本实用新型专利技术公开了一种工业制备丙交酯的反应装置，属于聚乳酸生产技术领域。包括一级立式管壳式裂解反应器、1#气液分离器、2#气液分离器、3#气液分离器、二级降膜蒸发裂解反应器、三级刮膜蒸发裂解反应器、内耦合精馏塔二级冷凝器、降膜蒸发器、四级转炉裂解反应器、段间冷凝器。本实用新型专利技术提供的方法具有操作弹性大、产品纯度高、回收率高的特点，适用于丙交酯的工业化生产。的工业化生产。的工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
一种工业制备丙交酯的反应装置
[0001]本技术属于聚乳酸生产
，尤其是一种工业制备丙交酯的反应装置及方法。
技术介绍
[0002]聚乳酸(聚丙交酯)是以乳酸为单体聚合而成的一种新型的聚酯类高分子化合物，原料来源充分，具有良好的生物降解性、生物相容性和生物可吸收性，可最终被微生物或水降解，最终生成水和CO2，对环境无污染，是理想的绿色高分子材料，而且还具有良好的力学强度、较高的阻隔性、很高的耐热性能，具有非常广阔的市场空间。聚乳酸的合成主要沿用两种方法：乳酸直接缩聚和乳酸通过中间体丙交酯间接缩聚。直接缩聚法由于体系中存在杂质且乳酸缩聚反应是可逆反应，很难得到高分子量的聚乳酸。间接缩聚法合成聚乳酸，不需引入特殊助剂，产物分子量可高达数十万乃至数百万。因此，间接缩聚法是目前全球使用最多的聚乳酸生产方法。
[0003]但是，间接缩聚法是由乳酸酯经缩合反应得到乳酸低聚体，再裂解得到中间产品丙交酯，丙交酯再经开环聚合而得。而聚丙醇酸的合成主要受到单体丙交酯的生产限制。由于丙交酯的沸点高，乳酸低聚体在高温条件下容易结焦碳化，致使乳酸低聚体在解聚合成丙交酯时，副反应多，收率低，选择性差，产品丙交酯的纯度低，这会使反应器效率急剧下降；另一方面，由于丙交酯的沸点高，单体活性高，很容易发生聚合反应，最终导致丙交酯产品存在收率低，产品纯度差，难以纯化等问题。因此，在丙交酯的制备方面，对反应温度控制、反应过程中传质的阻力、反应的压力要求非常高。因此，解决上述问题对于提高乳酸低聚体裂解反应速度，开发一种能够精确控温、对气体传质阻力低、液体流动通畅，且操作温度低的反应分离系统，对提高丙交酯产品的纯度和收率，降低生产成本是非常关键的。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种工业制备丙交酯的反应装置。
[0005]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种工业制备丙交酯的反应装置，包括1#气液分离器、2#气液分离器、3#气液分离器、内耦合精馏塔、二级冷凝器、降膜蒸发器、段间冷凝器；其特征在于，还包括一级立式管壳式裂解反应器、二级降膜蒸发裂解反应器、三级刮膜蒸发裂解反应器、四级转炉裂解反应器；
[0007]所述一级立式管壳式裂解反应器的壳程顶部原料入口连接有乳酸低聚体管道，壳程顶部气相出口连接有气相粗丙交酯管道，壳程底部下溢流堰出口连接有增压泵入口，增压泵出口连接有二级降膜蒸发裂解反应器顶部的入口；
[0008]所述所述二级降膜蒸发裂解反应器底部出口连接有1#气液分离器，1#气液分离器顶部气相出口连接有气相粗丙交酯管道，其底部液相出口连接有1#回流泵的入口，1#回流
泵出口管道分成两个分支，一个连接有二级降膜蒸发裂解反应器顶部的入口，一个连接有三级刮膜蒸发裂解反应器顶部的入口；
[0009]所述三级刮膜蒸发裂解反应器顶部气相出口连接有气相粗丙交酯管道，底部液相出口连接有2#回流泵的入口，2#回流泵出口管道分成两个分支，一个连接有三级刮膜蒸发裂解反应器顶部的入口，一个连接有阀门的入口，阀门的出口连接有四级转炉裂解反应器的入口；
[0010]所述四级转炉裂解反应器顶部的气相出口连接有气相粗丙交酯管道，进料端设有进料口，连接有阀门的出口，其出料端设有出料口，连接有裂解底物管道，出料端外侧也设有2#加热套，且2#加热套与 1#加热套通过管道连通，以免物料在出料端凝固和形成堵塞；
[0011]所述内耦合精馏塔的内部设置有依次相互连通的一级升气帽、二级升气帽和冷凝段，一级升气帽的液相出口连接有降膜蒸发器的入口，二级升气帽的液相出口依次连接有产品采出泵，产品采出泵出口管路分成两个支路，一个连接有丙交酯产品管道入口，一个连接有位于二级升气帽下的液相回流口，冷凝段的气相出口连接有一级升气帽的入口；一级升气帽的出口连接有2#气液分离器的入口，2#气液分离器的出口依次连接有二级冷凝器和3#气液分离器的入口，3#气液分离器的气相出口依次连接有真空泵和尾气管道的入口，其液相出口依次连接有2#气液分离器、轻相采出泵和轻相管道的入口；
[0012]所述内耦合精馏塔内，位于二级升气帽和冷凝段之间的气相采出口依次连接有段间冷凝器和4#气液分离器的入口，4#气液分离器顶部的气相出口连接有位于气相采出口以上的气相回流口，其底部液相出口连接有位于气相采出口以下的液相回流口；
[0013]所述降膜蒸发器底部的出口连接有内耦合精馏塔底部的液相入口，所述内耦合精馏塔底部的液相出口连接有3#回流泵的入口，3# 回流泵出口管路分成两个支路，一个连接有降膜蒸发器顶部的入口，一个连接有三级刮膜蒸发裂解反应器顶部入口的管道。
[0014]进一步地，所述一级立式管壳式裂解反应器的壳程内部设置水平折流板和下溢流堰，管程连接有热媒导热油管道。
[0015]进一步地，所述三级刮膜蒸发裂解反应器内设置有1#转轴和刮板，外设置有3#加热夹套和1#驱动电机。
[0016]进一步地，所述四级转炉裂解反应器本体呈筒状结构，外侧设有 1#加热套，沿本体的轴向设置2#转轴，转轴连接有2#驱动电机，由 2#驱动电机带动2#转轴，进而带动本体和螺带转动，所述螺带由沿中心轴的轴向呈螺旋状缠绕布设在中心轴上。
[0017]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0018]本技术的一种工业制备丙交酯的反应装置，通过四级裂解反应和一步预纯化提纯技术，先利用初始乳酸低聚体粘度较小，流动性较好的特点，以一级立式管壳式裂解反应器大通量和大供热面积的优势，先对原料进行初步的裂解环化，以有效缓解了下游膜式反应器的压力，降低设备投资；之后随着裂解时间的延长，乳酸低聚物的炭化和交联的作用开始呈现出来，物料粘度逐级增加，而二级降膜蒸发裂解反应器和三级刮膜蒸发裂解反应器可以很好的适应这种高粘度、高热敏性的物料，且其气体传质阻力低、液体流动通畅，操作温度低，可以有效缓减炭化和交联反应的发生，对提高丙交酯产品的纯度和收率有利；之后，随着裂解环化反应进入后期，乳酸低聚体炭化、交联严重，体系粘度急剧升高，严重阻碍了多相催化的断链酯化反应的进行，还将引起底料流动性恶化，造成回收困难，为此，不得
不把大批低聚物将作为反应底物从三级刮膜蒸发裂解反应器底部排出，导致裂解环化反应不够彻底，降低了丙交酯的收率，而通过四级转炉裂解反应器内的螺带的转动，及时将上述呈粘稠状半流体态的底料转移出来，可有效避免物料因反应程度的进一步加剧而裂解环化反应器在发生凝固和/或结焦现象，呈粘稠状半流体态的物料在螺带的带动下向前行进，在行进过程中其会逐渐裂解，同时，炉体的转动会增大了受热的均匀性和促进反应物料的进一步混合和反应，使得乳酸低聚体的裂解环化反应更为彻底，最终可以实现更为有效地提高丙交酯的收率；此外，经由气相进料的内耦合精馏塔的一步预纯化提纯处理，可以脱除丙交酯中绝大部分的轻、重杂质，降低了下游熔融结晶的压力，同时，也避免了粗丙交酯的反复液化和气化现象，过程更为节能和经济。本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工业制备丙交酯的反应装置，包括1#气液分离器(6)、2#气液分离器(13)、3#气液分离器(15)、内耦合精馏塔(10)、二级冷凝器(14)、降膜蒸发器(18)、段间冷凝器(21)；其特征在于，还包括一级立式管壳式裂解反应器(1)、二级降膜蒸发裂解反应器(7)、三级刮膜蒸发裂解反应器(8)、四级转炉裂解反应器(20)；所述一级立式管壳式裂解反应器(1)的壳程顶部原料入口连接有乳酸低聚体管道(50)，壳程顶部气相出口连接有气相粗丙交酯管道(55)，壳程底部下溢流堰(4)出口连接有增压泵(5)入口，增压泵(5)出口连接有二级降膜蒸发裂解反应器(7)顶部的入口；所述二级降膜蒸发裂解反应器(7)底部出口连接有1#气液分离器(6)，1#气液分离器(6)顶部气相出口连接有气相粗丙交酯管道(55)，其底部液相出口连接有1#回流泵(26)的入口，1#回流泵(26)出口管道分成两个分支，一个连接有二级降膜蒸发裂解反应器(7)顶部的入口，一个连接有三级刮膜蒸发裂解反应器(8)顶部的入口；所述三级刮膜蒸发裂解反应器(8)顶部气相出口连接有气相粗丙交酯管道(55)，底部液相出口连接有2#回流泵(9)的入口，2#回流泵(9)出口管道分成两个分支，一个连接有三级刮膜蒸发裂解反应器(8)顶部的入口，一个连接有阀门(31)的入口，阀门(31)的出口连接有四级转炉裂解反应器(20)的入口；所述四级转炉裂解反应器(20)顶部的气相出口连接有气相粗丙交酯管道(55)，进料端(32)设有进料口，连接有阀门(31)的出口，其出料端(33)设有出料口，连接有裂解底物管道(53)，出料端(33)外侧也设有2#加热套(37)，且2#加热套(37)与1#加热套(36)通过管道连通，以免物料在出料端(33)凝固和形成堵塞；所述内耦合精馏塔(10)的内部设置有依次相互连通的一级升气帽(12)、二级升气帽(25)和冷凝段(11)，一级升气帽(12)的液相出口连接有降膜蒸发器(18)的入口，二级升气帽(25)的液相出口依次连接有产品采出泵(24)，产品采出泵(24)出口管路分成两个支路，一个连接有丙交酯产...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬慧雄，屈艳莉，赵秋松，王佳琪，热娜，
申请(专利权)人：华陆工程科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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