W及提高附著有丙 交醋的管和板的溫度來實現分離的丙交醋從分離器中去除。該導致固態丙交醋從附著的表 面開始烙化。因此在容器底部收集液態丙交醋。借助于已知的液體累,液態丙交醋從真空 中運送至環境壓力下并中間存儲。進一步W實施例更詳細地描述該技術設計。
[0090] 在分離期間壓力已經高于S相點壓力的情況中,為烙化而提高壓力在原則上是不 必要的。然而在該種情況中W及在低于S相點壓力之下分離丙交醋的情況中,因為容器中 溫度控制時技術上不可避免的變化,建議在烙化期間提高壓力直到丙交醋的烙點與沸點之 間的溫度范圍足夠寬W便防止再蒸發。
[0091] 優選地,噴射累用于產生真空。該些噴射累不包括任何可移動部件,因此相對于丙 交醋W固態或液態形式沉積尤其穩定。噴射累可W由耐腐蝕材料毫無困難地制造。噴射累 也被證明能夠抵抗丙交醋氣溶膠的腐蝕。該是本領域技術人員沒有預料到的,因為在該些 累中蒸氣的流動速率達到了已知的超音速且固體顆粒在高速下是尤其具有腐蝕作用的。因 此噴射累尤其適用于與所述丙交醋分離器組合使用,用于從PLA烙體中去除丙交醋。通過 多個噴射累的串聯連接,能夠W簡單的方式獲得低于S相點的壓力W及因而PLA中極其低 的殘留濃度。
[0092] 用蒸汽噴射累產生真空需要蒸汽作為推進劑。為了降低設備的新鮮水消耗并且減 少釋放到環境中的廢水,有利的是;盡可能徹底地回收噴射累之后的水并再次用于產生蒸 汽。已經發現該種水循環控制遭遇了難題。因此在短時間之后,蒸汽噴射累不再能保持所 提供的真空穩定或者甚至不再能達到真空。為了使利用噴射累成為可能,必須發現導致該 難題的原因W及解決它的適用措施。
[0093] 出人意料地,然而發現的是,盡管在大氣側在噴射累系列之前連接有水環累,所述 水環累確保所需的初始真空并從水循環中將揮發性副產物和殘留氣體一起去除,但顯然仍 舊未溶解的副產物殘留在水中并移動至蒸汽生成器。結果是,蒸汽品質在閉合的水循環中 快速受損并且導致所提及的真空難題。通過在蒸汽生成器之前設置反萃取柱可有利地解決 該些難題。反萃取柱回收了PLA聚合反應的揮發性副產物,所述PLA聚合反應的揮發性副 產物溶解于水中并因此能夠借助于空氣流在水中富集。水和空氣在反萃取柱中逆流引導W 便載滿副產物的廢氣從反萃取柱的上端逃逸。在底端,純化的水聚集并被供應至蒸汽生成 器。該一過程對所用的空氣的品質沒有要求W便能夠使用無塵過濾的環境空氣。
[0094] 反萃取柱的廢氣隨后被供應到用于鍋爐點火系統的燃燒氣中,該鍋爐點火系統在 聚合反應設備中在任何情況下都是需要的。在該種方式中,W無害的且經濟的方法去除副 產物。該從環境觀點來看是有利的,因為一些分解產物是非常惡臭的。
[0095] 圖2示出了純物質的相圖,該里純物質是二醋。P和T為封閉容器中二醋的壓力和 溫度。繪制的曲線(a、b、C)彼此分開形成3個區域一固相、液相和氣相(蒸氣)。各曲線 在所謂的=相點處相交,其中在該=相點處所有3個相態彼此平衡。=相點是所考慮的純 物質的特征。
[0096] "a"為蒸氣壓曲線,在該條曲線上沸騰的液體與蒸氣平衡。"b"為升華壓曲線,在 該條曲線上固體升華物與蒸氣平衡。"C"為烙化壓曲線,該條曲線化圧力為函數示出了二醋 的溶解溫度。至于大多數物質,該一依賴性僅是微弱地明顯,且在根據本發明所述運行發生 的壓力下,該一依賴性是微不足道的。
[0097] 圖2的軸線上未示出壓力和溫度的刻度,因為本文僅傾向于在原理上解釋根據本 發明的過程。尤其是,S相點的值和平衡曲線的路線取決于二醋的類型。在丙交醋的例子 中,D、L和消旋丙交醋的組成也對精確位置有影響。
[009引點W表征來自圖1所示脫單體裝置1的二醋蒸氣在分離器2a的入口處的壓力和 溫度。
[0099] 分離器中冷卻的表面具有通過點X表征的溫度。點X就壓力和溫度而言低于二醋 的S相點。作為在表面上冷卻的結果,蒸氣溫度下降且到達升華壓曲線"b"。在那里,固態 二醋沉積在冷卻的表面上,一定時間(該時間取決于層厚)之后,所述固態二醋吸收表面的 溫度(點幻。該一過程一直持續到沉積器2a的可用表面都被該種厚層覆蓋即從蒸氣至表 面的熱量轉移極大地被減少。結果,出口處的蒸氣溫度升高了,分離器2a的蒸氣供應結束 且來自脫單體裝置的蒸氣傳導至分離器化。
[0100] 對于分離器2a的再生,容器中的壓力一直增加至到達點Y,例如通過引入惰性氣 體增加壓力。在點Y,分離的二醋的溫度低于S相點溫度,但壓力高于S相點壓力。此時中 止供應冷媒介A并轉換為供應熱媒介B。附著在表面上的固態二醋被加熱、烙化,從表面流 走并W液態形式聚集在分離器的底部。當二醋從被加熱的表面上流走時,二醋提高了該些 表面的溫度,該溫度由點Z表征。
[0101] 當容器9中烙化的二醋已被排出之后,沉積器2a再次被排空至點W處容器化中 主要存在的壓力、并被冷卻至點X處的溫度。一旦分離器化被附著滿,隨后,沉積器2a可 再次用于負載。
[0102] 從點W到點X的路徑示出了在低于S相點壓力下分離二醋。
[0103] 根據本發明所述裝置和方法還允許在高于=相點下分離二醋。圖2中從點r至 X'的路徑示出了該一運行模式。
[0104] 點r表征來自脫單體裝置的二醋蒸氣在分離器2a的入口處的壓力和溫度。分離 器中冷卻的表面具有通過點X'表征的溫度。點X'就壓力而言高于S相點,但就溫度而言 低于=相點。
[01化]作為在分離器中冷卻的表面上冷卻的結果,蒸氣溫度W恒壓下降且第一次到達液 相區域。二醋W細小液滴形式冷凝出,該些細小液滴在冷卻的表面上分離、且由于溫度的進 一步下降而在冷卻的表面上凍結。二醋的固體層形成于冷卻的表面上,一定時間(該時間 取決于層厚)之后,二醋的固體層采用該些表面的溫度(點X')。
[0106] 只要來自脫單體裝置1的蒸氣被供應至分離器2a,該一固體層的厚度就恒定增 加。如果固體層的厚度極大地阻礙了熱量轉移,則蒸氣出口處的溫度升高。由脫單體裝置 供應的蒸氣被中止且蒸氣被傳導至第二分離器化。
[0107] 對于再生,分離器2a的壓力W恒定溫度增加,直至到達點Y,例如通過引入惰性氣 體增加壓力。更多的過程對應于所述的再生,用于在低于=相點壓力下分離二醋。
[0108] 原則上,在高于S相點壓力下分離二醋之后的再生在沒有壓力增加的情況下也是 可能的。溫度表征為點X'的分離的二醋由此在恒定的壓力下通過溫度增加至點Z'表征的 值而烙化。在去除容器9中的液態二醋之后,分離器可用于新的循環。
[0109] 從圖2中可W推導的是,二醋W液態形式存在的溫度范圍顯著小于在增加的壓力 下的溫度范圍。結果,由于不精確的溫度控制和壓力控制使二醋再次蒸發或使其凍結的危 險增加了,該樣不能得到本發明的目標。
[0110] 作為根據本發明所述方法的可替選方案,可W在高于=相點壓力下使用能夠連續 運行且因此更易于運行的冷凝器。在低于S相點壓力下,該一可替選方案是不可用的,因此 根據本發明所述方法是唯一一種可能。然而,對于冷凝器,上述提及的限定應用在高于=相 點附近,固相與氣相之間的溫度范圍是非常小的,該樣在不精確控制溫度或壓力下,會出現 冷凝器的凍結或者沒有冷凝出現。因此在高于=相點附近,冷凝器的不可靠(無干擾)運 行是可能的,但盡管間歇運行,根據本發明所述方法是更有利的。
[0111] 實施例1
[0112] 該一實施例示出了所述方法,丙交醋分離發生在低于=相點的壓力下。
[0113]在通過開環聚合生產PLA的設備中,根據圖1所示執行脫單體的廢氣系統。脫單 體裝置1的廢氣連接管被連接至兩個并聯連接的丙交醋分離器2a、2b,其中分別地,一個在 運作中而另一個在再生中。運作中的丙交醋分離器2a的出口被連接至一組串聯連接的3 個蒸汽噴射累3a、3b、3c。將殘留氣體壓縮至大氣壓的水環累5為該一設置產生初始真空。
[0114] 丙交醋分離器2a、化是真空密封的容器,該容器包括冷卻的管和盤。管和盤充滿 處于真空下的內部,W便使在入口處還是190°C的流動通過的熱蒸氣和氣體與冷卻的表面 密切接觸,而沒有短路流發生。在用水從內側冷卻至40°C的管和盤的外側,丙交醋W固體形 式冷凝并形成層,該層的厚度在運作中逐漸生長。生長的層降低了氣體至冷卻的表面的熱 交換,W便使循環中的裝置的分離現象減少。在未分離的丙交醋顯著量地出現在丙交醋分 離器的氣體出口之前,在該種情況下通過溫度增加可W辨認的是,來自脫單體裝置的含丙 交醋氣流被轉向第二丙交醋分離器,該第二丙交醋分離器在此前已被再生并準備就緒。在 第一丙交醋分離器中,通過引入氮氣使真空升高到20mbar,該樣壓力高于S相點。將供應的 冷卻水替換為供應120°C的熱壓水B。丙交醋層由此從表面烙化掉了,液態丙交醋在丙交醋 分離器的底部聚集并排出進入加熱供應存儲罐。由此開始,丙交醋被供應再次用于聚合反 應。烙化過程結束時,裝置再次置于總真空下并可用于進一步的凝華循環。
[0115] 從丙交醋分離器排出的殘留氣體被串聯連接的3個噴射累3a-3c吸走,其中,殘留 氣體由漏氣W及PLA的揮發性分解產物組成,所述3個噴射累3a-3c用絕對壓力為3bar的 蒸汽作為推進劑來運轉。運轉噴射累組W便在丙交醋分離器2a的氣體出口處施加絕對壓 力為0. 5mbar的壓力。由于在丙交醋分離器中損失,在脫單體裝置1的氣體出口處,壓力為 1. 5mbar。來自噴射累的蒸汽在第3步之后在無需中間冷凝的情況下被供應至表面冷凝器 4,該表面冷凝器4用冷水維持在24°C。該里的壓力為30mbar。水環累5將在冷凝后仍存 在的殘留氣體壓縮至大氣壓并將其傳送到大氣中。
[0116] 由于高度差> 10m,處于30mbar壓力水平下的冷凝的水流入處于大氣壓下的收集 器6中。從該收集器中,冷凝的水被累入反萃取柱7的頂端,在反萃取柱中,冷凝的水通過 填充體包裝與從大氣中吸入的空氣逆流。在反萃取柱的較低端,水一直被純化直到其能夠 被供應至生成推進劑蒸汽的蒸汽爐8中。反萃取柱7的廢氣被引入至鍋爐燃燒系統的供應 空氣中并被燃燒。
[0117]在烙化且從收集器9中排出之后,聚集在丙交醋分離器中的丙交醋具有濃度為 20mmol/kg的駿基官能團,并形成透明、無色的烙體。無需進一步純化,該些丙交醋被添加至 作為原料在設備中用于開環聚合的新鮮的丙交醋中。再循環不會改變非晶形PLA顆粒的顏 色,并通過相對于不在該一循環中的設備運行的特性粘度測定平均摩爾質量。
[0118]開環聚合后進入脫單體裝置的PLA烙體具有的丙交醋濃度為4.5%。來自脫單體 裝置1的PLA中,該一濃度C1已被降低至丙交醋濃度為0. 15%,該丙交醋濃度是在烙體用 水冷卻并制成顆粒后,通過氣相色譜法測定的。在來自容器6的水樣中,通過滴定法(分析 方法1)測量酸濃度并將其轉換為丙交醋濃度。該一丙交醋濃度測定的是從分離器2a和化 中夾帶進真空裝置中損失的丙交醋。水中的丙交醋濃度W重量計為1. 5%。
[0119] 實施例2
[0120] 該一實施例示出了在高于S相點的壓力下分離丙交醋。對應于實施例1,該實施例 具有如下差異:
[0121] 在用水從內側冷卻至35°C的管和盤的外側,丙交醋W固相形式冷凝。運轉真空累 組,W便在