Способ удаления эфира из парообразной смеси

Способ удаления эфира из парообразной смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу удаления эфира из парообразной смеси. Настоящее изобретение также относится к устройству для осуществления этого способа и к использованию указанного устройства в соответствии с указанным способом, а также к использованию способа или устройства в производстве лактида или полимерной полимолочной кислоты. Уровень техники

Удаление эфира из парообразной смеси используется при обработке паров, получаемых в вакуумных «головных» системах, предназначенных для удаления летучих низкомолекулярных соединений («низших») в процессах поликонденсации или полимеризации с раскрытием кольца, например, при производстве форполимеров сложных полиэфиров и смол. Например, удаление циклических сложных диэфиров альфа-гидроксикарбоновой кислоты, таких как лактид, находит применение при производстве лактида и его полимеров.

Одним из способов производства лактида является предварительная полимеризация из молочной кислоты и последующая термическая каталитическая деполимеризация при низком давлении. При производстве лактида часто образуются потоки побочных продуктов, содержащие парообразные смеси лактида, и является целесообразным очищать потоки побочных продуктов с целью уменьшения содержания в них летучих органических соединений и/или извлечения лактида в форме молочной кислоты для рециркуляции в процесс. Например, парообразная смесь, содержащая лактид, может образовываться в вакуумной головной системе реактора или присутствовать в дистиллятах, получаемых при очистке путем дистилляции потока сырого лактидного продукта, полученного в данном процессе. Этот поток сырого лактидного продукта обычно представляет собой сложную многокомпонентную смесь, содержащую лактид, воду, молочную кислоту и олигомеры.

Парообразные смеси, содержащие лактид, также являются обычным потоком побочных продуктов при производстве полимерной полимолочной кислоты (polylactic acid - PLA), например, при полимеризации лактида с раскрытием кольца. Например, желательно удалять из PLA остаточный мономерный лактид и другие «низшие», чтобы улучшить свойства производимого полимера, такие как свойства расплава, молекулярный вес и стабильность цвета и/или механические свойства.

Остаточный лактид и другие «низшие» могут быть удалены из PLA при помощи обычных способов удаления летучих продуктов, таких как способы, основанные на применении низкого давления и/или потока инертного газа одновременно с температурой, достаточно высокой для того, чтобы вызвать удаление лактида и других низших из PLA путем дистилляции. Оборудование, пригодное для удаления из PLA летучих продуктов, включает испарители мгновенного вскипания, испарители с падающей струей, тонкопленочные испарители, крупномасштабные пластикаторы расплава и одночервячные и двухчервячные экструдеры с отводом газов. Парообразные смеси, содержащие лактид, могут поступать из любого оборудования указанных типов и соответствующих процессов удаления летучих продуктов. Процессы удаления летучих продуктов могут быть интегрированы в процесс производства PLA посредством включенной в него после конечного реактора полимеризации системы удаления летучих продуктов, либо удаление летучих продуктов может быть осуществлено как следующий за полимеризацией процесс. Как и в случае производства лактида, часто желательно уменьшить содержание летучих органических соединений до вывода потоков побочных продуктов и/или извлечь лактид и летучие олигомеры с целью их рециркуляции в процесс в качестве исходных материалов для производства мономерного лактида и/или для производства PLA.

Способы удаления лактида из парообразных потоков известны. Например, в патенте ЕР 2030667, который включается в настоящий документ посредством ссылки, описаны способ и устройство для конденсации и промывки технологических паров, образующихся в ходе производства полилактида. В патенте указано, что технологические пары, содержащие лактид, могут быть сконденсированы и/или промыты путем приведения их в контакт с потоком конденсирующей и промывочной жидкости, содержащим водный раствор молочной кислоты, так что лактид растворяется в этой жидкости. Указывается, что является предпочтительным, чтобы конденсирующая и промывочная жидкость циркулировала в замкнутом контуре, особенно в случае непрерывно действующего предприятия по производству полилактида.

Однако, в соответствии со способом, предложенным в ΕР 2030667, конденсируемые содержащие лактид пары вызывают увеличение концентрации лактида в конденсирующей и промывочной жидкости. В результате этого достигается предельная величина растворимости лактида, и в циркулирующей жидкости выпадает в осадок твердая фаза, вызывающая закупоривание линии циркуляции, особенно в насадочном слое или в элементах массообмена колонны конденсации и/или промывки. Кроме того, лактид вступает в реакцию раскрытия кольца с содержащейся в жидкости водой с образованием лактоилмолочной кислоты. В результате образования лактоилмолочной кислоты увеличивается вязкость жидкости, и ее распределение по слою или насадке затрудняется, поэтому эффект конденсации и промывки снижается. Поэтому в ЕР 2030667 указано, что необходимо непрерывно или порциями подавать в циркулирующую конденсирующую и промывочную жидкость смесь воды и молочной кислоты, чтобы предотвратить достижение предела растворимости лактида в контуре циркуляции и увеличение вязкости жидкой смеси. Чтобы избежать захлебывания системы, нужно отводить из контура часть потока, соответствующую сумме расхода потока смеси воды и молочной кислоты и расхода потока конденсата в контуре. Следовательно, в данном способе требуется приложение дополнительных непростых усилий для исключения закупоривания и поддержания надлежащего баланса потоков.

Еще одним недостатком способа, изложенного в ЕР 2030667, является то, что лактид очень плохо растворяется в воде, молочной кислоте и их смесях, лактид также характеризуется относительно малой скоростью растворения и гидролиза в этих жидкостях. Следовательно, чтобы избежать выпадения осадка, нужно добавить большое количество воды и молочной кислоты. Добавление большого количества этих жидкостей является нецелесообразным в том смысле, что целью способа конденсации и промывки и функцией соответствующего устройства должно быть удаление компонентов, поступающих из процесса, таких как компоненты парообразной смеси, а не введение в процесс дополнительных компонентов.

Проблему малой скорости растворения и гидролиза можно разрешить путем увеличения температуры конденсирующей и промывочной жидкости способа ЕР 2030667. Однако при увеличении температуры сразу же увеличивается давление паров жидкости в колонне. При этом колонна находится в жидкостной связи с резервуаром удаления летучих продуктов, который является источником парообразной смеси, содержащей лактид. Следовательно, увеличение температуры и, таким образом, давления в колонне также вызовет увеличение давления в резервуаре удаления летучих продуктов и поэтому отрицательно скажется на удалении лактида и других низших путем дистилляции в этом резервуаре.

В качестве альтернативы, известен способ омыления сложных эфиров основаниями, и щелочной раствор, такой как раствор NaOH, может быть добавлен в колонну для катализа гидролиза сложного эфира и его преобразования в соответствующую натриевую соль. Однако этот способ требует регулируемого введения в процесс дополнительных веществ в необходимых количествах, а использование щелочных растворов, вообще, нежелательно из-за коррозии и проблем охраны окружающей среды, связанных с их использованием. Кроме того, при смешивании щелочи с водой выделяется значительное количество тепла, что может вести к неконтролируемому и интенсивному кипению и/или разбрызгиванию, если в одной зоне процесса щелочной раствор становится концентрированным, или если его добавляют слишком быстро, или добавляют в водный раствор, который является слишком холодным или слишком горячим.

Наконец, было бы желательно наличие способа и устройства для удаления сложных эфиров, таких как лактиды, из парообразных смесей, который было бы проще контролировать, чем способ, предложенный в патенте ЕР 2030667, и который бы исключал выпадение твердой фазы и увеличение вязкости в системе без необходимости добавления в контур циркуляции большого количества дополнительных компонентов или щелочных растворов и при этом позволял бы сохранять в колонне низкую температуру жидкости и, следовательно, давление.

Сущность изобретения

Исходя из известного уровня техники, целью настоящего изобретения является обеспечение способа удаления сложного эфира из парообразной смеси, которому не свойственны указанные ранее недостатки, в частности, необходимость подачи жидких растворителей или щелочных растворов или использование в колонне повышенных температур и, следовательно, давлений для предотвращения выпадения осадка и закупоривания. Другими целями изобретения являются обеспечение устройства, пригодного для осуществления указанного способа, использование указанного устройства в указанном способе и использование указанных способа и устройства для производства лактида или полимерной полимолочной кислоты.

В соответствии с настоящим изобретением эти цели достигаются посредством способа удаления сложного эфира из парообразной смеси, содержащей сложный эфир, при этом указанный способ включает стадии приведения парообразной смеси в контакт с водным раствором, содержащим кислоту, соответствующую этому сложному эфиру, при этом часть сложного эфира растворяется или иным образом переходит в водный раствор, водный раствор после контакта поступает в контур циркуляции, в контуре циркуляции водный раствор подвергают обработке, включающей: стадию нагревания, стадию реакции, характеризующуюся некоторым временем пребывания и некоторой температурой, и стадию охлаждения, при этом стадия нагревания предшествует стадии реакции, стадия реакции предшествует стадии охлаждения, а время пребывания и температура на стадии реакции достаточны для существенного уменьшения содержания сложного эфира в водном растворе.

Поскольку сложные эфиры, такие как лактид, гидролитически довольно неустойчивы, для части сложного эфира растворение в водном растворе означает, что, по меньшей мере, некоторое количество этого сложного эфира и/или продукты его гидролиза растворяются в водном растворе. По растворении сложный эфир может гидролизоваться с образованием соответствующих продуктов гидролиза в форме растворенных соединений. В том случае, когда сложным эфиром является лактид, продукты гидролиза включают лактоилмолочную кислоту и молочную кислоту. Для части сложного эфира иной переход в водный раствор означает, что часть этого сложного эфира может переходить в водный раствор по иному механизму, чем растворение, например, сложный эфир может переходить в твердую фазу из парообразной и/или жидкой фазы и переходить в водный раствор в форме осадка или взвешенных твердых частиц. Осадок или взвешенные твердые частицы впоследствии также могут претерпевать гидролиз и/или растворение в водном растворе в любом порядке, либо они могут оставаться в форме осадка или взвешенных твердых частиц.

Существенное уменьшение содержания сложного эфира означает такое уменьшение содержания, при котором выпадение сложного эфира в осадок и вызываемое им закупоривание контура циркуляции исключаются. В данном способе возможен простой контроль закупоривания контура циркуляции путем наблюдения за расходом потока и/или давлением в контуре циркуляции. Например, если наблюдается снижение расхода потока, температура на стадии реакции может быть увеличена с целью уменьшения содержания сложного эфира в водном растворе в контуре циркуляции.

В соответствии с настоящим изобретением эти дополнительные цели достигаются, во-первых, при помощи устройства, включающего: противоточную колонну, предназначенную для осуществления контакта парообразной смеси и водного раствора, и контур циркуляции, соединенный жидкостной связью с колонной и предназначенный для циркуляции водного раствора, при этом в противоточной колонне имеется первое входное отверстие для парообразной смеси, второе входное отверстие для водного раствора и выходное отверстие для водного раствора, при этом в контуре циркуляции имеется входное отверстие и выходное отверстие для водного раствора, при этом входное отверстие контура циркуляции соединено жидкостной связью с выходным отверстием колонны, и при этом выходное отверстие контура циркуляции соединено жидкостной связью со вторым входным отверстием колонны, при этом в контуре циркуляции имеется первый теплообменник, предназначенный для осуществления стадии нагревания и имеющий входное отверстие и выходное отверстие, реактор, предназначенный для осуществления стадии реакции и имеющий входное отверстие и выходное отверстие, и второй теплообменник, предназначенный для осуществления стадии охлаждения и имеющий входное отверстие и выходное отверстие, при этом входное отверстие первого теплообменника соединено жидкостной связью с входным отверстием контура циркуляции, выходное отверстие первого теплообменника соединено жидкостной связью с входным отверстием реактора, выходное отверстие реактора соединено жидкостной связью с входным отверстием второго теплообменника, выходное отверстие второго теплообменника соединено жидкостной связью с выходным отверстием контура циркуляции. Указанное устройство используется в соответствии с изобретением в способе удаления сложного эфира из парообразной смеси, предпочтительно, при производстве лактида или полимерной полимолочной кислоты.

Благодаря настоящему изобретению достигаются указанные цели и обеспечивается решение данной проблемы посредством обработки водного раствора в контуре циркуляции в процессе, включающем стадию нагревания, стадию реакции, характеризующуюся некоторым временем пребывания и некоторой температурой, и стадию охлаждения, при этом стадия нагревания предшествует стадии реакции, стадия реакции предшествует стадии охлаждения, а время пребывания и температура на стадии реакции достаточны для существенного уменьшения содержания сложного эфира в водном растворе. В результате, происходит более быстрое растворение и более полный гидролиз сложного эфира. Например, лактид может всегда гидролизоваться до молочной кислоты без появления существенного количества промежуточной лактоилмолочной кислоты. Следовательно, проблемы образования осадка и/или увеличения вязкости в контуре циркуляции будут исключены. Таким образом, достижение такого желательного растворения и гидролиза сложного эфира способом настоящего изобретения является простым и надежным.

Неожиданно было обнаружено, что эти результаты достигаются без необходимости введения в контур циркуляции дополнительных жидкостей, таких как вода и/или молочная кислота. Это неожиданно, поскольку в ЕР 2030667 указано, что добавление этих жидкостей является существенным аспектом предотвращения выпадения осадка и увеличения вязкости в контексте этого изобретения.

Кроме того, удивительно, что эти результаты достигаются без необходимости увеличения температуры и, таким образом, давления паров в противоточной колонне или введения в процесс дополнительной жидкости или катализирующих компонентов. В устройстве настоящего изобретения использование первого теплообменника для нагревания водного раствора в контуре циркуляции перед его поступлением в реактор и использование второго теплообменника для охлаждения водного раствора после стадии реакции обеспечивает быстрое протекание реакции при повышенной температуре без необходимости увеличения температуры в колонне.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения сложный эфир в контексте данного способа является циклическим диэфиром альфа-гидроксикарбоновой кислоты со структурной формулой I:

где R выбран из группы, состоящей из водорода и линейных или разветвленных алифатических радикалов, включающих от 1 до 6 атомов углерода, при этом кислота является альфа-гидроксикарбоновой кислотой со структурной формулой II, соответствующей диэфиру со структурной формулой I:

Циклические сложные эфиры формулы I обычно характеризуются очень низкой растворимостью в воде и ее растворах, а также малой скоростью растворения в воде и водных растворах. Следовательно, способ и устройство настоящего изобретения особенно полезны для удаления таких сложных эфиров из их парообразных смесей.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения парообразная смесь в данном способе образуется при удалении летучих продуктов из полимерной полимолочной кислоты, получаемой по реакции полимеризации лактида с раскрытием кольца. Для подобных парообразных смесей, содержащих лактид, способ и устройство настоящего изобретения чрезвычайно полезны из-за низкой растворимости и малых скоростей растворения лактида в водных растворах молочной кислоты при комнатной температуре.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения парообразную смесь в данном способе пропускают через паровой эжектор до приведения в контакт с водным раствором. Как и в предпочтительном варианте осуществления данного устройства, устройство дополнительно включает паровой эжектор, предназначенный для пропускания через него парообразной смеси до приведения ее в контакт с водным раствором, при этом в эжекторе имеется входное отверстие и выходное отверстие, выходное отверстие парового эжектора соединено жидкостной связью с первым входным отверстием противоточной колонны. Паровому эжектору свойственно преимущество, заключающееся в том, что он является недорогим и простым средством перекачивания больших объемов газа, таких как образующиеся в вакуумных «головных» системах реакторов и/или резервуарах удаления летучих продуктов.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения часть стадии нагревания и часть стадии охлаждения осуществляется в рекуператоре. Как и в одном из предпочтительных вариантов осуществления данного устройства, устройство дополнительно включает рекуператор, предназначенный для проведения дополнительной стадии нагревания и дополнительной стадии охлаждения в контуре циркуляции. Использование рекуператора дает преимущество, заключающееся в обеспечении эффективного средства уменьшения общего потребления энергии путем регенерации тепла, высвобождающегося на стадии охлаждения, для стадии нагревания данного способа.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления данного способа содержание сложного эфира в водном растворе на стадии реакции снижено до менее чем 10% вес., предпочтительно, менее чем 5% вес., более предпочтительно, менее чем 3% вес. Содержание сложного эфира означает содержание сложного эфира, присутствующего в растворенной негидролизованной форме и/или в твердой форме, такой как осадок или взвешенные твердые частицы. Уменьшение содержания сложного эфира до такого уровня благоприятно с точки зрения исключения проблем, связанных с выпадением осадка, закупориванием и увеличением вязкости в контуре циркуляции.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления данного способа время пребывания на стадии реакции составляет, по меньшей мере, 0,10 мин, предпочтительно 1, более предпочтительно 5, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 10, и температура на стадии реакции составляет, по меньшей мере, 10°С, предпочтительно 20, более предпочтительно 40, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 60. В еще одном предпочтительном варианте осуществления данного способа время пребывания на стадии реакции составляет от 0,10 до 30 мин, а температура на стадии реакции составляет от 10 до 95°С, предпочтительно время - от 0,5 до 25 и температура - от 20 до 90, более предпочтительно время - от 0,75 до 20 и температура - от 40 до 80, наиболее предпочтительно время - от 1 до 15 и температура - от 50 до 75. Использование таких величин температуры и времени пребывания на стадии реакции благоприятно с той точки зрения, что содержание сложного эфира в водном растворе снижается достаточно для того, чтобы исключить возникновение проблем, связанных с выпадением осадка, закупориванием и увеличением вязкости в контуре циркуляции.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления данного способа стадия реакции осуществляется в присутствии добавленного катализатора. Использование катализатора увеличивает скорость реакций гидролиза и/или реакций дериватизации и, таким образом, также скорость уменьшения содержания сложного эфира в водном растворе. Такое увеличение скоростей делает возможным ускорение стадии реакции, и ее осуществление при более низкой температуре, таким образом, увеличивается производительность и мягкость способа при одновременном снижении потребления энергии и уменьшении размера реактора в данном устройстве.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления данного способа контакт парообразной смеси и водного раствора происходит, по меньшей мере, в условиях частичного разрежения, предпочтительно, разрежения менее 100 мбар, более предпочтительно, менее 50 мбар, наиболее предпочтительно, менее 30 мбар. Как и в каком-либо другом предпочтительном варианте осуществления данного устройства, устройство дополнительно включает вакуумную систему, соединенную жидкостной связью с противоточной колонной. Во многих вариантах применения противоточная колонна будет соединена жидкостной связью с резервуаром удаления летучих продуктов и/или вакуумной головной системой. Следовательно, поддержание разрежения в колонне благоприятно с точки зрения простоты поддержания высокого вакуума в резервуаре удаления летучих продуктов, благоприятствующего дистилляции лактида и других низших и/или поддержания высокого вакуума в вакуумной головной системе.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления данного устройства контур циркуляции дополнительно включает насос, предназначенный для создания движущей силы циркуляции водного раствора.

Другой аспект изобретения касается использования устройства настоящего изобретения в соответствии со способом настоящего изобретения, предпочтительно, при производстве лактида или полимерной полимолочной кислоты. При таком использовании извлекается выгода из описанных ранее преимуществ устройства и способа настоящего изобретения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения использование устройства и/или способа изобретения происходит при производстве лактида или полимерной полимолочной кислоты.

Специалистам в данной области понятно, что сочетание предметов разных пунктов формулы изобретения и вариантов осуществления изобретения возможно без ограничения изобретения до такой степени, в которой такие сочетания являются технически осуществимыми. В таком сочетании предмет любого пункта формулы изобретения может быть объединен с предметом одного или нескольких других пунктов формулы изобретения.

В таком сочетании предметов изобретения предмет любого пункта формулы изобретения, касающегося способа, может быть объединен с предметом одного или нескольких других пунктов формулы изобретения, касающихся способа, либо предметом одного или нескольких пунктов формулы изобретения, касающихся устройства, либо предметом комбинации одного или нескольких пунктов формулы изобретения, касающихся способа, и пунктов формулы изобретения, касающихся устройства. Аналогично, предмет любого пункта формулы изобретения, касающегося устройства, может быть объединен с предметом одного или нескольких других пунктов формулы изобретения, касающихся устройства, либо с предметом одного или нескольких пунктов формулы изобретения, касающихся способа, либо предметом комбинации одного или нескольких пунктов формулы изобретения, касающихся способа и пунктов формулы изобретения, касающихся устройства. Например, предмет пункта 1 может быть объединен с предметом любого из пунктов 11-15. В одном из вариантов осуществления изобретения предмет пункта 11 объединен с предметом любого из пунктов 1-10. В одном конкретном варианте осуществления изобретения предмет пункта 11 объединен с предметом пункта 2. В другом конкретном варианте осуществления изобретения предмет пункта 1 объединен с предметом пункта 13. В качестве другого примера, предмет пункта 1 также может быть объединен с предметами любых двух пунктов из 2-15. В одном конкретном варианте осуществления изобретения предмет пункта 1 может быть объединен с предметами пунктов 2 и 11. В другом конкретном варианте осуществления изобретения предмет пункта 11 объединен с предметами пунктов 1 и 2. Например, предмет пункта 1 может быть объединен с предметами любых трех из пунктов 2-15. В одном конкретном варианте осуществления изобретения предмет пункта 1 объединен с предметами пунктов 2, 9 и 11. В другом конкретном варианте осуществления изобретения предмет пункта 11 объединен с предметами пунктов 2, 6 и 9. В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения предмет пункта 1 объединен с предметами пунктов 2, 6 и 11. Например, предмет любого пункта может быть объединен с предметами любого числа других пунктов без ограничения до такой степени, в которой такие сочетания являются технически осуществимыми.

Аналогичным образом предмет одного из указанных выше вариантов осуществления изобретения может быть объединен с предметом одного или нескольких других из указанных выше вариантов осуществления изобретения. Например, в соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления данного способа, сложный эфир представляет собой сложный эфир формулы I, кислота соответствует формуле II, и парообразная смесь образуется при удалении летучих продуктов из полимерной полимолочной кислоты, полученной по реакции полимеризации лактида с раскрытием кольца. Другим примером, соответствующим другому, особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения, является вариант, когда парообразную смесь пропускают через паровой эжектор до приведения в контакт с водным раствором, а часть стадии нагревания и часть стадии охлаждения проводят в рекуператоре в соответствии с данным способом. В другом примере, соответствующем особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения, устройство дополнительно включает рекуператор, паровой эжектор и вакуумную головную систему.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение поясняется более подробно со ссылкой на различные варианты его осуществления, а также на чертежи. Один апостроф (') после номера позиции использован для обозначения отличительных особенностей известного уровня техники. Схематично на чертежах показано:

Фиг. 1 представляет собой схему способа, соответствующего известному уровню техники.

Фиг. 2 представляет собой схематичное изображение устройства, соответствующего известному уровню техники, которое используют в способе известного уровня техники, показанном на фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой схему одного из вариантов осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 4 представляет собой схематичное изображение одного из вариантов осуществления устройства, соответствующего настоящему изобретению и пригодного для использования в способе, показанном на фиг. 3.

Фиг. 5 представляет собой схематичное изображение одного из предпочтительных вариантов осуществления устройства, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг. 6 представлена схема вариантов осуществления сложного эфира, кислоты, лактида, полимерной полимолочной кислоты и конкретных вариантов осуществления катализаторов, используемых в сочетании со способом и устройством настоящего изобретения.

На фиг. 7 представлены данные для времени пребывания (мин), достаточного для уменьшения содержания лактида в форме осадка или растворенной твердой фазы в водном растворе до необнаружимого уровня (визуальное наблюдение), как функция температуры (°С).

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 и 2 показаны способ и устройство известного уровня техники, предназначенные для удаления сложного эфира из парообразной смеси в соответствии с ЕР 2030667. На фиг. 1 представлена схема способа известного уровня техники, который в целом обозначен номером позиции 200'. Этот способ включает стадию приведения парообразной смеси 5', содержащей сложный эфир 3', в контакт с водным раствором 6', содержащим кислоту 4', соответствующую сложному эфиру 3', обозначенную 210'; растворения части сложного эфира 3' в водном растворе 6', обозначенную 220'; после контакта водный раствор 6' направляют в контур циркуляции 73', что обозначено 230'.

На фиг. 2 представлено схематичное изображение устройства известного уровня техники, которое в целом обозначено номером позиции 1'. Устройство 1' включает противоточную колонну 2', в которой имеется первое входное отверстие 211' для парообразной смеси 5', второе входное отверстие 212' для водного раствора 6' и выходное отверстие 221' для водного раствора 6'. Устройство 1' дополнительно включает контур 7', соединенный жидкостной связью с колонной 2', предназначенный для циркуляции водного раствора 6' и имеющий входное отверстие 71' и выходное отверстие 72' для водного раствора 6', при этом входное отверстие 71' соединено жидкостной связью с выходным отверстием 221', выходное отверстие 72' соединено жидкостной связью со вторым входным отверстием 212'.

На фиг. 3 представлен вариант осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению, который в целом обозначен номером позиции 205. Как и в способе 200' известного уровня техники, представленном на фиг. 1, способ 205 настоящего изобретения включает стадию приведения парообразной смеси 5', содержащей сложный эфир 3', в контакт с водным раствором 6', содержащим кислоту 4', соответствующую сложному эфиру 3', которая обозначена 210'; растворения или переноса по иному механизму части сложного эфира 3' в водный раствор 6', обозначенную 220'; после контакта водный раствор 6' направляют в контур циркуляции 73, что обозначено 230'. В отличие от известного уровня техники, водный раствор 6' в контуре циркуляции 7 3 подвергают обработке в соответствии со способом 205, соответствующим настоящему изобретению, включающим: стадию нагревания 240, стадию реакции 250, характеризующуюся некоторым временем пребывания и температурой, и стадию охлаждения 2 60, при этом стадия нагревания 240 предшествует стадии реакции 250, стадия реакции 250 предшествует стадии охлаждения 260, а время пребывания и температура на стадии реакции 250 достаточны для существенного уменьшения содержания сложного эфира 3' в водном растворе 6'. В результате, происходит более быстрое растворение и гидролиз сложного эфира 3'. Следовательно, проблемы выпадения осадка и/или увеличения вязкости в контуре циркуляции неожиданно исключаются без необходимости введения в контур циркуляции дополнительных жидкостей, таких как вода и/или молочная кислота и/или щелочной раствор.

В конкретных вариантах осуществления изобретения процесс, происходящий в контуре циркуляции 73, может включать более одной стадии нагревания 240, более одной стадии реакции 250 или более одной стадии охлаждения 260 или их сочетания.

В одном предпочтительном варианте осуществления способа 205 сложный эфир 3' представляет собой циклический диэфир альфа-гидроксикарбоновой кислоты со структурной формулой I:

где R выбран из группы, состоящей из водорода или линейных или разветвленных алифатических радикалов, включающих от 1 до 6 атомов углерода, при этом кислота является альфа-гидроксикарбоновой кислотой со структурной формулой II, соответствующей диэфиру со структурной формулой I:

Сложные эфиры формулы I по изобретению очень благоприятны из-за их низкой растворимости в водных растворах и соответствующих проблем из-за выпадения осадка и закупоривания при конденсации и/или промывке их паров.

В конкретных предпочтительных вариантах осуществления изобретения сложный эфир 3' формулы I выбран из группы, состоящей из (S,S)-лактида (номер по CAS (Chemical Abstract Service - Химическая реферативная служба) 4511-42-6); (R,R)-лактида (номер по CAS 25038-75-9); (R,S)-лактида, также известного как мезо-лактид (номер по CAS 13076-19-2); и их смесей (номер по CAS 26680-10-4). Кислота 4' подобрана из группы, состоящей из L-(⁺)-молочной кислоты, также известной как (S)-молочная кислота (номер по CAS 50-21-5 и 79-33-4); D-(^-)-молочной кислоты, также известной как (R)-молочная кислота (номер по CAS 10326-41-7) и их смесей.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, парообразная смесь 5' в способе 205 образуется в результате удаления летучих продуктов из полимерной полимолочной кислоты (PLA) 12', получаемой по реакции полимеризации лактида 13' с раскрытием кольца. PLA 12' известна в различных гомополимерных формах (номер по CAS 26100-51-6; dl-полилактид рацемической полимолочной кислоты (D,L-PLA): номер по CAS 51063-13-9, 26680-10-4, 26100-51-6 и 34346-01-5; и 1-полилактид поли-L-молочной кислоты (L-PLA): номер по CAS 26261-42-2 и 33135-50-1) и сополимерных формах, таких как статистические, разветвленные сополимеры, блок-сополимеры, привитые и звездчатые сополимеры с не-лактидными сомономерами, включающими гликолевую кислоту, гликолид, полиэтиленгликоль, поли(оксиэтиленгликоль), поли(пропиленоксид), бутиролактон, валеролактон, капролактон, 1,5-диоксепан-2-он,

триметиленкарбонат и н-изопропиламид. Способы удаления из PLA летучих продуктов и получения парообразных смесей 5', содержащих лактид 13', известны, например, из ЕР 2030667, ЕР 2310437 и ЕР 2271696.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа 205, содержание сложного эфира 3' в водном растворе 6' уменьшают на стадии реакции 250 до менее чем 10% вес., предпочтительно, менее чем 5, более предпочтительно, менее чем 3, чтобы исключить проблемы, связанные с выпадением осадка, закупориванием и увеличением вязкости.

Содержание сложного эфира 3' в водном растворе 6' может быть измерено различными аналитическими методами. Хроматографические методы включают газовую хроматографию в сочетании с такими методами обнаружения, как TCD (термокондуктометрическое детектирование), FID (пламенно-ионизационное детектирование), ECD (электронозахватное детектирование) или масс-спектрометрия, высокоэффективная жидкостная хроматография, объединенная с детекторами ультрафиолетовой/видимой области спектра, флуоресцентными детекторами, детекторами коэффициента преломления или масс-спектрометрическими детекторами. К спектроскопическим методам относятся рамановская спектроскопия, NIR (спектроскопия в ближней ИК-области), FTIR-ATR (инфракрасная спектроскопия нарушенного полного отражения с Фурье-преобразованием), спектроскопия в УФ- и видимой области и спектроскопия ядерного магнитного резонанса. Указанные методы известны, например, из книг «Principies of Instrumental Analysis» (ISBN 978-0495012016) или «Analytical Measurements and Instrumentation for Process and Pollution Control» (ISBN 978-0250404056). Эти методы могут быть осуществлены либо в режиме реального времени, либо путем анализа проб в автономном режиме. Методы анализа в реальном режиме времени известны, например, из книги «Instrument Technology: Online Analysis Instruments», том 2 (ISBN 0-408-00198-4).

Содержание сложного эфира в контексте настоящего описания определяется как содержание, измеряемое газохроматографическим методом.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения содержание сложного эфира на стадии реакции 250 снижено до такого уровня, что раствор после реакции не содержит сложного эфира в форме осадка и/или взвешенных твердых частиц при обнаружении путем визуального наблюдения.

Следует понимать, что и время пребывания, и температура могут изменяться в очень широком диапазоне с целью значительного уменьшения содержания сложн