一种乙交酯的提纯方法及装置

本发明属于乙交酯的制备，具体涉及一种乙交酯的提纯方法及装置。

背景技术：

1、聚乙醇酸是一种具有良好生物降解性和生物相容性的合成高分子材料，具有出色的加工性能、高机械强度、模量、高耐溶剂性和高气体阻隔性，应用十分广泛，如在医学方面可用作医用缝合线或人造骨骼，在环境材料方面可作为生物降解性塑料，用于包装材料和降解薄膜等领域。高分子量、高品质的聚乙醇酸通常采用高纯度乙交酯开环聚合的方法来制备得到。一般，乙交酯首先通过乙醇酸类单体聚合得到低聚物，然后再通过解聚而获得。然而，该方法得到的乙交酯中通常含有乙醇酸、乙醇酸低聚物和水等杂质，其中水会造成乙交酯的水解，也会造成聚合过程中聚乙醇酸的降解，而乙醇酸同样会造成聚合过程中聚乙醇酸的酸解，因此，通过上述解聚获得的乙交酯需要进一步提纯以达到使用的要求。

2、专利cn106928180a公开了一种从粗乙交酯中精制乙交酯的装置及方法，该方法首先将粗乙交酯通入脱轻塔，将脱轻塔塔釜所得重组分经过物料冷却器和塔底循环泵进入精制塔中进一步精馏，塔顶得到精制乙交酯。但该方法中采用两步精馏法提纯粗乙交酯，由于各组分的沸点差异较小，精馏提纯难度较大，所以对精馏设备的要求非常苛刻，造成设备投资过大。

3、专利cn107868075a中公开了一种乙交酯的精制方法，先通过乙交酯的良溶剂将粗乙交酯溶解，然后降温结晶，得到重结晶乙交酯，再将重结晶乙交酯用不良溶剂继续进行2～3次结晶，以得到高纯度的乙交酯。但该方法需要大量的溶剂，而且需要多次结晶，成本较高，且产率较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种乙交酯的提纯方法及装置。所述提纯方法成本低廉，可以得到较高收率和高纯度的乙交酯。

2、为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种乙交酯的提纯方法，包括以下步骤：

4、s1：将粗乙交酯、异氰酸酯类单体和引发剂的混合物进行精馏处理，得到中间体；

5、s2：将中间体的溶液进行溶液结晶，得到乙交酯。

6、优选地，所述溶液结晶的初始温度为60～120℃，终止温度为0～50℃。

7、优选地，所述溶液结晶包括m个降温过程，m＝3～20。

8、优选地，所述溶液结晶中相邻两个降温过程的温度差为5～50℃。

9、优选地，所述精馏处理在精馏塔中进行。

10、优选地，所述精馏塔的塔底温度为110～160℃，塔顶温度为80～150℃。

11、优选地，所述精馏塔的真空度为10～10000pa。

12、优选地，所述粗乙交酯、异氰酸酯类单体和引发剂的质量比为100:(1～20):(0.05～2)。

13、优选地，步骤s1中，所述精馏处理在精馏塔内进行。

14、优选地，所述精馏塔的塔底混合物经第一换热处理循环使用。

15、优选地，所述第一换热处理的温度为110～160℃。

16、优选地，所述中间体的溶液由溶剂和经过第二换热处理的中间体混合后得到。

17、优选地，所述第二换热处理的温度为85～120℃。

18、优选地，所述中间体的溶液首先进行第三换热处理后再进行溶液结晶。

19、优选地，所述第三换热处理的温度为60～120℃。

20、优选地，所述溶液结晶完成后，将得到的产物经第四换热处理后进行干燥处理。

21、优选地，所述第四换热处理的温度为85～120℃。

22、第二方面，本发明提供一种乙交酯的提纯装置，包括精馏单元和溶液结晶单元；

23、所述精馏单元的上方出料口与所述溶液结晶单元的进料口相连通。

24、优选地，所述精馏单元包括精馏塔、第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元的进料口与所述精馏塔的下方出料口相连通，所述第二换热单元的进料口与所述精馏单元的上方出料口相连通。

25、优选地，所述精馏单元和溶液结晶单元之间还设置有混合单元和第三换热单元，所述第二换热单元的出料口与所述混合单元的进料口相连通，所述混合单元的出料口与所述第三换热单元的进料口相连通，所述第三换热单元的出料口与所述溶液结晶单元的进料口相连通。

26、优选地，所述溶液结晶单元后还设置有第四换热单元和干燥单元，所述第四换热单元的进料口与所述溶液结晶单元的出料口相连通，所述第四换热单元的出料口与所述干燥单元的进料口相连通。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

28、(1)本发明提供了一种乙交酯的提纯方法，该方法首先通过对粗乙交酯、异氰酸酯类单体和引发剂的混合物进行精馏处理，除去部分粗乙交酯中的杂质，提高了乙交酯的分离效率，并于精馏塔塔顶得到乙交酯以及乙交酯中的低沸点组分。然后将乙交酯以及乙交酯中的低沸点组分进行溶液结晶，所述溶液结晶实际上是一个降温结晶的过程，可以进一步除去杂质，同时降温结晶模块的设置有利于乙交酯和杂质的分离，并避免乙交酯低聚物的产生，提高乙交酯产品的稳定性。本发明通过采用一次精馏和一次溶液结晶相结合的处理方式，集成了各自工艺的优点，得到的乙交酯产率在80％以上，纯度在99％以上，而且整个过程中温度相对较低，降低了生产能耗，有利于乙交酯的工业化生产；

29、(2)本发明提供的乙交酯的提纯装置中，避免了常规多个设备的使用，设备投资小。另外，本发明在溶液结晶段优选采用配置有动力传输装置的管式反应器，将精馏单元和溶液结晶单元连接起来，解决了常规溶液结晶无法连续生产的问题，大大提高了生产效率。

技术特征：

1.一种乙交酯的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述溶液结晶的初始温度为60～120℃，终止温度为0～50℃；

3.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述精馏处理在精馏塔中进行；

4.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述粗乙交酯、异氰酸酯类单体和引发剂的质量比为100:(1～20):(0.05～2)。

5.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤s1中，所述精馏处理在精馏塔内进行；

6.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述中间体的溶液由溶剂和经过第二换热处理的中间体混合后得到；

7.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述中间体的溶液首先进行第三换热处理后再进行溶液结晶；

8.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述溶液结晶完成后，将得到的产物经第四换热处理后进行干燥处理；

9.一种乙交酯的提纯装置，其特征在于，包括精馏单元和溶液结晶单元；

10.根据权利要求9所述的提纯装置，其特征在于，所述精馏单元包括精馏塔、第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元的进料口与所述精馏塔的下方出料口相连通，所述第二换热单元的进料口与所述精馏单元的上方出料口相连通；

技术总结
本发明提供了一种乙交酯的提纯方法及装置。该方法首先对粗乙交酯、异氰酸酯类单体和引发剂的混合物进行精馏处理，除去部分粗乙交酯中的杂质，并于精馏塔塔顶得到乙交酯以及乙交酯中的低沸点组分。然后将乙交酯以及乙交酯中的低沸点组分进行溶液结晶，以进一步除去杂质。本发明通过采用一次精馏和一次溶液结晶相结合的处理方式，集成了各自工艺的优点，得到的乙交酯产率在80％以上，纯度在99％以上，而且整个过程中温度相对较低，降低了生产能耗，有利于乙交酯的工业化生产。同时，本发明提供的提纯装置，避免了常规多个设备的使用，设备投资小，节约了生产成本。

技术研发人员：张宝,边新超,陈学思
受保护的技术使用者：中国科学院长春应用化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14