[发明专利]一种乳酸制备丙交酯的反应系统及方法

说明书

一种乳酸制备丙交酯的反应系统，包括：乳酸原料罐、寡聚精馏反应器、丙交酯精馏反应器，所述乳酸原料罐连接有所述寡聚精馏反应器；所述寡聚精馏反应器的底部设置有再沸器，所述寡聚精馏反应器底部出来的物料一部分去往所述再沸器进行气化返回，另外一部分去往所述丙交酯精馏反应器，所述寡聚精馏反应器内部设置有第一微界面发生器；所述丙交酯精馏反应器内部设置有第二微界面发生器，所述第二微界面发生器连接有惰性气体进气管道以用于对进来的惰性气体进行分散破碎，所述第二微界面发生器连接有气体喷射器。本发明的反应系统可以降低反应时的温度，提高了反应效率。

技术领域

本发明涉及丙交酯制备领域，具体而言，涉及一种乳酸制备丙交酯的反应系统及方法。

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；

(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。第二步的丙交酯合成反应分离系统效率低，由于体系粘度较大且分离界面较小，生成的丙交酯不能及时取出使酯化反应达到平衡状态，造成寡聚物往聚合反应方向进行，降低了丙交酯产品收率。反应过程中停留时间长，导致副产物较多，也间接影响了产品的品质。反应温度较高，加大了生产成本。

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制备丙交酯的反应系统，该反应系统基于微界面反应强化技术，通过微界面将气相物料和惰性气体破碎成微米级气泡，并分散到溶液中形成微界面体系，进而可以降低反应温度和催化剂使用量，提高了反应效率。

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制备丙交酯的反应方法，反应得到的丙交酯产品品质好、收率高，原料转化率也有一定的提升。

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制备丙交酯的反应系统，包括：乳酸原料罐、寡聚精馏反应器、丙交酯精馏反应器，所述乳酸原料罐连接有所述寡聚精馏反应器；

所述寡聚精馏反应器的底部设置有再沸器，所述寡聚精馏反应器底部出来的物料一部分去往所述再沸器进行气化返回，另外一部分去往所述丙交酯精馏反应器，所述寡聚精馏反应器内部设置有第一微界面发生器，所述第一微界面发生器连接有所述再沸器，以将所述再沸器气化后的物料进行分散破碎；

所述丙交酯精馏反应器内部设置有第二微界面发生器，所述第二微界面发生器连接有惰性气体进气管道以用于对进来的惰性气体进行分散破碎，所述第二微界面发生器连接有气体喷射器。

现有技术中，丙交酯合成反应分离系统效率低，由于体系粘度较大且分离界面较小，生成的丙交酯不能及时取出使酯化反应达到平衡状态，造成寡聚物往聚合反应方向进行，降低了丙交酯产品收率。反应过程中停留时间长，导致副产物较多，也间接影响了产品的品质。反应温度较高，加大了生产成本。