[实用新型]高收率间接聚合两步法PLA合成系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高收率间接聚合两步法PLA合成系统，属于化工领域，用于聚乳酸的合成生产。 

背景技术

聚乳酸(PLA)是以乳酸(LA)为原料制得的高分子聚合物。LA可用生物质原料(如玉米等谷物)制得，生物质原料可再生，LA的产品PLA可生物降解为二氧化碳和水，因此PLA被誉为“绿色纤维”。 

PLA合成的系统路线有两种：直接聚合一步法和间接聚合两步法。高分子量PLA都是由两步法(丙交酯开环聚合)制得，该系统一般包括乳酸脱水、预聚、齐聚物解聚环化、粗丙交酯精制、丙交酯开环聚合和聚合物脱单等主要工序。 

粗丙交酯主要由L-丙交酯(左旋)、m-丙交酯(内消旋)、少量低聚物、乳酸及水等组成，其中m-丙交酯是L-丙交酯的同分异构体杂质，且在低聚物及水存在的环境下，容易发生热分解、异构化反应等，因此，粗丙交酯精制具有较大难度。粗丙交酯精制可采用精馏、熔融结晶、重结晶、萃取等方法，以制得纯度≥99.5％(wt)的丙交酯。熔融结晶一般在结晶组份的熔点附近操作，操作温度低，不需要其他助剂或溶剂，能耗低，绿色环保，适合于具有热敏性及含同分异构体杂质的粗丙交酯的提纯。在丙交酯精制系统中，采用熔融结晶技术产生的精制残液量为粗丙交酯的15～25％(wt)，且其中丙交酯浓度为55～65％(wt)，因此，必须对丙交酯精制残液进行回收处理， 以提高丙交酯的总收率。 

专利CN101555243A公开了一种精丙交酯的制取方法及生产装置(参见图1)，其中涉及到一种丙交酯精制残液的处理技术。该技术是将丙交酯精制残液进行离心式薄膜蒸发装置8处理，蒸发分离得到的气相丙交酯返回到解聚环化顶部冷凝系统10中，或经单独的冷凝系统9冷凝后返回到丙交酯精制工序，而蒸发分离得到的残留物返回到预聚工序，或解聚环化工序，或在判断出由于杂质含量过高而不利于提高丙交酯收率的情况下废弃。 

此技术存在的问题是：1、过程中没有考虑到异构体杂质m-丙交酯的处理或分离，造成解聚环化、丙交酯精制及残液蒸发分离装置中组份m-丙交酯的累积，不仅增加了过程中的能量消耗，同时也不利于物料的回收利用，制约了丙交酯的总收率；2、周期性的排放蒸发分离的残留物，造成进入解聚环化、丙交酯精制及蒸发分离装置的流量及组份浓度周期性变化，不利于系统的稳定运行，不利于提高产品质量。 

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种高收率间接聚合两步法PLA合成系统，采用这种合成系统可以有效地回收利用丙交酯精制残液中的各种有用成份，减少能量消耗，提高丙交酯的总收率，同时还有利于保证系统的稳定运行。 

本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种高收率间接聚合两步法PLA合成系统，包括依次连接的乳酸脱水装置、预聚装置、齐聚 物解聚环化装置、粗丙交酯精制装置、丙交酯开环聚合装置和聚合物脱单装置，还包括丙交酯精致残液处理装置，所述丙交酯精制残液处理装置包括闪蒸装置、冷凝装置、萃取装置和固液分离装置，所述闪蒸装置设有待闪蒸物料进口、闪蒸蒸气出口和重组份出口，所述冷凝装置设有待冷凝物料进口、凝液出口和不凝气体出口，所述萃取装置设有待萃取物料进口、萃取剂进口和萃取后浆料出口，所述固液分离装置设有待分离物料进口、滤饼出口和滤液出口，所述闪蒸装置的待闪蒸物料进口连接所述粗丙交酯精制装置的丙交酯精制残液出口，所述闪蒸装置的闪蒸蒸气出口连接所述冷凝装置的待冷凝物料进口，所述冷凝装置的凝液出口连接所述萃取装置的待萃取物料进口，所述萃取装置的萃取后浆料出口连接所述固液分离装置的待分离物料进口。 

所述闪蒸装置优选采用刮膜蒸发器。 

所述冷凝装置内通常应设有气液分离空间，所述冷凝装置的不凝气体出口连接真空系统。 

所述萃取装置通常采用萃取釜，所述待萃取物料进口和所述萃取剂进口可分别设置在所述萃取釜的上部和/或顶部，所述萃取后浆料出口可设置在所述萃取釜的下部或底部。 

所述萃取釜内通常设有搅拌器，所述搅拌器的驱动装置可以安装在所述萃取釜的顶部。 

所述萃取装置的萃取后浆料出口与所述固液分离装置的待分离物料进口之间的连接管道上通常应设有泵。 

所述固液分离装置的滤饼出口可以通过物料传送机构连接熔化 罐，所述固液分离装置的滤液出口可以通过管道等方式连接滤液罐。 

所述闪蒸装置的重组份出口可以连接所述齐聚物解聚环化装置的进料端，以实现低聚物等有机组份的回用。 

所述滤液罐的滤液出口可以连接所述乳酸脱水装置的进料端，以实现m-丙交酯和乳酸等有机组份的回用。