[发明专利]工业化连续制备高纯度丙交酯的方法

说明书

本发明公开了一种工业化连续制备高纯度丙交酯的方法，包括如下步骤：(1)粗丙交酯蒸发和(2)熔融结晶；(1)粗丙交酯蒸发包括如下步骤：将粗丙交酯送入设有二级冷凝器的蒸发设备，真空条件下加热蒸发，从一级冷凝器中收集脱除了大部分高沸点物组分的丙交酯中间产品；(2)熔融结晶包括如下步骤：将一级冷凝器中收集丙交酯中间品，送入熔融结晶器，熔融结晶器降温结晶，排出母液；将留在熔融结晶器中的结晶物进行晶体发汗，收集所述的高纯度丙交酯。本发明新工艺流程简短，操作方便，能耗低，产品收率和质量高，丙交酯的光学纯度与化学纯度均能达到99.6％以上，纯化收率在90％以上。

技术领域

本发明涉及丙交酯的制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种重要的生物可降解高分子，在塑料、纺织、医用等领域具有巨大应用前景，其生产原料是来自于农作物经生物发酵制成的乳酸。聚乳酸具有无毒、无刺激性，以及良好的生物相容性，可被生物分解吸收。

当前聚乳酸的生产主要采用二步法技术，由乳酸单体先经预聚-裂解制成粗丙交酯，再经纯化制成丙交酯，最后开环聚合得到高分子聚乳酸。在这一过程中，丙交酯的纯度直接影响聚乳酸的品质，没有高纯度丙交酯就无法生产出合格的聚乳酸，国内在此环节一直没有有效的工业化解决方案，从而影响了我国聚乳酸产业的发展。

所述的粗丙交酯成分除丙交酯外，还含有其他杂质如水、乳酸、内消旋丙交酯、乳酸低聚物以及色素与焦碳物等。含有杂质的丙交酯必须经过提纯，使其光学纯度与化学纯度大于99.5％才能满足聚合的要求。

目前，国内丙交酯具有代表性的提纯方法有三种，即多级高真空精馏法、水解法、溶剂重结晶法。实践证明单一采用前二种纯化方法(多级高真空精馏法、水解法)仍无法达到丙交酯纯化目标，第三种方法(溶剂重结晶法)虽然能获得高纯度丙交酯，但效率低下且需要大量溶剂无法实现规模化生产。

由于丙交酯纯化要求特别高，且丙交酯具有热敏性与可逆性，以及丙交酯在普通环境中极易吸收水分而分解，进而造成了丙交酯在纯化过程中的难点。所以简单采用单一工艺手段无法获得高纯度丙交酯。如单一选用水洗法能大部分去除内消旋与乳酸以及部分色素和低聚物，通过烘干手段也能脱除大部分水。但还是无法达到高纯度丙交酯的要求。多级高真空精馏法是目前我国工业上采用的主要方法，理论上说可以实现对粗丙交酯中高、低沸点物的有效分离，但在实际过程中由于粗丙交含有一定量的酸与水份，且在高温条件下丙交酯的热敏性与可逆性将使得丙交酯极易分解；其次丙交酯、内消旋、乳酸虽然有一定的沸点差，但比较接近，在高真空条件下要实现高纯度分离对装备的要求、能耗、操作难易程度都是极大的挑战，因此，精馏工艺技术在丙交酯纯化方面，目前并不很成功。

发明内容

本发明的目的是公开一种工业化连续制备高纯度丙交酯的方法，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明的方法，依次包括如下步骤：(1)粗丙交酯蒸发和(2)熔融结晶；

所述的(1)粗丙交酯蒸发包括如下步骤：

将所述的粗丙交酯送入设有二级串连连接的冷凝器的蒸发设备，真空条件下加热蒸发，脱除绝大部分低聚物、乳酸多聚体与色素及焦炭物，真空度为100-1000Pa，蒸发温度为130-160，从一级冷凝器中收集脱除了大部分高沸点物组分的丙交酯中间产品，其收率在蒸发总量的90％～95％，所述的丙交酯中间产品的重量含量为96-98.5％，其余为低沸点组分与微量高沸点组分；

在二级冷凝器中收集余量的蒸发物，送入后处理工序进行处理，其中，丙交酯的含量为75-85％；

所述的蒸发设备选自普通的降膜式、升膜式、刮板式浓缩器以及蒸馏反应釜；

所述的一级冷凝器得温度为90-100℃，二级冷凝器的温度为80-90℃；

蒸发剩余残液约为5％-8％，主要成分为低聚物、多聚体乳酸与色素及焦炭物，送入后处理工序进行处理。