[發明專利]一種乳酸制備丙交酯的反應系統及方法

在審

• 申請號: 202110122669.8
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112876453A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張志炳;周政;王寶榮;楊高東;孟為民
• 申請（專利權）人: 南京華基塔業有限公司
• 主分類號: C07D319/12
• 分類號: C07D319/12;B01J19/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 陳江

一種乳酸制備丙交酯的反應系統，包括：乳酸原料罐、寡聚精餾反應器、丙交酯精餾反應器，所述乳酸原料罐連接有所述寡聚精餾反應器；所述寡聚精餾反應器的底部設置有再沸器，所述寡聚精餾反應器底部出來的物料一部分去往所述再沸器進行氣化返回，另外一部分去往所述丙交酯精餾反應器，所述寡聚精餾反應器內部設置有第一微界面發生器；所述丙交酯精餾反應器內部設置有第二微界面發生器，所述第二微界面發生器連接有惰性氣體進氣管道以用于對進來的惰性氣體進行分散破碎，所述第二微界面發生器連接有氣體噴射器。本發明的反應系統可以降低反應時的溫度，提高了反應效率。

技術領域

本發明涉及丙交酯制備領域，具體而言，涉及一種乳酸制備丙交酯的反應系統及方法。

背景技術

丙交酯的生產和開發利用在近幾年得到了越來越廣泛的重視，其原因主要是利用丙交酯的開環聚合是制備高分子量聚乳酸的有效方法。聚乳酸是一種很有發展前途的生物可降解材料，由于它在自然環境中分解的最終產物是二氧化碳和水，對環境無毒無害，同時具有良好的生物相容性和生物降解性、優良的力學性能、易于加工成型等優點，是一種優異的醫用高分子材料。利用丙交酯的開環聚合反應是制備高分子量聚乳酸的有效方法，其聚合產物聚乳酸分子量可達上百萬。

現有的丙交酯生成工藝過程為：

(1)寡聚反應：乳酸在一定溫度和壓力條件下，進行多級酯化反應，脫水縮聚成低聚物；

(2)合成反應：低聚物在一定溫度和壓力條件下，熱分解斷鏈形成丙交酯。

其中，第一步的寡聚反應過程為乳酸分子間脫水，由于寡聚反應本身為可逆反應，水的存在會稀釋反應物料，影響反應的速率，從而影響反應進程的正常進行。第二步的丙交酯合成反應分離系統效率低，由于體系粘度較大且分離界面較小，生成的丙交酯不能及時取出使酯化反應達到平衡狀態，造成寡聚物往聚合反應方向進行，降低了丙交酯產品收率。反應過程中停留時間長，導致副產物較多，也間接影響了產品的品質。反應溫度較高，加大了生產成本。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種乳酸制備丙交酯的反應系統，該反應系統基于微界面反應強化技術，通過微界面將氣相物料和惰性氣體破碎成微米級氣泡，并分散到溶液中形成微界面體系，進而可以降低反應溫度和催化劑使用量，提高了反應效率。

本發明的第二目的在于提供一種采用上述反應系統進行乳酸制備丙交酯的反應方法，反應得到的丙交酯產品品質好、收率高，原料轉化率也有一定的提升。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明提供了一種乳酸制備丙交酯的反應系統，包括：乳酸原料罐、寡聚精餾反應器、丙交酯精餾反應器，所述乳酸原料罐連接有所述寡聚精餾反應器；

所述寡聚精餾反應器的底部設置有再沸器，所述寡聚精餾反應器底部出來的物料一部分去往所述再沸器進行氣化返回，另外一部分去往所述丙交酯精餾反應器，所述寡聚精餾反應器內部設置有第一微界面發生器，所述第一微界面發生器連接有所述再沸器，以將所述再沸器氣化后的物料進行分散破碎；

所述丙交酯精餾反應器內部設置有第二微界面發生器，所述第二微界面發生器連接有惰性氣體進氣管道以用于對進來的惰性氣體進行分散破碎，所述第二微界面發生器連接有氣體噴射器。

現有技術中，丙交酯合成反應分離系統效率低，由于體系粘度較大且分離界面較小，生成的丙交酯不能及時取出使酯化反應達到平衡狀態，造成寡聚物往聚合反應方向進行，降低了丙交酯產品收率。反應過程中停留時間長，導致副產物較多，也間接影響了產品的品質。反應溫度較高，加大了生產成本。