JP3301311B2 - 2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーの連続製造方法 - Google Patents
2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーの連続製造方法Info
- Publication number
- JP3301311B2 JP3301311B2 JP13037796A JP13037796A JP3301311B2 JP 3301311 B2 JP3301311 B2 JP 3301311B2 JP 13037796 A JP13037796 A JP 13037796A JP 13037796 A JP13037796 A JP 13037796A JP 3301311 B2 JP3301311 B2 JP 3301311B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymerization reaction
- raw material
- hydroxycarboxylic acid
- dehydration
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/78—Preparation processes
- C08G63/785—Preparation processes characterised by the apparatus used
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
の原料となるラクチドやグリコライド等の2−ヒドロキ
シカルボン酸環状2量体の製造前駆体として有用な2−
ヒドロキシカルボン酸オリゴマーを連続的に製造するた
めの方法の改良に関するものである。
解性ポリマーは、環境に優しい材料として、近年特に注
目されている。こうした生分解性ポリマーとしては、ポ
リグリコール酸やポリ乳酸およびそれらの共重合体等の
脂肪族系合成ポリエステルが代表的なものとして知られ
ている。
等の2−ヒドロキシカルボン酸を原料として製造され
る。このうち平均分子量が2000〜10000程度の
低分子量のもの(これを2−ヒドロキシカルボン酸オリ
ゴマーと呼ぶ)は、上記2−ヒドロキシカルボン酸を原
料として脱水縮合によって直接的に製造されるが、平均
分子量が15万〜20万程度の高分子量の合成ポリエス
テルを合成するには、2−ヒドロキシカルボン酸から直
接的に製造することは困難であり、上記2−ヒドロキシ
カルボン酸オリゴマーの熱分解によって生じるラクチド
やグルコライド等の2−ヒドロキシカルボン酸環状2量
体を一旦製造し、この環状2量体を開環重合することに
よって製造されている。
前駆体として有用な2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマ
ーの製造方法は、原料としての2−ヒドロキシカルボン
酸を重合反応槽に供給し、該重合反応槽から製品である
2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーを取り出すいわゆ
るバッチ方式によるのが一般的である。この際、例えば
乳酸には10%程度の水が含まれており、またオリゴマ
ー化反応は脱水縮合反応であるので、反応系には多量の
水が含まれることになる。これらの水は反応槽から適宜
抜き出されているのであるが、それでも反応速度が悪く
なるという欠点がある。またこうしたバッチ方式では、
反応が進むにつれて抜き出される水分中に含まれるオリ
ゴマーも多くなるので、この水分中からオリゴマーを回
収するための別の装置が必要になる。更に、このバッチ
方式では、反応が進行するにつれて重合反応槽内の組成
が変化してしまい、それを制御することが困難であるの
で、製造されたオリゴマーの品質にむらがあるという問
題がある。しかも重合反応槽内の温度が反応の進行につ
れて高温になり、製品オリゴマーの着色・劣化を招くば
かりか、高温で製造される程製品の耐腐性が劣化する傾
向があり、構成材料としての使用に支障を来すことにな
る。
を製造する方法として、例えば特開平7−102044
号には、重合反応槽に分縮器を設置して操業する技術が
提案されている。しかしながらこの技術では、基本的に
バッチ方式を想定したものであるので、上記した問題は
解消されないままである。また反応槽内で多量に発生す
る水が蒸気として取り出される際に、該蒸気中に原料が
同伴し易く、反応が効率良く進行しないという問題があ
る。
内に戻されることも記載されているが、それでも原料と
平衡状態にある水分が一緒に重合反応槽内に戻されるこ
とになり、効率的な脱水が達成されているとは言えな
い。
合反応槽内を仕切り板で縦割りに分割したり、前記した
様な反応槽を直列的に複数設置すること等によって連続
的に操業し得ることも示唆されている。しかしながら、
こうした構成を採用すると装置構成が複雑となって設備
コストが高くなるばかりか、それだけ温度制御が困難に
なって製品の品質にばらつきが生じることが十分に予想
され、現実的は手段とは言えない。
来技術における課題を解決するためになされたものであ
って、その目的は、原料中に含まれる水や脱水反応によ
って生じる水を効果的に除去しつつ、2−ヒドロキシカ
ルボン酸オリゴマーを連続的に且つ効率良く製造するこ
とのできる方法を提供することにある。
発明とは、2−ヒドロキシカルボン酸を重合反応システ
ムに供給して2−ヒドロキシカルボン酸のオリゴマーを
製造するに当たり、原料供給系と前記重合反応システム
の間に脱水システムを設け、原料に含まれる水および前
記重合反応システムで発生する水を前記脱水システムで
除去することによって、脱水システム内の原料を濃縮
し、該濃縮原料を前記重合反応システムに供給しつつ操
業する点に要旨を有する2−ヒドロキシカルボン酸オリ
ゴマーの連続製造方法である。
ては、精留塔を用いることができる。また重合反応シス
テムとして、ジャケット付竪型反応槽と竪型熱交換器に
より構成されるサーモサイホン式反応システムを用いる
ことができる。
マーを効率良く製造するには、原料中に含まれる水と、
脱水反応によって生じる水を如何に効率良く除去できる
かに係っていると言える。本発明者らが検討したところ
によると、特に原料中に含まれる水は反応速度に影響を
及ぼし、原料中の水分をできるだけ低減した方が反応速
度を速くできることが分かった。また重合反応槽から除
去される水分に同伴される原料の量をできるだけ低減す
ることが、原料収率の向上という観点、および排水処理
時の負荷の低減による低コスト化の観点等からして好ま
しい。更に、バッチ方式では否効率的となってエネルギ
ーコストが高くなり、しかも大量処理が不可能であるこ
とから、連続的な操業を達成することも重要な課題であ
る。
記課題を解決するための具体的手段について、様々な角
度から検討した。その結果、原料に含まれる水と重合反
応槽で発生する水を一括して精留塔によって巧みに除去
しつつ操業すれば、前記目的が見事に達成されることを
見出し、本発明を完成した。
に説明する。図1は本発明を実施するために構成される
装置の概略説明図であり、図中1は予熱器、2はフラッ
シュ弁、3は脱水システムとしての精留塔、4は重合反
応槽(ジャケット付竪型反応槽)、5は凝縮器、6はレ
シーバ、7は加熱器、8は熱交換器(竪型熱交換器)、
9はエジェクター、10はベーパー管、11は攪拌用モ
ーター、12はジャケット、P1 ,P2 はポンプ、V1
〜V4 は調整弁を夫々示す。即ち、該装置における最大
の特徴は、予熱器1、フラッシュ弁2および温度調整弁
V1 によって構成される原料供給系と重合反応槽4との
間に精留塔3を設けた点にある。またこの装置では、ジ
ャケット付竪型反応槽(重合反応槽4)と竪型熱交換器
(熱交換器8)によって重合反応システム(サーモサイ
ホン式反応システム)を構成する。
ロキシカルボン酸(原料)は、まず予熱器1にて所定温
度(例えば、150〜170℃程度)に予熱される。こ
の予熱器1には、スチーム等の熱媒が温度調整弁V1 に
よってその流量が調整されて供給され、これによって原
料の予熱温度が設定される。予熱された原料は、フラッ
シュ弁2を経て精留塔3に供給される。
によって気液接触が効率良くなされる様に構成されてお
り、原料中の水と、後に詳述する重合反応槽5で発生し
たベーパー(蒸気)中の水分は、精留塔3の頂部から水
蒸気として取り出され、供給系からの原料とベーパー中
の未反応原料が濃縮されつつ(以下、これらを一括して
「濃縮原料」と呼ぶ)、精留塔3の底部に溜められる。
また精留塔3の底部には、温度調整弁V2 によって熱媒
の流量が調整される(従って、精留塔低部温度が調整さ
れる)加熱器7が設置されており、この加熱器7によっ
て精留塔3内の底部からの原料含有水が加熱され、精留
塔3に戻された後、水分のみ精留塔3の頂部から抜き出
され、原料の濃縮が更に高められる。尚加熱器7は精留
塔3内部組込タイプとしても良く、また小容量で熱量が
精留塔3塔低ジャケットで給熱可能の場合は設けなくて
も良い。
は、凝縮器5にて冷却・凝縮され、レシーバ6を経て系
外に排水される。この凝縮器5には、冷却水等の冷媒が
供給される。また凝縮器5からレシーバ6に送られる水
の一部は、流量調整弁V3 で流量が調整されつつ精留塔
3の頂部に還流され、該頂部の温度制御のために利用さ
れる。一方、精留塔3の底部に溜められた濃縮原料は、
ポンプP1 によって、精留塔3から熱交換器8および重
合反応槽4に送られ、重合反応に供される。尚ポンプP
1 は精留塔3の低部液面および重合反応槽4内液面が適
正に保たれる様な位置関係(据付レベル)にある場合は
設けなくても良い。
換器等は、エジェクター9によって所定の減圧雰囲気に
制御されている。また精留塔3の底部では、原料である
2−ヒドロキシカルボン酸の脱水重合反応が進行するこ
とになる。
脱水縮反応に必要な熱量が熱交換器8で加えられること
により(温度調整弁V4 による熱媒流量調整による)、
ジャケット12のみでは困難な大熱量供給を可能とし、
またサーモサイホン効果により重合反応槽4と熱交換器
8の間で反応操作、脱水操作に理想的な循環状況を得る
ことができる。このことにより、大容量処理が可能とな
る。但し、比較的小容量で重合反応槽4のみで反応によ
り必要な熱量が確保できる場合には、熱交換器8は設け
ずとも良い。重合反応システムで生成した製品は、重合
反応システム内液面検出器(図示せず)によりポンプP
2 の回転数制御により自動的に次工程へ送られる。
水分は、熱交換器8内で水蒸気となる。重合反応槽4の
上部は熱交換器8より送られてくる気体および液体を分
離するに十分な空間が設けられており、ここで分離され
たベーパーはベーパー管10を通って前記精留塔3に戻
される。このベーパー中には、該ベーパーと平衡関係に
ある未反応原料や飛来同伴する原料の他、水分をも含む
ものである。精留塔3に戻されたベーパー中の水分は、
前述した様に精留塔3で水分が除去され、原料類は濃縮
原料となって再び反応システムに戻される。
原料中に含有されていた水分は極力低減され(例えば、
5〜3%程度まで)、重合反応システムに戻る水分は極
く少量になる。これによって効果的な脱水が可能とな
り、高効率で安定な反応の進行が可能になるのである。
精留塔3塔低,重合反応槽4,加熱器7及び熱交換器8
のチャンネル部,精留塔3よりの送液配管,重合反応シ
ステム循環配管,ベーパー管10はジャケットにて温度
保護される。
縮合反応は、縮重合触媒を添加しなくても進行するもの
であるが、必要により錫、亜鉛、アンチモン、鉛、アル
カリ金属およびこれらの混合物等の縮重合触媒を、例え
ば図1の矢印Aで示した位置から添加することも有効で
あり、これによってより効率的な反応が可能となる。
(a)〜(f)の示す様な様々な利益が得られる。 (a)除去水分中の原料類の濃度を極力低減することが
できるので、原料収率の向上および負荷低減による排水
処理に要する低コスト化が図れる。 (b)重合反応槽内の組成や反応条件を安定して一定化
することができ、均一且つ高品質の製品の生産が可能と
なる。 (c)脱水縮合反応で生じる水分は、反応重合槽に戻ら
ずに確実に反応重合槽から除去でき、高効率での反応を
可能とし、装置構成を小型化できて設備コストの低減が
図れる。 (d)高効率での脱水が可能であるので、ランニングコ
ストの大幅な低減が図れる。 (e)制御が比較的容易に達成することができ、操業が
簡単に行える。 (f)連続的に操業でき、こうした連続化を達成するこ
とによって、ランニングコストの低減と共に、大容量生
産が可能となる。
して精留塔、重合反応システムとして重合反応槽4と熱
交換器8を、夫々具体例として示したが、これらのシス
テムは図示したものに限定されず、同様の機能を達成す
るものであれば他の構成を採用することができる。
料中に含まれる水や、脱水反応によって生じる水を効果
的に除去しつつ、2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマー
を連続的に且つ効率良く製造できる様になった。
説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 2−ヒドロキシカルボン酸を重合反応シ
ステムに供給して2−ヒドロキシカルボン酸のオリゴマ
ーを製造するに当たり、原料供給系と前記重合反応シス
テムの間に脱水システムを設け、原料に含まれる水およ
び前記重合反応システムで発生する水を前記脱水システ
ムで除去することによって、脱水システム内の原料を濃
縮し、該濃縮原料を前記重合反応システムに供給しつつ
操業することを特徴とする2−ヒドロキシカルボン酸オ
リゴマーの連続製造方法。 - 【請求項2】 脱水システムとして精留塔を用いる請求
項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】 重合反応システムとして、ジャケット付
竪型反応槽と竪型熱交換器により構成されるサーモサイ
ホン式反応システムを用いる請求項1または2に記載の
製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13037796A JP3301311B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーの連続製造方法 |
US08/859,029 US5756603A (en) | 1996-05-24 | 1997-05-20 | Apparatus and method for producing 2-hydroxycarboxylic acid oligomer |
DE69714907T DE69714907T2 (de) | 1996-05-24 | 1997-05-22 | Vorrichtung und Verfahren zur Produktion von 2-Hydroxycarbonsäureoligomeren |
EP97303503A EP0808861B1 (en) | 1996-05-24 | 1997-05-22 | Apparatus and method for producing 2-hydroxycarboxylic acid oligomer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13037796A JP3301311B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーの連続製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09316180A JPH09316180A (ja) | 1997-12-09 |
JP3301311B2 true JP3301311B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=15032899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13037796A Expired - Fee Related JP3301311B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーの連続製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5756603A (ja) |
EP (1) | EP0808861B1 (ja) |
JP (1) | JP3301311B2 (ja) |
DE (1) | DE69714907T2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2835832B1 (fr) * | 2002-02-08 | 2004-03-19 | Atofina | Procede d'oligomerisation d'acide lactique |
JP2005314503A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Hitachi Ltd | ヒドロキシカルボン酸の連続濃縮・縮合方法及び装置 |
JP5075363B2 (ja) * | 2006-06-20 | 2012-11-21 | 株式会社日立プラントテクノロジー | ポリヒドロキシカルボン酸の合成法及び合成装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL128030C (ja) * | 1965-06-01 | |||
FR2537980B1 (fr) * | 1982-12-17 | 1986-12-19 | Sandoz Sa | Derives d'acides hydroxycarboxyliques oligomeres, leur preparation et leur utilisation |
US5302694A (en) * | 1990-02-21 | 1994-04-12 | Boehringer Ingelheim Gmbh | Process for preparing polyesters based on hydroxycarboxylic acids |
EP0572675B1 (en) * | 1991-12-19 | 1999-09-22 | Mitsui Chemicals, Inc. | Polyhydroxy carboxylic acid and production thereof |
KR100261850B1 (ko) * | 1992-01-24 | 2000-08-01 | 패트릭 알 그루버 | 개선된정제방법을 이용한 폴리락티드 제조방법 |
US5357034A (en) * | 1992-09-08 | 1994-10-18 | Camelot Technologies Inc. | Lactide polymerization |
US5401796A (en) * | 1993-04-02 | 1995-03-28 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Aliphatic polyester and preparation process thereof |
US5412067A (en) * | 1993-05-10 | 1995-05-02 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Preparation process of polyester |
US5440008A (en) * | 1993-05-28 | 1995-08-08 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Process for preparing polyhydroxycarboxylic acid |
JP3404825B2 (ja) * | 1993-10-08 | 2003-05-12 | 大日本インキ化学工業株式会社 | 2−ヒドロキシカルボン酸系オリゴマーの製造方法 |
JP2830896B2 (ja) * | 1993-11-17 | 1998-12-02 | 株式会社島津製作所 | ラクチドの製造法 |
US5521278A (en) * | 1994-08-18 | 1996-05-28 | Ecological Chemical Products | Integrated process for the manufacture of lactide |
-
1996
- 1996-05-24 JP JP13037796A patent/JP3301311B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-20 US US08/859,029 patent/US5756603A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-22 DE DE69714907T patent/DE69714907T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-22 EP EP97303503A patent/EP0808861B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0808861A2 (en) | 1997-11-26 |
US5756603A (en) | 1998-05-26 |
EP0808861A3 (en) | 1998-10-28 |
DE69714907D1 (de) | 2002-10-02 |
DE69714907T2 (de) | 2003-03-20 |
JPH09316180A (ja) | 1997-12-09 |
EP0808861B1 (en) | 2002-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4427571B2 (ja) | ポリマー合成に関する装置および方法 | |
US7431893B1 (en) | Process and apparatus for continuous polycondensation | |
US20100252076A1 (en) | Condensation and washing device, polymerisation device and method for cleaning process steam during the production of the polylactide | |
US3723391A (en) | Continuous manufacture of polyesters | |
KR101486213B1 (ko) | 다발관 강하막 반응기 및 교반박막 반응기를 이용한 락타이드 제조 방법 | |
US7723540B2 (en) | Method and apparatus for producing polyhydroxy carboxylic acid | |
CN111424059A (zh) | 利用生物发酵技术制备乳酸以生产高产率、高光纯丙交酯的方法和*** | |
JP3301311B2 (ja) | 2−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーの連続製造方法 | |
US8153754B2 (en) | Equipment and method for producing polyhydroxycarboxylic acid | |
US4783564A (en) | Method for the preparation of 1,2-dichloroethane | |
US20120116100A1 (en) | System and method for producing polyhydroxycarboxylic acid | |
CN105085904B (zh) | 一种用于制备聚酰胺5x的装置、终聚方法及聚酰胺5x的生产设备、方法 | |
JP3713894B2 (ja) | ポリエチレンテレフタレートの製造方法及び製造装置 | |
US3952052A (en) | Process for producing alkali metal salts of aromatic polycarboxylic acids | |
JP3464905B2 (ja) | ラクチドの連続製造装置及び連続製造方法 | |
JPS60163918A (ja) | ポリエステルの連続製造方法 | |
CN113461915A (zh) | 一种可调控聚合度的乳酸低聚物合成***及合成方法 | |
JP2003509480A (ja) | 1,2−ジクロロエタンを製造する際に熱を利用するための方法および装置 | |
JP2005314503A (ja) | ヒドロキシカルボン酸の連続濃縮・縮合方法及び装置 | |
JP2003113144A (ja) | アルキルアリールカーボネートの製造方法 | |
US20140316066A1 (en) | Method and System for Producing Polyester | |
JP3552367B2 (ja) | 横型エステル環状2量体製造装置及び製造法 | |
JPH072983A (ja) | ポリヒドロキシカルボン酸の製造方法 | |
KR0140015Y1 (ko) | 폴리에스테르 중합장치 | |
CN111454441A (zh) | 一种连续化生产聚酯多元醇的生产方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020326 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080426 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110426 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120426 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130426 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130426 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140426 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |