專利名稱：離心薄膜蒸發(fā)裝置及其運轉(zhuǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使原料液進行化學反應、生成產(chǎn)品蒸汽并將其回收的 離心薄膜蒸發(fā)裝置及其運轉(zhuǎn)方法。
技術背景離心薄膜蒸發(fā)裝置一般通過薄膜化可增加蒸發(fā)面積和導熱系數(shù)， 因此，適合于在短時間內(nèi)進行高濃縮的過程。尤其適合于濃縮果汁、肉、魚類和貝類濃縮物食品等的對溫度敏感的產(chǎn)品。并且，也適用于 在茶和咖啡的香味成分成為產(chǎn)品的情況下、對產(chǎn)生的蒸汽進行冷凝并回收的場合。在后者的情況下，通過盡量多地從原料液生成蒸汽，可 提高產(chǎn)品的原料收獲率。尤其是，在大部分原料液可形成產(chǎn)品蒸汽的 情況下，盡量減少殘渣(濃縮液)的排出量是非常重要。在此，為了 方便，將原料的濃縮液成為產(chǎn)品的情況下的原料的蒸汽稱為產(chǎn)品蒸汽。 并且，在通過利用催化劑等添加物的化學反應、從原料液生成產(chǎn) 品蒸汽的情況下，除了上述之外，在穩(wěn)定產(chǎn)品蒸汽的質(zhì)量、生成量方 面，重要的是使添加物在原料液中 一面以 一定的濃度均勻地分散一面 進行薄膜化。作為這樣的一個示例，具有在作為生物分解性塑料之一的聚乳酸的開環(huán)聚合反應中合成作為原料的LL-丙交酯。LL-丙交酯是L-乳酸 的環(huán)狀二聚物，通常通過如下方法而得到蒸汽，即，在減壓環(huán)境下加 熱、熔融結(jié)合了幾個到幾十個乳酸酯的縮合物(低聚物)，向其中添 加2-乙基己酸亞錫、氧化銻等催化劑進行解聚合反應。通過解聚合反應，構(gòu)成低聚物的乳酸骨架的大部分轉(zhuǎn)換成LL-丙 交酯，由于LL-丙交酯通過熱分解反應、光學異構(gòu)體化反應容易熱劣 化等，因此，適合使用離心薄膜蒸發(fā)裝置。作為適合這些用途的代表性的離心薄膜蒸發(fā)裝置的例子，如專利文獻1所述，具有以下結(jié)構(gòu)的裝置，即，從反應槽的一端連續(xù)供給原 料液，通過攪拌葉片的離心力使原料液上升，并沿著反應槽的內(nèi)壁使 其薄膜化、產(chǎn)生蒸汽，從另一端連續(xù)排出產(chǎn)生的蒸汽，同時，從排液 孔連續(xù)排出濃縮液。排液孔設置在反應槽的底部且攪拌葉片的蒸汽排出口側(cè)的端部附 近，蒸汽排出口設置在其后面的區(qū)域的反應槽頂部。因此，在反應槽 內(nèi)部，攪拌葉片的后面具有設置排液孔、蒸汽排出口的空間。在原料 的濃縮液是產(chǎn)品的場合，在原料液的一部分成為產(chǎn)品蒸汽、被回收的 情況下，從排液口排出濃縮液的方式是有效的。但是，在大部分原料液成為產(chǎn)品蒸汽的情況下，為了提高原料收 獲率，進行關閉了排液孔的運轉(zhuǎn)，因此，蒸汽生成量降低。即，在不 產(chǎn)生蒸汽的殘渣的比例提高的階段中，在間斷地進行排液的情況下， 有可能產(chǎn)生以下問題?？梢灶A想到在反應槽內(nèi)的上述的后部空間中，從通過攪拌葉片形 成的液膜漏出的原料液流出、積存。由于該積存液體沒有被薄膜化， 因此蒸汽的生成極為緩慢，滯留時間明顯增長。因此，產(chǎn)品蒸汽的生 產(chǎn)速度降低，有時隨著熱劣化導致產(chǎn)品質(zhì)量的降低。并且，在[專利文獻2所記載的裝置中，在LL-丙交酯的合成工序 中，為了在短時間內(nèi)結(jié)束解聚合反應、抑制光學異構(gòu)體化，反應槽使 用薄膜蒸發(fā)裝置。但是，沒有記載從抑制光學異構(gòu)體化的觀點出發(fā)如 何使用薄膜蒸發(fā)裝置比較適當。因此，很難抑制解聚合時的光學異構(gòu) 體化。專利文獻l:特7>昭61-14841號/〉才艮 專利文獻2:特開平10-168077號>^才艮 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供可以以高收獲率從熔融狀態(tài)的液體原料中回 收產(chǎn)品蒸汽的離心薄膜蒸發(fā)裝置及其運轉(zhuǎn)方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的離心薄膜蒸發(fā)裝置及其運轉(zhuǎn)方法是， 從反應槽的一端連續(xù)供給原料液，通過葉片的離心力使原料液沿著反應槽內(nèi)壁形成液膜、產(chǎn)生蒸汽，將濃縮液從帶閥的排液孔排出，從設 置在另一端的排液孔的后方的排氣口連續(xù)排出發(fā)生蒸汽，在排液孔和 產(chǎn)生的蒸汽的排出口之間，在葉片的后方區(qū)域沿著反應槽內(nèi)壁設置環(huán) 形的堤壩部，測量液膜的厚度、將液膜厚度控制為設定值。并且，使環(huán)形的堤壩部的高度大于反應槽內(nèi)壁和攪拌葉片之間的 間隙寬度。并且，在原料供給系統(tǒng)或反應槽本體上設置向反應槽內(nèi)部 供給添加物的噴嘴。并且，本發(fā)明提供一種從原料液產(chǎn)生蒸汽，然后將其排出、進行 回收的方法，測量液膜的厚度、向反應槽內(nèi)加入添加物，同時，向反 應槽內(nèi)連續(xù)供給原料液、通過葉片的運轉(zhuǎn)將其與添加物混合，生成蒸 汽，然后連續(xù)地排出。通過本發(fā)明可以以高收獲率合成高質(zhì)量的產(chǎn)品蒸汽。本發(fā)明的其它目的、特征以及優(yōu)點從以下的關于附圖的本發(fā)明的 實施例的記載中可以明確。


圖l是本發(fā)明的一個實施例的聚合物合成裝置的工序圖。圖2是本實施例的連續(xù)解聚合裝置的構(gòu)成圖。 圖3是適用于本實施例的連續(xù)解聚合裝置的臥式離心薄膜蒸發(fā)裝 置的縱剖視圖。圖4是適用于本實施例的連續(xù)解聚合裝置的立式離心薄膜蒸發(fā)裝置的縱剖視圖。
具體實施方式
以下，作為本發(fā)明的一個實施例而說明的離心薄膜蒸發(fā)裝置以及 產(chǎn)品蒸汽的回收方法，適合于通過加熱原料液或通過利用催化劑等的 添加劑的分解反應或解聚合反應而生成的產(chǎn)品蒸汽的回收。作為這樣的示例，有回收通過熱分解熔融聚合物而產(chǎn)生的單體的 例子。例如，分解聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等廢料，回收乙烯、丙 烯、苯乙烯的單體?；厥蘸蟮膯误w可作為聚合物的原料進行再利用。 或者，在聚乳酸或聚乙二醇酸的合成工序中，也適合制造作為中間物5質(zhì)的交酯、乙交酯等羥基羧酸等的環(huán)狀縮合物。作為催化劑以外的添加物的示例有，氧化防止劑、穩(wěn)定劑、紫外 線吸收劑、顏料、著色劑、無機粒子、各種填充物、脫膜劑、可塑劑 以及其它類似的添加物，雖然這些添加劑的添加比例是任意的，但最好相對于主成分為50重量％以下，30%以下更好。在本實施例中，以熔融狀態(tài)連續(xù)供給作為原料液的聚合物、低聚 物， 一面加熱一面根據(jù)需要與催化劑接觸，放置在減壓環(huán)境下，以此 進行解聚合，將分解物的蒸汽作為產(chǎn)品進行回收。另外，反應槽內(nèi)部 的液體通過解聚合反應進行變質(zhì)，當然形成與當初的原料液不同的狀 態(tài)，但在以下不進行區(qū)分都稱為原料液。在本實施例中，"連續(xù)地合成，，除了通常的意思以外，還包括供給 原料等與排出生成物或反應液等的時間帶至少一部分重合的情況，或 連續(xù)供給原料等、連續(xù)排出生成物或反應液等的情況。為了使聚合物和低聚物處于熔融狀態(tài)，需要使加熱溫度在其熔點 之上。雖然熔點根據(jù)聚合物或低聚物的聚合度分布或原料單體的種類、 混合率等而變化，但通常為100~250°C，最好為180~220°C。在用于聚合反應的催化劑中，可根據(jù)所合成的聚合物適當?shù)剡x擇 適用的催化劑。例如，作為用于乳酸或乙二醇酸的低聚物的解聚合的 催化劑，可使用聚乳酸、聚乙二醇酸的開環(huán)聚合用催化劑，例如，可 使用含有從周期表IA族、IVA族、IVB族以及VA族形成的群中選 擇至少一種金屬或金屬化合物的催化劑。作為屬于IVA族的催化劑，例如有有機錫類催化劑(例如，乳酸 錫、酒石酸錫、二辛酸錫、二月桂酸錫、二棕櫚酸錫、二硬脂酸錫、 二油酸錫、a-萘甲酸錫、P-萘甲酸錫、2-乙基己酸錫等)以及粉末錫 等。作為屬于IA族的催化劑，例如有堿金屬的氫氧化物(例如，氫 氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等)，堿金屬和弱酸的鹽(例如，乳酸 鈉、醋酸鈉、碳酸鈉、辛酸鈉、硬脂酸鈉、乳酸鈣、醋酸鈣、碳酸鈣、 辛酸鈣等)，堿金屬的醇鹽(例如，甲醇鈉、甲醇鈣、乙醇鈉、乙醇鈣等)等。作為屬于IVB族的催化劑，例如有四丙基鈦酸脂(亍卜5:f口匕° /"，夕凈一卜)等的鈦類化合物、異丙醇鋯等鋯類化合物等。作為屬于VA族的催化劑，例如有三氧化銻等銻類化合物等。其 中從活性上來看，有機錫類催化劑或錫化合物最好。催化劑如果是液體或粉末狀的固體，則可使用以下任何一種方法， 即，在通過催化劑添加裝置向熔融聚合物或熔融低聚物添加后，向解 聚合裝置連續(xù)供給混合液，將解聚合后的殘液連續(xù)排出的方法；或直 接添加到解聚合裝置，使連續(xù)供給的熔融聚合物或熔融低聚物在解聚 合裝置內(nèi)進行接觸的方法。但是，催化劑由于在規(guī)定的使用壽命期間(具有催化劑活性的期 間)可使熔融聚合物或熔融低聚物解聚合，因此，通過使用后者的方 法，在催化劑活性降低的階段排出殘液、添加新催化劑的方法的效率高。另外，在催化劑是固體的情況下具有以下方法，即，在解聚合裝 置內(nèi)的設備、構(gòu)造物中，載置在與熔融聚合物或熔融低聚物接觸的面 的至少一部分上。在該方法中，雖然不需要催化劑的添加裝置，但與 上述方法相比較具有以下缺點，即，與熔融聚合物或熔融低聚物的實 際接觸面積減少，因此解聚合反應慢，每次催化劑活性降低都需要保 養(yǎng)解聚合裝置內(nèi)的設備、結(jié)構(gòu)物等。在本實施例中，離心薄膜蒸發(fā)裝置通過離心力使向裝置內(nèi)供給的 被濃縮液碰到裝置殼體內(nèi)面、形成薄的液膜，通過從裝置殼體外面進 行加熱而加速蒸發(fā)。在固定的裝置殼體內(nèi)設置具有葉片的轉(zhuǎn)子，離心 力通過旋轉(zhuǎn)的葉片對被濃縮液進行作用。在本方式中，具有可使設備規(guī)模小型化，通過對葉片與殼體之間的間隙寬度以及葉片的旋轉(zhuǎn)進行控制、可控制液膜厚度等優(yōu)點。無論 是臥式還是立式的離心薄膜蒸發(fā)裝置都可以，都可使催化劑等的添加 物滯留在裝置內(nèi)，通過轉(zhuǎn)子、葉片的運轉(zhuǎn)可使催化劑分散在熔融聚合 物或熔融低聚物中。因此，由于即使從裝置的一端連續(xù)供給熔融聚合物或熔融低聚物， 若與環(huán)狀縮合物蒸汽的排出量均衡，也可將滯留量保持為一定，因此， 不一定需要從另一端進行連續(xù)排出。與排出量相比，如果供給量不夠，即，如果確認液膜變薄，則增 加原料液的供給量、達到規(guī)定的液膜厚度即可。相反，在供給量多的 情況下，通過攪拌葉片后方的堤壩部抑制原料液從液膜泄漏、確認液 膜增厚，因此，減少原料的供給量、達到規(guī)定的液膜厚度即可。在隨著催化劑活性的減低解聚合反應的效率降低時，或者在由于 熔融聚合物或熔融低聚物的解聚合后的殘渣的積累而使滯留量增大 時，根據(jù)需要通過排液孔間斷地排出裝置內(nèi)的液體，向裝置添加新的 催化劑，再次開始運轉(zhuǎn)即可。從這樣的觀點出發(fā)，最好設置原料液的 供給系統(tǒng)或設置向反應槽內(nèi)供給催化劑等的添加物的噴嘴。并且，排液孔的設置位置在連續(xù)排出的情況下、必須設置在攪拌 槽的后方，但在間斷排出的情況下，由于通常關閉排液閥進行運轉(zhuǎn)， 因此也可以設置在與攪拌葉片重疊的位置。在這種情況下，為了抑制 原料液從液膜的泄漏，可將堤壩部設置在即將碰到攪拌葉片的位置， 可明顯減少原料液的泄漏空間。測量液膜厚度的方法之一有通過離心力測量液膜向反應槽內(nèi)壁施 加的壓力的方法。測量壓力的方法有在反應槽外面的頂部設置水準儀、 觀察其液面高度的方法，設置壓力傳感器、測量對應于壓力的電壓的 方法等。尤其是在使用立式的離心薄膜蒸發(fā)裝置的情況下，無論從反應槽 的上部還是下部供給原料液，最好通過使攪拌葉片具有一部分螺旋功 能，以便可以產(chǎn)生上揚力、用于反抗因重力而使液體流下并保持液膜。以下就解聚合反應的方法以及裝置的實施方式進行說明。以下所 示的實施方式是所有工序中的解聚合工序。在本發(fā)明的一個實施方式中，解聚合裝置使用離心薄膜蒸發(fā)裝置。 離心薄膜蒸發(fā)裝置內(nèi)部通過經(jīng)由產(chǎn)品蒸汽的冷凝器、雜質(zhì)的冷凝器設 置的真空泵進行減壓，根據(jù)需要間斷地向反應槽內(nèi)添加催化劑等的添力口物。連續(xù)向離心薄膜蒸發(fā)裝置內(nèi)供給作為原料液的熔融聚合物。通過 滯留量測定器測量原料液在裝置內(nèi)的滯留量，將供給量調(diào)節(jié)為 一定量。 通過攪拌葉片后部的堤壩部抑制向攪拌葉片外部的泄漏。離心薄膜蒸 發(fā)裝置內(nèi)的添加物通過轉(zhuǎn)子的葉片的旋轉(zhuǎn)與原料液混合，同時，被離 心力按壓在裝置殼體的內(nèi)面，沿著裝置殼體內(nèi)面的形狀形成液膜。利 用熱介質(zhì)等加熱裝置殼體外面，從裝置殼體外面加熱液膜，通過與添 加物接觸促進生成后的分解物、即產(chǎn)品的蒸發(fā)。含有分解物的蒸汽向 離心薄膜蒸發(fā)裝置的外面排出，向產(chǎn)品蒸汽的冷凝器供給。在此，產(chǎn) 品蒸汽被冷凝回收，根據(jù)需要轉(zhuǎn)送到精制工序。從產(chǎn)品蒸汽的冷凝器 排出的蒸汽進入雜質(zhì)冷凝器，在此進行液化。通常多將冷凝后的雜質(zhì) 進行廢棄。從雜質(zhì)冷凝器排出的氣體經(jīng)過真空泵向系統(tǒng)外部排出。上述離心薄膜蒸發(fā)裝置的方式是在被固定的裝置殼體內(nèi)使葉片旋 轉(zhuǎn)、施加離心力的方式，通常，使用與旋轉(zhuǎn)軸平行的板狀的葉片，多 是從旋轉(zhuǎn)軸起放射狀地設置。其他方式也有使用進行彎曲而形成螺旋 狀的葉片。離心薄膜蒸發(fā)裝置可以是如下的裝置，即，旋轉(zhuǎn)軸與地面 水平設置的裝置、垂直設置的裝置、設置成其中間的角度的裝置。滯留量測量器也可使用例如利用水頭(液 少卜"、熔融低聚物 的電容率、差壓等的液面計。在離心薄膜蒸發(fā)裝置的液膜量隨著時間而增大的情況下，視為催 化劑等的添加物的活性降低，在將內(nèi)部反應液從裝置排液口 一次排出 后，向規(guī)定量的原料液中添加添加物進行混合，然后，再次開始運轉(zhuǎn) 裝置，開始原料液的連續(xù)供給，產(chǎn)品蒸汽的連續(xù)排出。另外，在將固 體催化劑作為添加物固定、設置在殼體內(nèi)面等的情況下，不需要催化 劑的供給操作。產(chǎn)品蒸汽的冷凝器、雜質(zhì)的冷凝器，在產(chǎn)品蒸汽為交酯等的環(huán)式 縮合物的情況下，最好是隔著金屬管使蒸汽與制冷劑進行間接接觸的 表面冷凝器。這是由于環(huán)式縮合物一旦與含有水的制冷劑直接接觸， 則進行分解而生成酸。并且，酸催化劑不僅妨礙聚合反應的進展，而且有可能引起冷凝器等的材料腐蝕。雜質(zhì)的冷凝物有時含有光學異構(gòu)體成分等熔點低的成分， 一旦與 水接觸則生成酸，因此有可能引起腐蝕。在對環(huán)式縮合物使用惰性制 冷劑的情況下，雖然不發(fā)生這樣的問題，但需要充分干燥制冷劑、降 低水分。以下，通過實施例就本發(fā)明進行具體說明。 第一實施例圖1是本實施例的聚乳酸合成工序圖。原料單體(乳酸)100由 濃縮工序101、濃縮物的縮合工序102、低聚物的解聚合工序103、環(huán) 形縮合物的精制工序104、開環(huán)聚合工序105、殘存單體的處理工序 106、聚合物的干燥工序107構(gòu)成?？筛鶕?jù)聚合物的特性、過程的必要 性省略這些工序，也可以在中途追加其他工序。并且，殘存單體的處 理工序可選擇如下方式，即，在減壓環(huán)境下脫離、清除單體，在小于 等于熔點的溫度下的固相聚合等方式。在這些工序中，本實施例的離 心薄膜蒸發(fā)裝置適用于低聚物的解聚合工序。圖2是將本實施例的離心薄膜蒸發(fā)裝置用于乳酸低聚物的連續(xù)解 聚合工序的構(gòu)成圖。如圖2所示，從濃縮物的縮合工序102開始的低聚物，儲存在低 聚物供給槽1中。低聚物供給槽1通過閥16與液體輸送泵10連接， 催化劑供給槽2通過閥17與液體輸送泵11連接，液體輸送泵10、輸 送泵11與連續(xù)解聚合裝置3連接。熱介質(zhì)加熱裝置32與連續(xù)解聚合裝置3連接，熱介質(zhì)加熱裝置 32通過液體輸送泵31與后述的連續(xù)解聚合裝置3的熱介質(zhì)套33連接。 熱電偶27設置在連續(xù)解聚合裝置3的液膜部分，熱電偶27與溫度調(diào) 節(jié)器28連接，溫度調(diào)節(jié)器28與熱介質(zhì)加熱裝置32連接。連續(xù)解聚合裝置3的裝置排液口 35通過閥18、液體輸送泵12與 排液回收槽4連接，液體輸送泵15通過閥21與排液回收槽4連接。 連續(xù)解聚合裝置3的蒸汽排氣口 34通過閥22與交酯的冷凝器5連接, 冷凝器5通過閥23與雜質(zhì)的冷凝器7連接，冷凝器7通過閥25與真空泵9連接。冷凝器5的底部通過閥24與交酯回收槽6連接，交酯回收槽6 通過閥19、液體輸送泵13與精制工序連接。冷凝器7的底部通過閥 26與雜質(zhì)回收槽8連接，雜質(zhì)回收槽8通過閥20與液體輸送泵14連 接。在連續(xù)解聚合裝置3的殼體30的外面設置熱介質(zhì)套33，在殼體 30的內(nèi)側(cè)設置葉片29，該葉片29設置在旋轉(zhuǎn)軸上。作為連續(xù)解聚合裝置3，圖3表示旋轉(zhuǎn)軸與地面水平設置的臥式 離心薄膜裝置，圖4表示旋轉(zhuǎn)軸與地面垂直設置的立式離心薄膜裝置。如圖3所示，臥式離心薄膜裝置在反應槽38的一端側(cè)設置供給原 料液的供給口 42，在反應槽38的另一端側(cè)的主體頂部設置蒸汽的排 出口 43。從供給口 42供給的原料液積存在反應槽38的主體底部，但 通過葉片39攪起，通過離心力成為沿著反應槽38的內(nèi)面形成的液膜。 在葉片39的后部設置堤壩部40，防止液膜向后部流動。在堤壩部40 的后部設置隔板(義《一廿一)41，即使發(fā)生液體泄漏也不會使液體 積存。在反應槽38的主體底部設置作為液面計的液膜厚度計36，將 測量的液膜的厚度反饋到無圖示的控制裝置，對液體輸送泵10進行控 制。排液口 44如果是在反應槽38的主體底部，則在設置葉片39的位 置處、可設置在原料液的供給口 42和反應槽38之間。如圖4所示，立式的離心薄膜裝置由于從上部進行氣體的排氣， 因此，在反應槽38的葉片39的上部設置有排氣口 43，在反應槽38 的底部設置有原料液的供給口 42和排液口 44。從供給口 42供給的原 料液積存在反應槽38的底部，但受到葉片39的上揚力和離心力，沿 著反應槽38的主體內(nèi)壁面形成液膜。在葉片39的上部設置堤壩部40, 防止液膜向上部上升。在反應槽38上設置有液膜厚度計36，將測量 的液膜的厚度反饋到無圖示的控制裝置，對液體輸送泵IO進行控制。 在此，也可以監(jiān)視保持在液膜上的原料液的量。在此，立式的離心薄膜裝置與臥式的離心薄膜裝置相比，需要通 過攪拌葉片39向原料液體施加上揚力、以抵抗因重力而產(chǎn)生的流下，但對葉片的旋轉(zhuǎn)軸的彎曲的影響小，適合于大尺寸(義y—^:r少，)。 并且，冷凝器5、冷凝器7可分別根據(jù)需要設置多級，其連接可以是串聯(lián)或并聯(lián)。并且，可省略低聚物供給槽l、液體輸送泵10 15、 閥16~26。就這樣構(gòu)成的乳酸低聚物的連續(xù)解聚合工序的動作進行說明。打開閥16、運轉(zhuǎn)液體輸送泵10，從低聚物供給槽1向連續(xù)解聚合 裝置3連續(xù)供給熔融低聚物。根據(jù)需要打開閥17、運轉(zhuǎn)液體輸送泵11, 從催化劑供給槽2向連續(xù)解聚合裝置3供給催化劑，在通過無圖示的 靜止混合機分散成熔融低聚物后向連續(xù)解聚合裝置3供給。在此，靜 止混合機可根據(jù)需要使用通常的攪拌機，如果連續(xù)解聚合裝置3中的 混合效果充足則可進行省略。在連續(xù)解聚合裝置3中，內(nèi)部葉片29旋轉(zhuǎn)，通過葉片29熔融低 聚物與催化劑進行混合、形成混合液?；旌弦菏艿饺~片29的離心力， 被按壓在殼體30的內(nèi)面、形成液膜。通過液膜厚度計36測量連續(xù)解 聚合裝置3內(nèi)的熔融低聚物的滯留量，調(diào)整液體輸送泵10的旋轉(zhuǎn)速度、 使液膜的厚度為一定。通過設置在液膜部分的熱電偶27測量液膜溫度，將熱電偶27的 測量值輸送到溫度調(diào)節(jié)器28。根據(jù)來自溫度調(diào)節(jié)器28的控制信號控 制熱介質(zhì)加熱裝置32，加熱殼體30的外面，使熱介質(zhì)套33處的混合 液體溫度到達200。C。 一旦加熱殼體30的外面，則通過與催化劑的接 觸，熔融低聚物進行解聚合而生成的交酯從液膜蒸發(fā)。一旦打開閥22 26，則蒸汽從排氣口34排出。排出的蒸汽向交酯 的冷凝器5供給。在冷凝器5中將交酯冷卻到接近熔點95 98。C的溫 度、進行冷凝，然后流到交酯回收槽6進行回收。在回收到交酯回收 槽6后，打開閥19,運轉(zhuǎn)液體輸送泵13，轉(zhuǎn)送到精制工序。蒸汽從冷凝器5進入雜質(zhì)的冷凝器7，雜質(zhì)被冷卻到接近中交酯 的熔點53。C的溫度、進行冷凝，然后回收到雜質(zhì)回收槽8中。打開閥 20、運轉(zhuǎn)液體輸送泵14，將雜質(zhì)的冷凝物排出到系統(tǒng)外部。其余的氣 體從冷凝器7被真空泵9吸入，排放到系統(tǒng)外部。在排出到連續(xù)解聚合裝置3外面的物質(zhì)的重量降低的情況下，視 為催化劑活性降低，因此，在使液體輸送泵10暫時停止后，打開閥 18、通過液體輸送泵12將反應液從裝置排液口 35向排液回收槽4排 出。儲存在排液回收槽4中的排出液通過打開閥21、運轉(zhuǎn)液體輸送泵 15向系統(tǒng)外部排出。被排出的排出液可以這樣作為廢棄物，但通過進 一步在真空環(huán)境下進行處理等，在蒸發(fā)、回收乳酸類后廢棄其殘渣， 有時可有助于改善原料收獲率、降低廢棄物量。在將反應液從裝置排液口 35向排液回收槽4排出后，運轉(zhuǎn)液體輸 送泵10、開始供給熔融低聚物，打開閥17、運轉(zhuǎn)液體輸送泵11,添 加規(guī)定量的催化劑，再次開始運轉(zhuǎn)裝置。從連續(xù)解聚合裝置3的供給口 42供給的原料液積存在反應槽38 的主體底部，利用葉片39攪起，通過上揚力、離心力沿著反應槽38 的主體內(nèi)壁面形成液膜。通過液膜厚度計36測量液膜的厚度，控制原 料液的供給量、形成規(guī)定的厚度。從液膜生成的交酯蒸汽通過反應槽 38中的液膜內(nèi)側(cè)的中央部空間、環(huán)形堤壩部40的內(nèi)側(cè)，到達排氣口 43進行排氣。通過第一實施例的連續(xù)解聚合裝置3合成粗交酯。在本實驗中使 用的低聚物的數(shù)平均分子量為630。在連續(xù)解聚合裝置3中的低聚物 的滯留時間為5h,液膜厚度為5cm,催化劑(2-乙基己酸錫)濃度為 0.7kg/m3時，解聚合工序中的光學異構(gòu)體化率的增加為1%。在此， 將低聚物的滯留時間定義為，熔融低聚物的供給流量和從蒸汽排出口 34排出的蒸汽的冷凝物的流量相等，液膜厚度穩(wěn)定化時的熔融低聚物 供給流量除以連續(xù)解聚合裝置3中的熔融低聚物滯留量的值。并且， 對于使用本交酯進行開環(huán)聚合的聚乳酸的著色、b值為2.5，可以認為 解聚合時的熱分解的影響小。比較例使用與第 一 實施例相同的低聚物，在現(xiàn)有的罐式反應槽中進行間 歇式的解聚合。在解聚合時間為10h、初期液面高度為80cm、初期催 化劑濃度為5kg/ir^的條件下實施。其結(jié)果，對于生成的交酯，解聚合工序中的光學異構(gòu)體化率的增加為9%，使用本交酯進行開環(huán)聚合的 聚乳酸的著色是b值為4.4。
這樣，明確了通過第一實施例的方法，可得到光學異構(gòu)體化和熱 分解少的交酯等的環(huán)式縮合物，可得到高質(zhì)量的聚乳酸等的聚合物。
以上，根據(jù)本實施例，由于監(jiān)視通過攪拌葉片形成的液膜厚度或 液膜所保持的原料液的量，并設置抑制原料液從液膜向反應槽內(nèi)部的 攪拌葉片后方的空間泄漏的堤壩部，因此，可使產(chǎn)品蒸汽的生產(chǎn)速度 和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定化。
并且，在反應槽內(nèi)部設置高于液膜厚度的環(huán)形的堤壩部，產(chǎn)生的 蒸汽穿過環(huán)形堤壩部的內(nèi)側(cè)空間，因此，可不妨礙發(fā)生的蒸汽的排出， 可抑制原料液從液膜的泄漏。在此，由于使堤壩部的高度至少大于反 應槽內(nèi)壁面和攪拌葉片之間的間隙寬度，因此，可形成高于液膜厚度 的堤壩部。
上述的內(nèi)容是就實施例而闡述的，本發(fā)明在其精神和所附的權(quán)利 要求的范圍內(nèi)可進行各種變更和修正，對于本技術領域的技術人員來 說這是很明確的。
權(quán)利要求
1.一種離心薄膜蒸發(fā)裝置，從設置在反應槽的一端的供給口連續(xù)供給原料液，通過葉片的離心力使所述原料液沿著反應槽內(nèi)壁形成液膜、發(fā)生蒸汽，將濃縮液從帶閥的排液孔排出，從設置在另一端的所述排液孔的后方的排氣口連續(xù)排出產(chǎn)生的蒸汽，其特征在于，在所述排液孔和所述排出口之間，在葉片的后方區(qū)域沿著反應槽內(nèi)壁設置環(huán)形的堤壩部，測量所述液膜的厚度，以形成設定的液膜厚度的方式控制所述原料液的供給量。
2. 如權(quán)利要求l所述的離心薄膜蒸發(fā)裝置，其特征在于，使所述 環(huán)形的堤壩部的高度大于反應槽內(nèi)壁和攪拌葉片之間的間隙寬度。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的離心薄膜蒸發(fā)裝置，其特征在于，在 所述原料液供給系統(tǒng)或反應槽本體上設置向反應槽內(nèi)部供給添加物的 噴嘴。
4. 一種離心薄膜蒸發(fā)裝置的運轉(zhuǎn)方法，在排液孔和所述排出口之 間、且在葉片的后方區(qū)域，沿著反應槽內(nèi)壁設置環(huán)形的堤壩部，測量 所述液膜的厚度、以形成設定的液膜厚度的方式控制所述原料液的供 給量，其特征在于，從設置在反應槽的一端的供給口連續(xù)供給原料液，通過葉片的離 心力使所述原料液沿著反應槽內(nèi)壁形成液膜、產(chǎn)生蒸汽，將濃縮液從 帶閥的排液孔排出，從設置在另一端的所述排液孔的后方的排氣口連 續(xù)排出產(chǎn)生的蒸汽、回收產(chǎn)品蒸汽。
5. 如權(quán)利要求4所述的離心薄膜蒸發(fā)裝置的運轉(zhuǎn)方法，其特征在 于，關閉所述排液孔的閥、運轉(zhuǎn)裝置。
全文摘要
本發(fā)明的課題是得到光學異構(gòu)體化和熱分解少的交酯等的環(huán)式縮合物、得到高質(zhì)量的聚乳酸等的聚合物。在離心薄膜蒸發(fā)裝置中，原料液的供給口(42)設置在反應槽(38)的一端側(cè)，排氣口(43)設置在另一端側(cè)的主體頂部，通過葉片(39)將積存在反應槽(38)的主體底部的原料液攪起，通過離心力沿著反應槽(38)的主體內(nèi)壁面形成液膜，通過葉片(39)的后部的堤壩部(40)抑制從液膜的泄漏，通過液膜厚度計(36)測量液膜的厚度，控制原料液的供給量、形成所設定的液膜厚度，來自液膜的蒸汽通過反應槽(38)的中央部空間、堤壩部(40)的內(nèi)側(cè)，從排氣口(43)排出。
文檔編號B01D1/22GK101274145SQ200810001980
公開日2008年10月1日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月4日
發(fā)明者上川將行, 岡憲一郎, 岡本成恭, 加治屋隆司, 松尾俊明 申請人:株式會社日立工業(yè)設備技術