一种乙交酯的制备方法和制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高纯乙交酯的制备方法和制备装置，包括以下步骤：A)将乙醇酸类单体和催化剂依次进行一级缩聚和二级缩聚，得到乙醇酸低聚物；B)将乙醇酸低聚物进行裂解，得到粗乙交酯；C)将粗乙交酯与氢化钙反应后蒸馏，再结晶，得到高纯乙交酯。本发明专利技术采用螺杆反应器将乙醇酸类单体的低聚和裂解结合起来，实现了乙醇酸类单体的连续聚合和裂解，解决了不同设备之间物料传输造成的管线堵塞的问题，在裂解阶段采用单螺杆反应器实现了物料更好的输送，裂解的粗乙交酯直接和氢化钙反应，除去水的同时将乙醇酸和乙醇酸低聚物转化为乙醇酸钙和低聚乙醇酸钙，提高了乙交酯的分离效果；因此本发明专利技术工艺流程短，分离效率高，产品收率高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种乙交酯的制备方法和制备装置


[0001]本专利技术涉及乙交酯合成
，尤其涉及一种乙交酯的制备方法和制备装置。

技术介绍

[0002]聚乙醇酸具有优异的生物相容性、气体阻隔性以及生物可降解性能，可用于包装材料和降解薄膜等领域。同时PGA由易水解的酯键链接而成，容易被生物体自然分解，具有很好的组织相容性，被广泛应用在手术缝合线、人造骨骼等医用领域。聚乙醇酸的合成方法可分为乙醇酸类单体的缩聚和乙交酯的开环聚合；通过缩聚反应得到的聚乙醇酸分子量较低，力学性能较差，难以获得实际的应用。相比于缩聚反应，乙交酯的开环聚合可以生产较高分子量的聚乙醇酸，聚合产物具有优异的力学性能和加工性能，是当今工业化生产最常用的方法。所以，乙交酯是聚乙醇酸合成过程中关键因素。
[0003]乙交酯可以通过乙醇酸类单体聚合得到低聚物，然后将低聚物破碎成粉末，再通过解聚得到乙交酯。该方法制备乙交酯的过程中，由于固体的输送问题，容易造成管线的堵塞，而且，固体的加入大幅降低了裂解反应器的温度，降低了反应器的裂解效率。
[0004]乙交酯可以通过共聚法制备，共聚法是将乙醇酸或其酯与聚醚反应形成共聚物，然后进行解聚得到乙交酯。该方法反应速度快，产量较高，但是由于聚醚的引入可能会造成裂解过程中聚醚的分解，形成的乙交酯中含有大量聚醚分解的副产物，影响了产品的纯度。
[0005]在聚乙醇酸制备过程中，乙交酯的纯度对其聚合影响很大，专利CN100999516A中公开了一种乙交酯的提纯方法，采用溶剂升温溶解乙交酯粗产物，然后再降温结晶，该方法属于常规方法，工艺较成熟，然而，为了获得高纯度的乙交酯，需要进行多次重结晶，造成乙交酯收率降低，溶剂耗费较大，成本是大大增加，不利于产业化应用。
[0006]以上专利技术均是采用多个反应装置完成，在乙交酯生产过程中不可避免的出现管道堵塞，进而影响生产的正常进行，此外，为了避免裂解过程的碳化，或者共聚或者加入聚乙二醇类溶剂，都会产生副产物，而且增加了产品的成本，而在乙交酯提纯过程中也常常采用大量溶剂或者多次熔融结晶的方法，造成产品的收率降低。因此，如何通过简单有效的方法制备乙交酯并提纯，既可以解决制备过程中管线堵塞的问题，同时提高乙交酯的收率，降低乙交酯的生产成本，具有十分重要的意义。但目前尚没有成功的可以解决这些问题的制备乙交酯的合成方法的报道和专利。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的技术问题在于提供一种乙交酯的制备方法，本申请提供的生产方法可制备高纯乙交酯，且产品收率高。
[0008]有鉴于此，本申请提供了一种高纯乙交酯的制备方法，包括以下步骤：
[0009]A)将乙醇酸类单体和催化剂在双螺杆反应器中依次进行一级缩聚和二级缩聚，得到乙醇酸低聚物；
[0010]B)将所述乙醇酸低聚物在单螺杆反应器中进行裂解，得到粗乙交酯；
[0011]C)将所述粗乙交酯与氢化钙反应后蒸馏，将蒸馏后的乙交酯在管式结晶器中结晶，得到高纯乙交酯。
[0012]优选的，所述催化剂选自氯化亚锡、辛酸亚锡、苯甲酸亚锡、氧化锡、乙酸锡、氯化锌、醋酸锌、乳酸锌、乙酰丙酮锌、氧化锌、三氧化二锑、氯化锑和醋酸镧中的一种或多种，所述催化剂的加入量为所述乙醇酸类单体的0.1～10wt％。
[0013]优选的，所述一级缩聚的温度为100～200℃，时间为1～10h，反应的压力为500～10000Pa；所述二级缩聚的温度为150～250℃，时间为1～10h，反应的压力为1～5000Pa。
[0014]优选的，所述裂解的温度为150～300℃，时间为0.5～2h，反应的压力为1～5000Pa。
[0015]优选的，所述蒸馏的加热温度为50～200℃，时间为10min～2h，压力为1～5000Pa，所述氢化钙为所述粗乙交酯的0.5～5wt％。
[0016]优选的，所述结晶以0.1～1℃/min自90～140℃降温至30～50℃的方式进行。
[0017]本申请还提供了一种高纯乙交酯的制备装置，包括：第一双螺杆反应器、第二双螺杆反应器、单螺杆反应器、管式反应器和管式结晶器，所述第一双螺杆反应器的出料口和所述第二双螺杆反应器的进料口相连，所述第二双螺杆反应器的出料口和所述单螺杆反应器的进料口相连，所述单螺杆反应器的出料口和所述管式反应器的进料口相连，所述管式反应器的出料口和所述管式结晶器的进料口相连。
[0018]优选的，所述第一双螺杆反应器的进料口依次设置有静态混合器和换热器；所述单螺杆反应器和所述管式反应器之间设置有静态混合器；所述管式结晶器的出料口设置有双螺杆挤出机。
[0019]优选的，所述第一双螺杆反应器由N1个管道串联，N1＝1～5，所述第一双螺杆反应器由多孔板分开的L1和L1
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组成，L1和L1
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的宽度比为1:3～3:1，所述第一双螺杆反应器中双螺杆的长径比为(10～200)：1；所述第二双螺杆反应器由N2个管道串联，N2＝1～5；所述第二双螺杆反应器由多孔板分开的L2和L2
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组成，L2和L2
’
的宽度比为1:3～3:1，所述第二双螺杆反应器中双螺杆的长径比为(20～200)：1；所述单螺杆反应器由N3个管道串联，N3＝1～5，所述单螺杆反应器由多孔板分开的L3和L3
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组成，L3和L3
’
的宽度比为1:2～2:1，所述单螺杆反应器中单螺杆的长径比为(30～150)：1。
[0020]优选的，所述管式反应器由N4个管道串联，N4＝1～5，所述管式反应器由多孔板分开的L4和L4
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组成，L4和L4
’
的高度比为1:4～4:1。
[0021]本申请提供了一种乙交酯的制备方法，其首先将乙醇酸类单体和催化剂在双螺杆反应器中依次进行一级缩聚和二级缩聚，得到乙醇酸低聚物；再将乙醇酸低聚物在单螺杆反应器中裂解，得到粗乙交酯，将粗乙交酯与氢化钙反应后蒸馏，最后在管式结晶器中结晶，得到高纯乙交酯。本专利技术采用带有螺杆的反应器将乙醇酸类单体的缩聚和裂解结合起来，实现了乙醇酸类单体的连续聚合和裂解，解决了不同设备之间物料传输造成的管线堵塞问题，同时，在裂解阶段采用单螺杆反应器也实现了物料更好的输送，裂解出来的粗乙交酯直接和氢化钙反应，在除去水的同时氢化钙将乙醇酸和乙醇酸低聚物转化为乙醇酸钙和低聚乙醇酸钙，提高了乙醇酸和乙醇酸低聚物与乙交酯的分离效果，使得乙交酯的分离效率高，产品收率高。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供的乙交酯的制备装置示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例1提供的乙交酯的气相色谱图。
具体实施方式
[0024]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0025]鉴于现有技术中乙交酯不能连续化生产以及收率低的问题，本申请提供了一种高纯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯乙交酯的制备方法，包括以下步骤：A)将乙醇酸类单体和催化剂在双螺杆反应器中依次进行一级缩聚和二级缩聚，得到乙醇酸低聚物；B)将所述乙醇酸低聚物在单螺杆反应器中进行裂解，得到粗乙交酯；C)将所述粗乙交酯与氢化钙反应后蒸馏，将蒸馏后的乙交酯在管式结晶器中结晶，得到高纯乙交酯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自氯化亚锡、辛酸亚锡、苯甲酸亚锡、氧化锡、乙酸锡、氯化锌、醋酸锌、乳酸锌、乙酰丙酮锌、氧化锌、三氧化二锑、氯化锑和醋酸镧中的一种或多种，所述催化剂的加入量为所述乙醇酸类单体的0.1～10wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述一级缩聚的温度为100～200℃，时间为1～10h，反应的压力为500～10000Pa；所述二级缩聚的温度为150～250℃，时间为1～10h，反应的压力为1～5000Pa。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述裂解的温度为150～300℃，时间为0.5～2h，反应的压力为1～5000Pa。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蒸馏的加热温度为50～200℃，时间为10min～2h，压力为1～5000Pa，所述氢化钙为所述粗乙交酯的0.5～5wt％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述结晶以0.1～1℃/min自90～140℃降温至30～50℃的方式进行。7.一种高纯乙交酯的制备装置，包括：第一双螺杆反应器、第二双螺杆反应器、单螺杆反应器、管式反应器和管式结晶器，所述第一双螺杆反应器的出料口和所述第二双螺杆反应器的进料口相连，所述第二双螺杆反应器的出料口和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝，边新超，李杲，陈学思，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：