[发明专利]冷凝和洗涤装置、聚合装置和清洁生产聚丙交酯中的工艺蒸汽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷凝和洗涤装置，尤其是可以处理和清洁在生产聚丙交酯中出现的工艺蒸汽。此外，本发明涉及一种生产聚丙交酯的聚合装置和处理在生产聚丙交酯中出现的工艺蒸汽的方法；还提到了所述冷凝和洗涤装置和所述方法的应用可能性。 

背景技术

生产聚丙交酯的工艺步骤涉及到例如乳酸的直接缩聚、聚丙交酯热解聚成二丙交酯、利用蒸馏、精馏或结晶清洁二丙交酯、聚合和脱单体。来自这些工艺步骤的蒸汽在5mbar～200mbar的减压或真空下出现。根据工艺步骤，含有不同组成的水、乳酸、二丙交酯和乳酰基乳酸酯。这些成分必须尽可能地冷凝以保护真空泵，并且也出于经济过程的原因，然后返回到工艺中。 

所含的二丙交酯蒸汽在冷凝器的冷表面上冷凝存在困难。产生不能以正常手段(如液滴或薄雾沉积器)沉积的气溶胶，使冷凝器留有不可冷凝的残余气体，从而进入真空泵，吸取和冷凝残余气体。 

这个问题是因为来自生产聚丙交酯的工艺步骤的蒸汽含有惰性气体，如空气或氮气。在真空泵中，由于金属表面(如旋转活塞、旋转阀、旋转柱塞和外壳)的磨损增加，因此二丙交酯气溶胶在短期内导致机械破坏。另一个问题是，始终包含在残余气体中的水蒸汽使二丙交酯转化成夹带乳酸残留物的乳酰基乳酸酯，通过腐蚀攻击这些金属表面并永久破坏它们。 

在冷表面上的间接冷凝一般是优选的，因为与使用冷液体的直接冷凝相反，没有将额外的物质(可能是外来的)引入过程中，不会增加冷凝水 的量。 

US 5,266,706描述了一种从含有丙交酯和含有羟基的杂质(如水和羟基羧酸)的气流通过用与水不混溶的溶剂(如非极性烃、脂环烃或卤代烃)洗涤气流来回收环酯(如丙交酯)的方法。在洗涤过程中调节温度，使得从气流中取出环酯和羟基羧酸，而水仍在气流中，并与羟基羧酸一起排出。将环酯和酸的粗混合物与溶剂分离，并清洁而从中提取酸。然而，所述方法的缺点在于，以这种方式清洁的丙交酯在处理后含有外来溶剂，即与原丙交酯中包含的离析物不相应的溶剂，必须在方法之后利用复杂的步骤再次除去。这涉及到高复杂性和高成本。 

发明内容

基于现有技术的缺点，本发明的目的是冷凝和洗涤来自生产聚丙交酯中的各个步骤的工艺蒸汽，使得在聚丙交酯生产的工艺步骤中产生所需真空的真空泵不受伴随物质的化学(腐蚀)或机械(磨损)攻击而破坏。冷凝和洗涤液不夹带任何外来物质到冷凝物中，而外来物质在再循环到聚丙交酯过程之前需要再次分离。 

通过如下所述的冷凝和洗涤装置、如下所述的聚合装置和如下所述的方法实现了上述目的。下文也说明了各实施方案的有利的发展。还提到了所述装置和所述方法的应用可能性。 

根据本发明，因此，提供一种冷凝和洗涤装置，包括 

a)含有冷凝和洗涤液的贮槽容器，所述贮槽容器具有至少一个流入口和至少一个流出口， 

b)嵌入形式的至少一个柱，其具有至少部分地、优选完全地填充所述柱的横截面的至少一个传质填料， 

c)设在所述柱的传质填料下方的工艺蒸汽用的至少一个供应管线，和 

d)设在所述柱的传质填料上方的工艺蒸汽用的至少一个排出管线， 

所述贮槽容器的流出口与所述柱连接，以确保经由管道和设在所述传质填料上方的管道入口使所述冷凝和洗涤液循环进入所述柱。 

优选的是，所述冷凝和洗涤液含有式I的α-羟基羧酸的水溶液， 

式I 

R选自氢或1～6个碳原子的直链或支链脂肪族基团，优选乳酸。所述α-羟基羧酸的浓度(总酸度)尤其是50～100重量％，优选70～95重量％。 

此外，可生物降解的式II的α-羟基羧酸的分子间环状二酯， 

式II 

也包含在所述冷凝和洗涤液中，尤其是二丙交酯。优选地，式II的二酯在所述冷凝和洗涤液中的浓度为0～6重量％，优选1～4重量％。