[实用新型]一种合成D-丙交酯的反应系统

说明书

本实用新型公开了一种合成D‑丙交酯的反应系统，包括：乳酸烷基酯气化装置、惰性气体储存器、反应器及丙交酯分离纯化装置。所述乳酸烷基酯气化装置和惰性气体储存器经由进料管与所述反应器的进料口相连，所述丙交酯分离纯化装置经由管路与所述反应器的出料口相连；所述反应器设置有温控器，并且固载有催化剂；所述丙交酯分离纯化装置设置有气体出口和液体出口。本实用新型的反应系统反应步骤简单，反应速度快，生产效率高，产品纯度高；能够实现D‑丙交酯的连续制备及提纯一体化。而且，制备D‑丙交酯过程中分离出来的保护气体、烷基醇和未反应的D‑乳酸烷基酯都可以重新回收利用，最大限度地减少污染和原料的浪费，从而降低生产成本。

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种合成D-丙交酯的反应系统。

背景技术

聚乳酸也称为聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分且可再生，是一种生物可降解高分子材料。其用途广泛，可应用于注塑、纺丝、吹膜、拉伸成膜、3D打印等多个领域，因此受到越来越多的关注。

目前工业化生产聚乳酸的方法大都是采用两步法，即先将乳酸脱水缩聚得到乳酸低聚物，再经过低聚物自身环化反应，合成中间产物丙交酯，再经过丙交酯开环聚合得到聚乳酸。其中丙交酯作为合成聚乳酸的重要中间产物，其生产制备是影响聚乳酸的生产规模和生产成本的关键因素。

目前，国内丙交酯的生产多采用乳酸脱水后裂解环化的方法，具体采用高温减压法制备，该过程存在问题有：脱水过程时间长，反应速度慢，丙交酯收率低，副反应比较多，产物杂质多，纯化困难，难以实现连续化生产。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种通过简单的反应步骤合成纯度高，杂质含量少的D-丙交酯，并且能够实现连续制备及提纯一体化的合成D-丙交酯的反应系统。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种合成D-丙交酯的反应系统，包括：乳酸烷基酯气化装置、惰性气体储存器、反应器及丙交酯分离纯化装置；所述乳酸烷基酯气化装置和所述惰性气体储存器经由进料管与所述反应器的进料口相连，所述丙交酯分离纯化装置经由管路与所述反应器的出料口相连；所述反应器设置有温控器，并且固载有催化剂；所述丙交酯分离纯化装置设置有气体出口和液体出口。

可选地，所述反应器为固定床反应器或流化床反应器。

可选地，所述温控器设置于所述反应器的外壁上。

可选地，所述温控器为加热夹套或电伴热控温装置。

可选地，所述进料管设有管线控温器。

可选地，所述管线控温器设置于所述进料管的外壁上。

可选地，所述管线控温器为加热夹套或电伴热控温装置。

可选地，所述反应系统还包括蒸馏装置，所述蒸馏装置经由管路与所述丙交酯分离纯化装置的液体出口相连。

可选地，所述蒸馏装置设有气相出口和液相出口。

(三)有益效果

本实用新型提供的合成D-丙交酯的反应系统，采用气相反应将D-乳酸烷基酯加热气化后，与惰性气体的气流混合，使D-乳酸烷基酯在催化剂的作用下发生酯交换反应，反应生成的产物经过分离纯化即可得到D-丙交酯。本反应系统反应步骤简单，反应速度快，生产效率高，产品收率高、纯度高，杂质含量少。本反应系统能够实现D-丙交酯的连续制备及提纯一体化；另外，制备D-丙交酯过程中分离出来的保护气体、烷基醇和未反应的D-乳酸烷基酯都可以重新回收利用，最大限度地减少污染和原料的浪费，从而降低生产成本。用本反应系统生产聚乳酸可以大大提高工业生产中聚乳酸的生产效率，降低生产成本，并且更经济节能。