[发明专利]一种乳酸寡聚的反应系统及方法

说明书

本发明提供了一种乳酸寡聚的反应系统及方法。该反应系统包括：依次连接的乳酸寡聚反应釜以及反应精馏塔；反应精馏塔包括塔釜再沸器、以及由上至下设置的精馏段、深度寡聚脱水反应段；精馏段与所述深度寡聚脱水反应段之间的塔节上设置有第一进料口，用于将所述乳酸寡聚反应釜的产物通入所述反应精馏塔中；反应精馏塔的塔釜设置有第一出料口，所述第一出料口出来的产物经过所述塔釜再沸器加热后，一部分重新返回到所述深度寡聚脱水反应段，另一部分直接收集。本发明提供的反应系统通过将精馏与深度寡聚脱水反应统一集成，优化了反应路线，提高了反应分离效能，实现了将反应体系中的水能够及时脱除的效果，避免水的存在稀释反应物料。

技术领域

本发明涉及乳酸寡聚反应制备领域，具体而言，涉及一种乳酸寡聚的反应系统及方法。

背景技术

丙交酯的生产和开发利用在近几年得到了越来越广泛的重视，其原因主要是利用丙交酯的开环聚合是制备高分子量聚乳酸的有效方法。聚乳酸是一种很有发展前途的生物可降解材料，由于它在自然环境中分解的最终产物是二氧化碳和水，对环境无毒无害，同时具有良好的生物相容性和生物降解性、优良的力学性能、易于加工成型等优点，是一种优异的医用高分子材料。利用丙交酯的开环聚合反应是制备高分子量聚乳酸的有效方法，其聚合产物聚乳酸分子量可达上百万。

现有的丙交酯生成工艺过程为：

(1)寡聚反应：乳酸在一定温度和压力条件下，进行多级酯化反应，脱水缩聚成低聚物；

(寡聚物为混合物，其组成成分为聚合度在1-30(P1-P30)之间的混合物，其沸点逐渐升高，在该反应式中以P15代替该混合物)

(2)合成反应：低聚物在一定温度和压力条件下，热分解断链形成丙交酯。

其中，第一步的寡聚反应过程为乳酸分子间脱水，由于寡聚反应本身为可逆反应，水的存在会稀释反应物料，影响反应的速率，从而影响反应进程的正常进行。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种乳酸寡聚的反应系统，该反应系统通过将精馏与深度寡聚脱水反应统一集成，优化了反应路线，提高了反应分离效能，实现了将反应体系中的水及时脱除的效果，避免水的存在稀释反应物料，影响反应进程，进而提高了寡聚产品的品质以及收率，此外也起到了节省设备成本，节约设备的占地面积的作用，一举两得。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述反应系统进行乳酸寡聚的反应方法，反应得到的乳酸寡聚物产品品质好、收率高。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种乳酸寡聚的反应系统，包括：依次连接的乳酸寡聚反应釜以及反应精馏塔；

所述反应精馏塔包括塔釜再沸器、以及由上至下设置的精馏段、深度寡聚脱水反应段；

在所述精馏段与所述深度寡聚脱水反应段之间的塔节上设置有第一进料口，用于将所述乳酸寡聚反应釜的产物通入所述反应精馏塔中；

所述反应精馏塔的塔釜设置有第一出料口，所述第一出料口出来的产物经过所述塔釜再沸器加热后，一部分重新返回到所述深度寡聚脱水反应段，另一部分直接收集。

现有技术中，寡聚反应过程为乳酸分子间脱水，由于该反应为可逆反应，水的存在影响反应速率，稀释反应物料，由于寡聚反应体系中的水不能及时脱除，制约了反应进程；同时物料中残留水较多，降低了合成反应釜效率，因此需要快速采出反应体系中的水，使反应平衡向聚合方向进行。