媒の使用量は、ラクチドに対して1〜2000ppm、好ましくは5〜1500ppm、より好ましくは10〜1000ppm程度である。   As the catalyst for the ring-opening polymerization reaction, the same catalyst as that for the depolymerization reaction may be used as necessary. A conventionally known catalyst can be used as the catalyst, for example, a catalyst made of a metal or a metal compound selected from the group consisting of Group IA, Group IIIA, Group IVA, Group IIB and Group VA of the periodic table is used. it can. Among these, it is preferable to use a tin compound such as tin octylate or an antimony compound such as antimony trioxide. The amount of these catalysts used is about 1 to 2000 ppm, preferably 5 to 1500 ppm, and more preferably about 10 to 1000 ppm with respect to lactide.

開環重合反応においては、分子量の調整等を目的として、必要に応じて開環重合反応のための重合開始剤を添加してもよい。重合開始剤としては1−ドデカノール等のアルコール類のように水酸基を有する物質を用いることができる。   In the ring-opening polymerization reaction, a polymerization initiator for the ring-opening polymerization reaction may be added as necessary for the purpose of adjusting the molecular weight. As the polymerization initiator, a substance having a hydroxyl group such as alcohols such as 1-dodecanol can be used.

ラクチドの解重合において分縮装置で分離された不純物は、乳酸縮合工程又はより上流の工程、例えば乳酸濃縮工程に還流される。すなわち、ラクチド製造装置の分縮装置で分離された不純物を、乳酸縮合装置又はより上流の装置に還流する。そのための系は、通常、バルブ、送液ポンプ、配管を含む。これにより、解重合工程で不純物として生成した水、乳酸及び低分子量乳酸オリゴマーを回収・再利用することができ、原料乳酸に対するラクチド及びポリ乳酸の収率をさらに向上させることができる。   Impurities separated by the fractionation apparatus in the depolymerization of lactide are refluxed to the lactic acid condensation step or an upstream step, for example, a lactic acid concentration step. That is, the impurities separated by the fractionation device of the lactide production device are refluxed to the lactic acid condensation device or an upstream device. The system for that purpose usually includes a valve, a liquid feed pump, and piping. Thereby, water, lactic acid, and low molecular weight lactic acid oligomers produced as impurities in the depolymerization step can be recovered and reused, and the yield of lactide and polylactic acid with respect to raw lactic acid can be further improved.

以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

(実施例1)
図1は、本発明の多段式連続解重合方法及び装置を用いたポリ乳酸合成の全工程の一実施形態を示す。本実施形態においてポリ乳酸合成工程は、原料モノマー(乳酸)の濃縮工程、濃縮物の縮合工程、乳酸オリゴマーの解重合工程、ラクチドの精製工程、開環重合工程、残存モノマーの処理工程、ポリマー(ポリ乳酸)の乾燥工程から構成される。これらはポリマーの性状、プロセスの必要性に応じて省略したり、途中で他工程を追加したりしてもよい。また、残存モノマーの処理工程は、減圧環境下におけるモノマーの脱離・除去、融点以下の温度における固相重合等の方式から選択できる。
Example 1
FIG. 1 shows one embodiment of all steps of polylactic acid synthesis using the multistage continuous depolymerization method and apparatus of the present invention. In this embodiment, the polylactic acid synthesis step includes a raw material monomer (lactic acid) concentration step, a concentrate condensation step, a lactic acid oligomer depolymerization step, a lactide purification step, a ring-opening polymerization step, a residual monomer treatment step, a polymer ( Polylactic acid) drying step. These may be omitted depending on the properties of the polymer and the necessity of the process, or other steps may be added during the process. The residual monomer treatment step can be selected from methods such as monomer desorption / removal in a reduced pressure environment and solid phase polymerization at a temperature below the melting point.

図2は、本発明の多段式連続解重合方法を、タンク式攪拌機、遠心薄膜蒸発装置、横型二軸攪拌機の順に三段式で実施する実施形態を示す。いずれの解重合装置も必要に応じて種類を変更してもよい。段数についても2段以上あればよく、どれか一つを省略しても、或いは段数を増やしてもよい。その他についても必要に応じて省略することができる。   FIG. 2 shows an embodiment in which the multistage continuous depolymerization method of the present invention is carried out in three stages in the order of a tank type agitator, a centrifugal thin film evaporator, and a horizontal biaxial agitator. Any type of depolymerization apparatus may be changed as necessary. The number of stages may be two or more, and one of them may be omitted or the number of stages may be increased. Others can be omitted as necessary.

バルブ5を閉じてドレン配管6からの排出を止めた状態とした後、ニードルバルブ1を開き、送液ポンプ2を稼動させて、濃縮乳酸を配管3を通して乳酸縮合装置4に供給する。オリゴマー化工程は連続式、回分式いずれでもよい。また、乳酸縮合装置4についても、本実施例ではタンク式攪拌機1台を想定しているが、横型攪拌機等いずれのタイプでもよく、複数の乳酸縮合装置が直列、並列になっていてもよい。連続方式を適用する場合、ニードルバルブ1により適度な背圧をかけておくのが望ましい。濃縮乳酸の送液のため、配管3は室温以上200℃以下に加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。   After the valve 5 is closed and the discharge from the drain pipe 6 is stopped, the needle valve 1 is opened, the liquid feed pump 2 is operated, and the concentrated lactic acid is supplied to the lactic acid condensation apparatus 4 through the pipe 3. The oligomerization step may be either a continuous type or a batch type. In addition, in the present embodiment, one tank type stirrer is assumed for the lactic acid condensing apparatus 4, but any type such as a horizontal stirrer may be used, and a plurality of lactic acid condensing apparatuses may be connected in series and in parallel. When the continuous method is applied, it is desirable to apply an appropriate back pressure by the needle valve 1. In order to send concentrated lactic acid, it is desirable to heat the pipe 3 to room temperature to 200 ° C. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used.

乳酸縮合装置4は内部が100℃以上200℃以下の温度で減圧環境になっており、この環境で所定の時間処理することで、乳酸分子同士で縮合反応が起こり分子量数百から数万の乳酸オリゴマーが生成する。例えば、180℃、30torr、滞留時間2時間の条件で処理することで重量平均分子量600程度の乳酸オリゴマーが生成し、200℃、30torr、滞留時間2時間の条件で処理することで重量平均分子量1200程度の乳酸オリゴマーが生成する。乳酸縮合装置4の内部を加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱や、装置内部への熱交換器設置による熱媒加熱等、いずれの方法でもよい。装置内部の減圧は真空ポンプ14により実施する。乳酸分子間の縮合反応に伴い水が生成し、これが水蒸気となり配管7を通って還流器8に到達する。配管7は内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。還流器8では水蒸気とこれに同伴して移送された乳酸及びその縮合物を分離する。還流器8の温度は乳酸及びその縮合物を固着させない程度の温度を保ちつつ凝縮させ、かつ水蒸気を凝縮させないため、50℃以上100℃以下が望ましい。乳酸及びその縮合物を凝縮させて配管11により乳酸縮合装置4に戻す。水蒸気は配管9により凝縮器10に到達する。凝縮器10では水蒸気を凝縮させ、凝縮水はバルブ123を開として、配管16を通って凝縮水回収タンク17に貯蔵される。水蒸気を取り除かれた後の排ガスは減圧弁12、配管13を通り真空ポンプ14から配管15を通って系外放出される。なお、乳酸縮合装置4の運転時にはバルブ24、18を閉として、配管19、25からのドレン排出を停止しておく。また、連続運転の場合はバルブ20を開として送液ポンプ21を連続運転し、配管22を通して乳酸オリゴマーを乳酸オリゴマー供給槽23に送付する。回分操作による運転の場合はバルブ20を閉としておき、オリゴマー化を終了した段階で開とし、送液ポンプ21を運転し、配管22を通して乳酸オリゴマーを乳酸オリゴマー供給槽23に送付する。その際、配管22は乳酸オリゴマーを固着させないため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。また、その際の加熱方法は熱媒ジャケットによる外部加熱が望ましい。乳酸オリゴマー供給槽23は乳酸オリゴマーを固着させないため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。また、その際の加熱方法は熱媒ジャケットによる外部加熱や、装置内部への熱交換器設置による熱媒加熱等、いずれの方法でもよい。乳酸オリゴマーはバルブ26を開として、ニードルバルブ124により必要に応じて背圧をかけながら送液ポンプ27により配管28を通って、第一段目の連続解重合装置29に連続供給される。その際、配管28は内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。また、その際の加熱方法は熱媒ジャケットによる外部加熱が望ましい。   The inside of the lactic acid condensing apparatus 4 is in a reduced pressure environment at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. By treating the lactic acid condensing device for a predetermined time in this environment, a condensation reaction occurs between lactic acid molecules, and lactic acid having a molecular weight of several hundred to several tens of thousands. An oligomer is formed. For example, a lactic acid oligomer having a weight average molecular weight of about 600 is produced by treatment under conditions of 180 ° C., 30 torr and residence time of 2 hours, and a weight average molecular weight of 1200 is produced by treatment under conditions of 200 ° C., 30 torr and residence time of 2 hours. A degree of lactic acid oligomer is formed. The method for heating the inside of the lactic acid condensation apparatus 4 may be any method such as heating from the outside with a heat medium jacket or heating medium heating by installing a heat exchanger inside the apparatus. The internal pressure of the apparatus is reduced by the vacuum pump 14. Water is generated along with the condensation reaction between the lactic acid molecules, which becomes water vapor and reaches the refluxing device 8 through the pipe 7. It is desirable to heat the inside of the pipe 7 at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used. The reflux unit 8 separates the water vapor, the lactic acid and the condensate transferred together with the water vapor. The temperature of the reflux device 8 is preferably 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower in order to condense while maintaining a temperature at which lactic acid and its condensate are not fixed, and not to condense water vapor. Lactic acid and its condensate are condensed and returned to the lactic acid condensing apparatus 4 through the pipe 11. The water vapor reaches the condenser 10 through the pipe 9. In the condenser 10, the water vapor is condensed, and the condensed water is stored in the condensed water recovery tank 17 through the pipe 16 by opening the valve 123. The exhaust gas after the water vapor is removed passes through the pressure reducing valve 12 and the pipe 13 and is discharged from the vacuum pump 14 through the pipe 15 to the outside of the system. During the operation of the lactic acid condensation apparatus 4, the valves 24 and 18 are closed, and the drainage from the pipes 19 and 25 is stopped. In the case of continuous operation, the valve 20 is opened and the liquid feed pump 21 is continuously operated, and the lactic acid oligomer is sent to the lactic acid oligomer supply tank 23 through the pipe 22. In the case of operation by batch operation, the valve 20 is closed and opened when the oligomerization is completed, the liquid feed pump 21 is operated, and the lactic acid oligomer is sent to the lactic acid oligomer supply tank 23 through the pipe 22. In that case, since the piping 22 does not fix a lactic acid oligomer, it is desirable to heat the inside at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The heating method at that time is preferably external heating using a heat medium jacket. Since the lactic acid oligomer supply tank 23 does not fix the lactic acid oligomer, it is desirable to heat the inside at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The heating method at that time may be any method such as external heating using a heat medium jacket or heating medium heating by installing a heat exchanger inside the apparatus. The lactic acid oligomer is continuously supplied to the first-stage continuous depolymerization device 29 through the pipe 28 by the liquid feed pump 27 while opening the valve 26 and applying back pressure by the needle valve 124 as necessary. At that time, it is desirable that the pipe 28 is heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The heating method at that time is preferably external heating using a heat medium jacket.

連続解重合装置29はタンク式の反応装置で、配管28から連続供給される乳酸オリゴマーのほか、バルブ31を開とすることにより触媒移送ポンプ32によりニードルバルブ125、配管33を通して触媒タンク30内の触媒の連続供給を受ける。触媒は液体、固体いずれでもよいが、液体触媒の場合には触媒移送ポンプ32は送液ポンプであり、ニードルバルブ125により必要に応じて背圧をかけることが望ましい。連続解重合装置29は内部が180℃以上220℃以下の温度で減圧環境になっている。圧力としては10torr以下が望ましい。この環境で所定の時間、乳酸オリゴマーと触媒とを接触・混合させることで乳酸オリゴマーの解重合反応が起こり、ラクチドが生成する。連続解重合装置29の内部を加熱する方法は、熱媒ジャケットによる外部からの加熱や、装置内部への熱交換器設置による熱媒加熱等、いずれの方法でもよい。また、装置内部の減圧については真空ポンプ49により実施する。生成したラクチドは、水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマーを伴う粗ラクチドとして乳酸オリゴマーの液面から蒸発し、配管34を通って分縮装置35に到達する。配管34は粗ラクチドの付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。分縮装置35では水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマー等の不純物を凝縮してラクチド蒸気から粗く分離する。分離後のラクチド蒸気は配管36を通ってラクチド凝縮器37に供給される。配管36は粗ラクチドの付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。不純物の凝縮液はバルブ38を通って、送液ポンプ39により配管40から乳酸縮合装置4に還流される。なお、還流する場所は本実施例のように乳酸縮合装置4、又はそれよりもプラントの上流側でなければいけない。これは不純物中の水分を除去すると共に乳酸、低分子量乳酸オリゴマーを回収・再利用してオリゴマー化するためである。ラクチド凝縮器37では粗ラクチド蒸気をラクチドの融点95〜98℃に近い温度まで冷却し凝縮して回収する。連続解重合装置29の連続運転時にはバルブ41を開とし、粗ラクチド凝縮物はポンプ42により配管43を通って第一粗ラクチド回収タンク44に供給される。その際、バルブ110は閉とする。本粗ラクチドの光学純度は90〜95%程度である。粗ラクチド分離後の排ガスは分離し切れなかったラクチド、水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマー等を含み、配管45を通って不純物凝縮器46に到達する。配管45はラクチド、水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマー等の付着を防止するため50℃以上100℃以下に加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。不純物凝縮器46では排ガスからラクチド、水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマー等の不純物が凝縮・分離され、減圧弁47、配管48を通って、真空ポンプ49により配管50から系外放出される。不純物凝縮器46はメソラクチドの融点を考え、50℃〜90℃に保温して不純物を凝縮させる。凝縮物は、バルブ136を開くことにより配管137から系外放出する。連続解重合装置29の連続運転時にはバルブ51を開とし、連続解重合装置29から反応液の残渣が送液ポンプ52により配管53を通って、第二段の連続解重合装置54に連続供給される。配管53は残渣液の付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。   The continuous depolymerization device 29 is a tank-type reaction device. In addition to the lactic acid oligomer continuously supplied from the pipe 28, the valve 31 is opened to open the inside of the catalyst tank 30 through the needle valve 125 and the pipe 33 by the catalyst transfer pump 32. Receives continuous supply of catalyst. The catalyst may be either liquid or solid, but in the case of a liquid catalyst, the catalyst transfer pump 32 is a liquid supply pump, and it is desirable to apply a back pressure as required by the needle valve 125. The continuous depolymerization apparatus 29 is in a reduced pressure environment at a temperature of 180 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. The pressure is preferably 10 torr or less. By contacting and mixing the lactic acid oligomer and the catalyst for a predetermined time in this environment, a depolymerization reaction of the lactic acid oligomer occurs to produce lactide. The method for heating the inside of the continuous depolymerization device 29 may be any method such as heating from the outside with a heat medium jacket or heating medium heating by installing a heat exchanger inside the device. Further, the vacuum in the apparatus is performed by the vacuum pump 49. The produced lactide evaporates from the liquid surface of the lactic acid oligomer as moisture, lactic acid, and a low molecular weight lactic acid oligomer, and reaches the partial reduction device 35 through the pipe 34. The piping 34 is desirably heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent the adhesion of the crude lactide. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable. In the partial reduction device 35, impurities such as moisture, lactic acid, and low molecular weight lactic acid oligomers are condensed and roughly separated from the lactide vapor. The separated lactide vapor is supplied to the lactide condenser 37 through the pipe 36. The pipe 36 is desirably heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent the adhesion of crude lactide. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable. The condensed liquid of impurities passes through the valve 38 and is refluxed from the pipe 40 to the lactic acid condensing apparatus 4 by the liquid feed pump 39. In addition, the place which recirculates must be the lactic acid condensation apparatus 4 like a present Example, or the upstream of a plant rather than it. This is to remove moisture in the impurities and collect and reuse lactic acid and low molecular weight lactic acid oligomers for oligomerization. In the lactide condenser 37, the crude lactide vapor is cooled to a temperature close to the melting point of lactide of 95 to 98 ° C., condensed and recovered. During continuous operation of the continuous depolymerization apparatus 29, the valve 41 is opened, and the crude lactide condensate is supplied to the first crude lactide recovery tank 44 through the pipe 43 by the pump. At that time, the valve 110 is closed. The optical purity of the crude lactide is about 90 to 95%. The exhaust gas after the crude lactide separation contains lactide, moisture, lactic acid, low molecular weight lactic acid oligomer, etc. that have not been separated, and reaches the impurity condenser 46 through the pipe 45. The pipe 45 is preferably heated to 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower in order to prevent adhesion of lactide, moisture, lactic acid, low molecular weight lactic acid oligomers and the like. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used. In the impurity condenser 46, impurities such as lactide, moisture, lactic acid, and low molecular weight lactic acid oligomer are condensed and separated from the exhaust gas, and discharged from the pipe 50 through the pressure reducing valve 47 and the pipe 48 and from the pipe 50 by the vacuum pump 49. Considering the melting point of meso lactide, the impurity condenser 46 is kept at 50 ° C. to 90 ° C. to condense impurities. Condensate is discharged from the pipe 137 by opening the valve 136. During continuous operation of the continuous depolymerizer 29, the valve 51 is opened, and the residue of the reaction solution is continuously supplied from the continuous depolymerizer 29 to the second-stage continuous depolymerizer 54 through the pipe 53 by the liquid feed pump 52. The It is desirable to heat the inside of the pipe 53 at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent adhesion of the residual liquid. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable.

連続解重合装置54は遠心薄膜蒸発装置を適用した反応装置で、配管53から連続供給される連続解重合装置29の残渣液(以下、これも乳酸オリゴマーと呼ぶ)のほか、必要に応じてバルブ31を開とすることにより触媒移送ポンプ55によりニードルバルブ126、配管56を通して触媒タンク30内の触媒の連続供給を受ける。触媒は液体、固体いずれでもよいが、液体触媒の場合には触媒移送ポンプ55は送液ポンプであり、ニードルバルブ126により必要に応じて背圧をかけることが望ましい。この段における乳酸オリゴマーは連続解重合装置29の残渣液であるため、既に触媒が添加・混合されており、ここでの触媒の添加は必ずしも必要ではない。連続解重合装置54は内部が180℃以上220℃以下の温度で減圧環境になっている。圧力としては10torr以下が望ましい。この環境で所定の時間、乳酸オリゴマーと触媒とを接触・混合させることで乳酸オリゴマーの解重合反応が起こり、ラクチドが生成する。連続解重合装置54の内部を加熱する方法について、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。また、装置内部の減圧については真空ポンプ132により実施する。生成したラクチドは、水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマーを伴う粗ラクチドとして乳酸オリゴマーの液面から蒸発し、配管57を通って分縮装置58に到達する。配管57は粗ラクチドの付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。分縮装置58では水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマー等の不純物を凝縮してラクチド蒸気から粗く分離する。分離後のラクチド蒸気は配管59を通ってラクチド凝縮器60に供給される。配管59は粗ラクチドの付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。不純物の凝縮液はバルブ61を通って、送液ポンプ62により配管63から乳酸縮合装置4に還流される。なお、還流する場所は上記と同様、本実施例のように乳酸縮合装置4、又はそれよりもプラントの上流側でなければいけない。ラクチド凝縮器60では粗ラクチド蒸気をラクチドの融点95〜98℃に近い温度まで冷却し凝縮して回収する。連続解重合装置54の連続運転時にはバルブ64を開とし、粗ラクチド凝縮物はポンプ65により配管66を通って第二粗ラクチド回収タンク67に供給される。その際、バルブ111は閉とする。本粗ラクチドの光学純度は90〜95%程度である。粗ラクチド分離後の排ガスは分離し切れなかったラクチド、水分、乳酸等を含み、配管128を通って不純物凝縮器129に到達する。配管128はラクチド、水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマー等の付着を防止するため50℃以上100℃以下に加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。不純物凝縮器129では排ガスからラクチド、水分、乳酸等の不純物が凝縮・分離され、減圧弁130、配管131を通って、真空ポンプ132により配管133から系外放出される。不純物凝縮器129はメソラクチドの融点を考え、50℃〜90℃に保温して不純物を凝縮させる。凝縮物は、バルブ134を開くことにより管135から系外放出される。連続解重合装置54の連続運転時にはバルブ68を開とし、連続解重合装置54から反応液の残渣が送液ポンプ69により配管70を通って、第三段の連続解重合装置71に連続供給される。配管70は残渣液の付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。   The continuous depolymerization apparatus 54 is a reaction apparatus to which a centrifugal thin film evaporation apparatus is applied. In addition to the residual liquid of the continuous depolymerization apparatus 29 that is continuously supplied from the pipe 53 (hereinafter also referred to as lactic acid oligomer), a valve is optionally used. By opening 31, the catalyst transfer pump 55 receives the continuous supply of the catalyst in the catalyst tank 30 through the needle valve 126 and the pipe 56. The catalyst may be either liquid or solid, but in the case of a liquid catalyst, the catalyst transfer pump 55 is a liquid supply pump, and it is desirable to apply a back pressure as required by the needle valve 126. Since the lactic acid oligomer in this stage is a residual liquid of the continuous depolymerization apparatus 29, the catalyst has already been added and mixed, and the addition of the catalyst here is not always necessary. The continuous depolymerizer 54 is in a reduced pressure environment at a temperature of 180 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. The pressure is preferably 10 torr or less. By contacting and mixing the lactic acid oligomer and the catalyst for a predetermined time in this environment, a depolymerization reaction of the lactic acid oligomer occurs to produce lactide. About the method of heating the inside of the continuous depolymerization apparatus 54, the heating from the outside by a heat-medium jacket is desirable. Further, the vacuum inside the apparatus is performed by the vacuum pump 132. The produced lactide evaporates from the liquid surface of the lactic acid oligomer as moisture, lactic acid, and a low molecular weight lactic acid oligomer, and reaches the partial reduction device 58 through the pipe 57. The pipe 57 is preferably heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent the adhesion of crude lactide. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable. In the partial reduction device 58, impurities such as moisture, lactic acid, and low molecular weight lactic acid oligomer are condensed and roughly separated from the lactide vapor. The separated lactide vapor is supplied to the lactide condenser 60 through the pipe 59. The pipe 59 is preferably heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent the adhesion of the crude lactide. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable. The impurity condensate passes through the valve 61 and is refluxed from the pipe 63 to the lactic acid condensing device 4 by the liquid feed pump 62. In addition, the place which recirculates must be the lactic acid condensation apparatus 4 like this Example, or the upstream of a plant rather than it like this example. In the lactide condenser 60, the crude lactide vapor is cooled to a temperature close to the melting point of lactide of 95 to 98 ° C., condensed and recovered. During continuous operation of the continuous depolymerization apparatus 54, the valve 64 is opened, and the crude lactide condensate is supplied to the second crude lactide recovery tank 67 through the pipe 66 by the pump 65. At that time, the valve 111 is closed. The optical purity of the crude lactide is about 90 to 95%. The exhaust gas after the crude lactide separation contains lactide, moisture, lactic acid and the like that cannot be separated, and reaches the impurity condenser 129 through the pipe 128. The pipe 128 is preferably heated to 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower in order to prevent adhesion of lactide, moisture, lactic acid, low molecular weight lactic acid oligomer, and the like. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used. In the impurity condenser 129, impurities such as lactide, moisture, and lactic acid are condensed and separated from the exhaust gas, and are discharged from the pipe 133 by the vacuum pump 132 through the pressure reducing valve 130 and the pipe 131. The impurity condenser 129 considers the melting point of meso-lactide and keeps the temperature at 50 ° C. to 90 ° C. to condense the impurities. The condensate is discharged from the pipe 135 by opening the valve 134. During continuous operation of the continuous depolymerization apparatus 54, the valve 68 is opened, and the reaction liquid residue is continuously supplied from the continuous depolymerization apparatus 54 to the third-stage continuous depolymerization apparatus 71 through the pipe 70 by the liquid feed pump 69. The It is desirable to heat the inside of the pipe 70 at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent adhesion of the residual liquid. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable.

連続解重合装置71は横型二軸攪拌機を適用した反応装置で、配管70から連続供給される連続解重合装置54の残渣液(以下、これも乳酸オリゴマーと呼ぶ)のほか、必要に応じてバルブ31を開とすることにより触媒移送ポンプ72によりニードルバルブ127、配管73を通して触媒タンク30内の触媒の連続供給を受ける。触媒は液体、固体いずれでもよいが、液体触媒の場合には触媒移送ポンプ72は送液ポンプであり、ニードルバルブ127により必要に応じて背圧をかけることが望ましい。この段における乳酸オリゴマーは連続解重合装置29、54の残渣液であるため、既に触媒が添加・混合されており、ここでの触媒の添加は必ずしも必要ではない。連続解重合装置71は内部が180℃以上220℃以下の温度で減圧環境になっている。圧力としては10torr以下が望ましい。この環境で所定の時間、乳酸オリゴマーと触媒とを接触・混合させることで乳酸オリゴマーの解重合反応が起こり、ラクチドが生成する。連続解重合装置71の内部を加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。また、装置内部の減圧については真空ポンプ89により実施する。生成したラクチドは水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマーを伴う粗ラクチドとして乳酸オリゴマーの液面から蒸発し、配管74を通って分縮装置75に到達する。配管74は粗ラクチドの付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。分縮装置75では水分、乳酸、低分子量乳酸オリゴマー等の不純物を凝縮してラクチド蒸気から粗く分離する。分離後のラクチド蒸気は配管76を通ってラクチド凝縮器77に供給される。配管76は粗ラクチドの付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。不純物の凝縮液は、バルブ78を通って、送液ポンプ79により配管80から乳酸縮合装置4に還流される。なお、還流する場所は上記と同様、本実施例のように乳酸縮合装置4、又はそれよりもプラントの上流側でなければいけない。ラクチド凝縮器77では粗ラクチド蒸気をラクチドの融点95〜98℃に近い温度まで冷却し凝縮して回収する。連続解重合装置71の連続運転時にはバルブ81を開とし、粗ラクチド凝縮物はポンプ82により配管83を通って第三粗ラクチド回収タンク84に供給される。その際、バルブ112は閉とする。本粗ラクチドの光学純度は90%以下である。粗ラクチド分離後の排ガスは分離し切れなかったラクチド、水分、乳酸等を含み、配管85を通って不純物凝縮器86に到達する。配管85はラクチド、水分、乳酸等の付着を防止するため50℃以上100℃以下に加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。不純物凝縮器86では排ガスからラクチド、水分、乳酸等の不純物が凝縮・分離され、減圧弁87、配管88を通って、真空ポンプ89により配管90から系外放出される。不純物凝縮器86はメソラクチドの融点を考え、50℃〜90℃に保温して不純物を凝縮させる。凝縮物はバルブ91を開き配管92から系外放出する。連続解重合装置71の連続運転時にはバルブ93を開とし、連続解重合装置71から反応液の残渣が送液ポンプ94により配管95を通って、残渣回収タンク96に連続排出される。配管95は残渣液の付着を防止するため、内部を100℃以上200℃以下の温度で加熱することが望ましい。加熱する方法については、熱媒ジャケットによる外部からの加熱が望ましい。   The continuous depolymerization apparatus 71 is a reaction apparatus to which a horizontal biaxial stirrer is applied. In addition to the residual liquid of the continuous depolymerization apparatus 54 that is continuously supplied from the pipe 70 (hereinafter also referred to as a lactic acid oligomer), a valve is provided as necessary. By opening 31, the catalyst transfer pump 72 continuously receives the catalyst in the catalyst tank 30 through the needle valve 127 and the pipe 73. The catalyst may be either liquid or solid, but in the case of a liquid catalyst, the catalyst transfer pump 72 is a liquid supply pump, and it is desirable to apply a back pressure as required by the needle valve 127. Since the lactic acid oligomer in this stage is the residual liquid of the continuous depolymerization units 29 and 54, the catalyst has already been added and mixed, and the addition of the catalyst here is not always necessary. The continuous depolymerization apparatus 71 is in a reduced pressure environment at a temperature of 180 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. The pressure is preferably 10 torr or less. By contacting and mixing the lactic acid oligomer and the catalyst for a predetermined time in this environment, a depolymerization reaction of the lactic acid oligomer occurs to produce lactide. About the method of heating the inside of the continuous depolymerization apparatus 71, the heating from the outside by a heat-medium jacket is desirable. Further, the pressure reduction inside the apparatus is performed by a vacuum pump 89. The produced lactide evaporates from the liquid surface of the lactic acid oligomer as moisture, lactic acid, and a low molecular weight lactic acid oligomer, and reaches the partial reduction device 75 through the pipe 74. The pipe 74 is preferably heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent the adhesion of crude lactide. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable. In the partial reduction device 75, impurities such as moisture, lactic acid, and low molecular weight lactic acid oligomer are condensed and roughly separated from the lactide vapor. The separated lactide vapor is supplied to the lactide condenser 77 through the pipe 76. The piping 76 is desirably heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent the adhesion of crude lactide. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable. The condensed liquid of impurities passes through the valve 78 and is refluxed from the pipe 80 to the lactic acid condensing apparatus 4 by the liquid feed pump 79. In addition, the place which recirculates must be the lactic acid condensation apparatus 4 like this Example, or the upstream of a plant rather than it like this example. In the lactide condenser 77, the crude lactide vapor is cooled to a temperature close to the melting point of lactide of 95 to 98 ° C., condensed and recovered. During continuous operation of the continuous depolymerization apparatus 71, the valve 81 is opened, and the crude lactide condensate is supplied to the third crude lactide recovery tank 84 through the pipe 83 by the pump 82. At that time, the valve 112 is closed. The optical purity of the crude lactide is 90% or less. The exhaust gas after the crude lactide separation contains lactide, moisture, lactic acid and the like that cannot be separated, and reaches the impurity condenser 86 through the pipe 85. The pipe 85 is preferably heated to 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower in order to prevent adhesion of lactide, moisture, lactic acid and the like. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used. In the impurity condenser 86, impurities such as lactide, moisture, and lactic acid are condensed and separated from the exhaust gas, and discharged from the pipe 90 by the vacuum pump 89 through the pressure reducing valve 87 and the pipe 88. The impurity condenser 86 considers the melting point of meso-lactide and keeps the temperature at 50 ° C. to 90 ° C. to condense the impurities. The condensate is released from the pipe 92 by opening the valve 91. During continuous operation of the continuous depolymerization apparatus 71, the valve 93 is opened, and the residue of the reaction solution is continuously discharged from the continuous depolymerization apparatus 71 through the pipe 95 by the liquid feed pump 94 to the residue collection tank 96. The pipe 95 is preferably heated at a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in order to prevent the residue liquid from adhering. About the method of heating, the heating from the outside by a heat medium jacket is desirable.

第一〜第三粗ラクチド回収タンク44、67、84に回収した粗ラクチドは個別に精製装置116により処理される。以下、上段側の粗ラクチドから順に精製する手順で説明するが、必ずしも上段側から精製処理を行う必要はない。まず、バルブ111、112、104、105、106を閉じた状態でバルブ110のみを開き、第一粗ラクチド回収タンク44の中の粗ラクチドをポンプ113により、配管114、115を通して精製装置116に供給する。精製装置116は回分式、連続式いずれでもよい。また、配管114、115は粗ラクチド付着防止のため、100℃以上に加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。精製装置116では粗ラクチドから水、乳酸、乳酸オリゴマー等の不純物とメソラクチド(L−乳酸とその光学異性体であるD−乳酸の環状二量体)が分離され、配管118を通して排出される。配管118はこれらの付着防止のため、50〜100℃に加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。排出物は、回収・再利用される場合、廃棄される場合、両方ある。精製ラクチドは配管117を通して排出される。配管117は精製粗ラクチド付着防止のため、100℃以上に加熱することが望ましい。加熱方法としては、電気ヒーター、蒸気トレース、熱媒ジャケット等による方法があるが、いずれの方式でもよい。次に、バルブ110、112、104、105、106を閉じた状態でバルブ111のみを開き、第二粗ラクチド回収タンク67の中の粗ラクチドをポンプ119により、配管120、115を通して精製装置116に供給する。また、配管120は配管114と同様、粗ラクチド付着防止のため、100℃以上に加熱することが望ましい。上記と同様に、精製装置116では粗ラクチドから水、乳酸、乳酸オリゴマー等の不純物とメソラクチドが分離され、配管118を通して排出される。精製ラクチドは配管117を通して排出される。そして、バルブ110、111、104、105、106を閉じた状態でバルブ112のみを開き、第三粗ラクチド回収タンク84の中の粗ラクチドをポンプ121により、配管122、115を通して精製装置116に供給する。また、配管122は配管114と同様、粗ラクチド付着防止のため、100℃以上に加熱することが望ましい。上記と同様に、精製装置116では粗ラクチドから水、乳酸、乳酸オリゴマー等の不純物とメソラクチドが分離され、配管118を通して排出される。精製ラクチド(LL−ラクチド、純度99%以上)は配管117を通して排出される。以上のようにして合成された精製ラクチドは開環重合によるポリ乳酸合成の原料となる。   The crude lactide recovered in the first to third crude lactide recovery tanks 44, 67, 84 is individually processed by the purifier 116. Hereinafter, although it demonstrates in the procedure refine | purified in order from the crude lactide of the upper stage side, it is not necessary to necessarily perform a refinement | purification process from the upper stage side. First, only the valve 110 is opened with the valves 111, 112, 104, 105, 106 closed, and the crude lactide in the first crude lactide recovery tank 44 is supplied to the purifier 116 through the pipes 114, 115 by the pump 113. To do. The purification device 116 may be either a batch type or a continuous type. In addition, it is desirable that the pipes 114 and 115 are heated to 100 ° C. or higher in order to prevent rough lactide adhesion. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used. In the refiner 116, impurities such as water, lactic acid, and lactic acid oligomer and meso-lactide (L-lactic acid and a cyclic dimer of D-lactic acid that is an optical isomer thereof) are separated from the crude lactide and discharged through a pipe 118. The pipe 118 is desirably heated to 50 to 100 ° C. in order to prevent such adhesion. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used. Emissions are both collected and reused and discarded. The purified lactide is discharged through the pipe 117. It is desirable that the pipe 117 is heated to 100 ° C. or higher in order to prevent the purified crude lactide from adhering. As a heating method, there is a method using an electric heater, a steam trace, a heat medium jacket, or the like, but any method may be used. Next, only the valve 111 is opened with the valves 110, 112, 104, 105, 106 closed, and the crude lactide in the second crude lactide recovery tank 67 is transferred to the purifier 116 through the pipes 120, 115 by the pump 119. Supply. Further, like the pipe 114, the pipe 120 is desirably heated to 100 ° C. or higher in order to prevent rough lactide adhesion. Similarly to the above, the purifier 116 separates impurities such as water, lactic acid, and lactic acid oligomer from the crude lactide and meso lactide and discharges them through the pipe 118. The purified lactide is discharged through the pipe 117. Then, with the valves 110, 111, 104, 105, 106 closed, only the valve 112 is opened, and the crude lactide in the third crude lactide recovery tank 84 is supplied to the purifier 116 through the pipes 122, 115 by the pump 121. To do. Further, like the pipe 114, the pipe 122 is desirably heated to 100 ° C. or higher in order to prevent rough lactide adhesion. Similarly to the above, the purifier 116 separates impurities such as water, lactic acid, and lactic acid oligomer from the crude lactide and meso lactide and discharges them through the pipe 118. Purified lactide (LL-lactide, purity 99% or more) is discharged through the pipe 117. The purified lactide synthesized as described above becomes a raw material for polylactic acid synthesis by ring-opening polymerization.

実施例1で示した装置によって精製ラクチドを合成した。その結果、精製ラクチドの収率は乳酸モル数基準で70%程度となった。また、本ラクチドを用いて開環重合したポリ乳酸の重量平均分子量は20万程度で着色はb値で2.5であった。   Purified lactide was synthesized by the apparatus shown in Example 1. As a result, the yield of purified lactide was about 70% based on the number of moles of lactic acid. In addition, the polylactic acid ring-opening polymerized using this lactide had a weight average molecular weight of about 200,000 and a coloration of 2.5 in terms of b value.

(比較例)
実施例1と同じ乳酸オリゴマーを用いて、従来のタンク式反応槽でバッチ方式による解重合を行った。その結果、精製ラクチドの収率は乳酸モル数基準で実施例1の半分程度となった。
(Comparative example)
Using the same lactic acid oligomer as in Example 1, batch depolymerization was performed in a conventional tank reactor. As a result, the yield of purified lactide was about half that of Example 1 on the basis of the number of moles of lactic acid.

以上から、本発明の方法により、光学異性体化を含めた熱分解が少ないラクチド等の環式縮合物を高品質かつ高収率で得られること、及びこれを通して高品質のポリ乳酸等のポリマーが高効率で得られることが明らかとなった。   From the above, it is possible to obtain a high-quality and high-yield cyclic condensate such as lactide with little thermal decomposition including optical isomerization by the method of the present invention, and through this, a polymer such as high-quality polylactic acid. Was obtained with high efficiency.

本発明を用いるポリマー合成装置の全体工程を示す図である。It is a figure which shows the whole process of the polymer synthesizer using this invention. 本発明の多段式連続解重合装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the multistage continuous depolymerization apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、124、125、126、127・・・ニードルバルブ
2、21、27、39、42、52、62、65、69、79、82、94、113・・・送液ポンプ
3、6、7、9、11、13、15、16、19、22、25、28、33、34、36、40、43、45、48、50、53、56、57、59、63、66、70、73、74、76、80、83、85、88、90、93、95、114、115、117、118、120、122、128、131、133、135、137・・・配管
4・・・乳酸縮合装置
5、18、20、24、26、31、38、41、51、61、64、68、78、81、91、93、104、105、106、110、111、112、123、134、136・・・バルブ
8・・・還流器
10・・・凝縮器
12、47、87、130・・・減圧弁
14、49、89、132・・・真空ポンプ
17・・・縮水回収タンク
23・・・乳酸オリゴマー供給槽
29、54、71・・・連続解重合装置
30・・・触媒タンク
32、55、72・・・触媒移送ポンプ
35、58、75・・・分縮装置
37、60、77・・・ラクチド凝縮器
44、67、84・・・粗ラクチド回収タンク
46、86、129・・・不純物凝縮器
96・・・残渣回収タンク
116・・・精製装置
1, 124, 125, 126, 127 ... Needle valves 2, 21, 27, 39, 42, 52, 62, 65, 69, 79, 82, 94, 113 ... Liquid feed pumps 3, 6, 7 9, 11, 13, 15, 16, 19, 22, 25, 28, 33, 34, 36, 40, 43, 45, 48, 50, 53, 56, 57, 59, 63, 66, 70, 73 74, 76, 80, 83, 85, 88, 90, 93, 95, 114, 115, 117, 118, 120, 122, 128, 131, 133, 135, 137 ... Piping 4 ... Lactic acid condensation Device 5, 18, 20, 24, 26, 31, 38, 41, 51, 61, 64, 68, 78, 81, 91, 93, 104, 105, 106, 110, 111, 112, 123, 134, 136 ... Valve 8 ... Refluxer 0 ... Condensers 12, 47, 87, 130 ... Pressure reducing valves 14, 49, 89, 132 ... Vacuum pump 17 ... Condensed water recovery tank 23 ... Lactic acid oligomer supply tanks 29, 54, 71 ... Continuous depolymerization device 30 ... Catalyst tanks 32, 55, 72 ... Catalyst transfer pumps 35, 58, 75 ... Reduction devices 37, 60, 77 ... Lactide condensers 44, 67, 84 ... Rough lactide recovery tanks 46, 86, 129 ... Impurity condenser 96 ... Residue recovery tank 116 ... Purification equipment

Claims (8)

乳酸オリゴマーを解重合することによりラクチドを製造する方法であって、
解重合反応を多段式の連続反応で行い、各段で発生する粗ラクチド蒸気から不純物をそれぞれ分離し、不純物分離後の粗ラクチドを段ごとに別々に精製することを特徴とする前記方法。
A method for producing lactide by depolymerizing a lactic acid oligomer,
The method as described above, wherein the depolymerization reaction is performed in a multistage continuous reaction, impurities are separated from the crude lactide vapor generated in each stage, and the crude lactide after the impurity separation is purified separately for each stage.
多段式の連続反応における二段目以降の段で横型二軸攪拌機を用いることを特徴とする、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein a horizontal twin-screw stirrer is used in the second and subsequent stages in the multistage continuous reaction. 多段式の連続反応の少なくとも一段において遠心薄膜蒸発装置を用い、それより後段で横型二軸攪拌機を用いることを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein a centrifugal thin film evaporator is used in at least one stage of the multistage continuous reaction, and a horizontal twin-screw stirrer is used in the subsequent stage. 乳酸からポリ乳酸を製造する方法であって、
乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを合成する乳酸縮合工程、
得られた乳酸オリゴマーを請求項1〜3のいずれか1項記載の方法で解重合することによりラクチドを製造する解重合工程、及び
ラクチドを開環重合してポリ乳酸を合成する開環重合工程
を含み、解重合工程で発生した粗ラクチド蒸気から分離された不純物を乳酸縮合工程又はより上流の工程に還流することを特徴とする、前記方法。
A method for producing polylactic acid from lactic acid,
A lactic acid condensation step of condensing lactic acid to synthesize a lactic acid oligomer,
The depolymerization process which manufactures a lactide by depolymerizing the obtained lactic acid oligomer by the method of any one of Claims 1-3, and the ring-opening polymerization process which synthesize | combines polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide Wherein the impurities separated from the crude lactide vapor generated in the depolymerization step are refluxed to the lactic acid condensation step or an upstream step.
乳酸オリゴマーの解重合によりラクチドを合成するためのラクチド製造装置であって、
多段の連続解重合装置、
多段の連続解重合装置の各段で発生する粗ラクチド蒸気から不純物を分離するための分縮装置、
不純物分離後の粗ラクチドを回収するためのタンク、及び
不純物分離後の粗ラクチドを精製するための精製装置
を備え、分縮装置及びタンクが多段の連続解重合装置の各段の下流に少なくとも1つずつ設置されている、前記装置。
A lactide production apparatus for synthesizing lactide by depolymerization of a lactic acid oligomer,
Multi-stage continuous depolymerization equipment,
A partial reduction apparatus for separating impurities from the crude lactide vapor generated in each stage of a multistage continuous depolymerization apparatus;
A tank for recovering the crude lactide after the impurity separation, and a purification device for purifying the crude lactide after the impurity separation, wherein the fractionation device and the tank are at least one downstream of each stage of the multistage continuous depolymerization apparatus. The devices are installed one by one.
多段の連続解重合装置が、二段目以降の段に横型二軸攪拌機を含むことを特徴とする請求項5記載の装置。   6. The apparatus according to claim 5, wherein the multistage continuous depolymerization apparatus includes a horizontal twin-screw stirrer in the second and subsequent stages. 多段の連続解重合装置が、遠心薄膜蒸発装置を含み、それより後段に横型二軸攪拌機を含むことを特徴とする請求項5又は6記載の装置。   The apparatus according to claim 5 or 6, wherein the multi-stage continuous depolymerization apparatus includes a centrifugal thin film evaporator, and further includes a horizontal twin-screw stirrer. 乳酸からポリ乳酸を合成するためのポリ乳酸製造装置であって、
乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを合成する乳酸縮合装置、
乳酸オリゴマーの解重合によりラクチドを合成するための請求項5〜7のいずれか1項記載のラクチド製造装置、
ラクチドを開環重合してポリ乳酸を合成する開環重合装置、及び
ラクチド製造装置の分縮装置で分離された不純物を乳酸縮合装置又はより上流の装置に還流するための系
を備える、前記装置。
A polylactic acid production apparatus for synthesizing polylactic acid from lactic acid,
A lactic acid condensing apparatus for synthesizing lactic acid oligomers by condensing lactic acid,
The lactide production apparatus according to any one of claims 5 to 7, for synthesizing lactide by depolymerization of a lactic acid oligomer,
The apparatus comprising: a ring-opening polymerization apparatus that synthesizes polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide; and a system for refluxing impurities separated by a partial condensation apparatus of the lactide production apparatus to a lactic acid condensation apparatus or an upstream apparatus. .
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