Камерный модуль реактора синтеза гликолида и лактида



Владельцы патента RU 2531942:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для промышленного синтеза мономеров гликолида и лактида, применяемых в качестве сырья для получения биоразлагаемых полимеров различного состава. Камерный модуль реактора синтеза гликолида или лактида включает корпус камерного модуля с рубашкой, обеспечивающей рабочую температуру до 350°C, штуцерами для обеспечения вакуума и продувки рабочих объемов инертным газом, мешалкой и конусным днищем, снабженным рубашкой, перемешивающим устройством и патрубком вывода кубового остатка. Мешалка камерного модуля сконструирована по двухопорной схеме, в которой верхняя опора представляет собой подшипник качения, а нижняя опора представляет собой подшипник скольжения. Изобретение обеспечивает интенсивное перемешивание внутри корпуса аппарата и позволяет предотвратить деформацию аппарата под действием высоких температур за счет свободного перемещения нагреваемых элементов. 1 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к устройству промышленного способа синтеза мономеров гликолида и лактида, применяемых в качестве сырья для получения биоразлагаемых полимеров различного состава. Полигликолидлактидные биоразлагаемые полимеры находят широкое применение в медицине, в качестве шовного материала, биоимплантов, для создания медицинских препаратов пролонгированного действия, а также упаковочного материала. Камерный модуль является составной частью вакуумного камерного реактора синтеза мономеров гликолида и лактида. Получение мономеров основано на протекании реакции деполимеризации гликолида из олигомера гликолевой кислоты, а лактида из олигомера молочной кислоты в тонкой пленке за счет отщепления молекул воды и закрытия цикла.

Известны различные тонкопленочные испарители (http://tirit.org/reactor_him/isparit_pl_eyela.php). Продукт попадает в цилиндрический корпус и размазывается по его стенкам в тонкую пленку с помощью вращающихся лопастей. Эффективность работы увеличивается за счет уменьшения времени, затрачиваемого на процесс испарения под вакуумом. Испарительная часть (цилиндрический корпус) выполняется из боросиликатного стекла с рубашкой для поддержания заданной температуры испарения с помощью теплоносителя, температура которого задается термостатом. Недостатками указанных аппаратов является исполнение из борсиликатного стекла, которое неустойчиво к среде олигомеров гликолевой и молочной кисло, и к температуре реакции деполимеризации олигомеров. И даже исполнение подобных аппаратов из нержавеющей стали не позволяет проводить поставленные задачи в нем.

Известны устройства, пленочные испарители с роторной мешалкой (Бакластов A.M., Удыма П.Г. Пленочные испарители. Учебное пособие. Москва. 1985 г.), предназначенные для применения проведения процессов выпаривания и концентрирования растворов различных материалов. Выпаривание растворов в пленочных испарителях связано со сложными процессами гидродинамики и тепло- и массообмена, что во многих случаях затрудняет решение задач проектирования установок. Основными элементами таких аппаратов являются: роторная мешалка, корпус, распределительное устройство. Корпус аппарата оборудован рубашкой для подачи теплоносителя в виде пара или нагретой жидкости. Образование пленки на вертикальной стенке аппарата происходит за счет равномерной подачи раствора с помощью распределительного кольца и роторной мешалки. Подобные аппараты разрабатывают под определенный процесс (выпаривания определенного вещества).

Недостатки:

- применение только для выпаривания органических растворителей;

- рабочие температуры до 200°C;

- не подходит для выпаривания сильновязких веществ.

Задачей настоящего изобретения является разработка камерного модуля, предназначенного для проведения реакции деполимеризации олигомера гликолевой кислоты или олигомера молочной кислоты в одном аппарате. Особенностью данного аппарата является возможность проведения процессов с рабочей температурой до 350°C, проведение в одном аппарате разных по условиям двух процессов. Предусмотрена подача инертного газа для обеспечения уноса парогазовой смеси, содержащей получаемый продукт из рабочего объема камерного модуля. Конструкция конусного днища предусматривает наличие перемешивающего устройства для сбора пека.

Поставленная задача решается тем, что камерный модуль реактора синтеза гликолида и лактида включает корпус камерного модуля с рубашкой, обеспечивающей рабочую температуру до 350°C, штуцерами для обеспечения вакуума и продувки рабочих объемов инертным газом, мешалкой, сконструированной по двухопорной схеме, в которой верхняя опора представляет собой подшипник качения, а нижняя опора представляет собой подшипник скольжения, и конусным днищем, снабженным рубашкой, пермешивающим устройством и патрубков вывода кубового остатка.

Преимущества разработанного камерного модуля:

- высокая степень герметичности, обеспечиваемая системой уплотнений для поддержания вакуума внутри аппарата. Наибольшую техническую трудность создает уплотнение подвижного соединения - место ввода вала мешалки внутрь корпуса камерного модуля;

- разработана специальная мешалка максимально возможной длины и площадью рабочих поверхностей, а также с минимальными конструктивными зазорами относительно корпуса камерного модуля для обеспечения максимальной зоны перемешивания внутри корпуса аппарата;

- поддержание относительно высоких температур в зоне реакции может привести к деформациям, которые могут повлечь за собой заклинивание и выход из строя всего аппарата. Предотвращение деформации аппарата, вызванной нагревом, обеспечивается возможностью свободного перемещения нагреваемых элементов;

- для уплотнения подвижного соединения - места ввода вала мешалки внутрь корпуса камерного модуля использовано торцевое уплотнение с холодильником, обеспечивающим заданную герметичность внутренней полости камерного модуля и требуемую температуру в зоне контактных пар.

Торцевое уплотнение 7 требует высокой степени соосности вала мешалки относительно корпуса аппарата и низких значений радиального биения. Для обеспечения нормального функционирования торцевого уплотнения приняты следующие конструктивные решения:

- с целью уменьшения радиального биения вала мешалки в зоне торцевого уплотнения, вызванного прогибом от собственного веса, была применена схема вертикального камерного модуля.

- мешалка сконструирована по двухопорной схеме. Верхняя опора, представляющая собой подшипник качения, является жесткой. Нижняя опора, представляющая собой подшипник скольжения - плавающая.

- для увеличения жесткости центральная часть мешалки выполнена в форме барабана, представляющего собой радиально расположенные ребра, приваренные к трем дискам, одетым на вал мешалки. Крутящий момент на диске с лопастями передается через шпоночные соединения.

В камерный модуль через патрубок ввода сырья осуществляют постепенную подачу предварительного разогретого до 250-270°C и смешанного с катализатором олигомера в рабочую зону реактора, где происходит его распределение посредством высокой скорости вращения мешалки 80-100 об/мин, в виде тонкой пленки на внутренней стенке камерного модуля, за счет чего протекает реакция деполимеризации при температурах: для олигомера гликолевой кислоты 280-290°C, для олигомера молочной кислоты 200°C, и обеспечение уноса инертным газом получаемого мономера в виде парогазовой смеси в дефлегматор и конденсатор через патрубок вывода продукта.

На рисунке 1 представлен камерный реактора синтеза гликолида и лактида.

Корпус камерного модуля 1 для обеспечения минимальных зазоров с мешалкой 2 выполнен из цельной круглой трубы с приваренными с обеих концов фланцами. С наружной стороны корпуса приварена рубашка нагрева. В рубашку вварены два патрубка - для входа и выхода теплоносителя (масло).

К корпусу камерного модуля приварены патрубки:

- выхода 5 паров гликолида или лактида, воды и олигоэфиров ГК и МК;

- входа инертного газа (азота) 6;

- ввода термопары для замера температуры в зоне реакции. Термопара вставляется в специальную съемную герметичную гильзу для возможности сборки реактора.

К верхней части корпуса камерного модуля крепится через фланцевое соединение крышка с патрубками:

- входа 4 исходного продукта (олигомера гликолевой и молочной кислот);

- замер вакуума;

- выравнивание вакуума (давления).

К нижней части корпуса камерного модуля 3 при помощи фланцевого соединения крепится коническое днище с рубашкой нагрева. Расположенное в зоне конического днища камерного модуля перемешивающее устройство 3.1 представляет собой двухлопастное устройство, крепящееся к валу мешалки камерного модуля через втулку. Крутящий момент на двухлопастное устройство передается через шпоночное соединение.

Между фланцем корпуса камерного модуля и фланцем конического днища расположен корпус нижней опоры мешалки - с подшипником скольжения. Для обеспечения максимальной зоны нагрева конического днища и обеспечения требуемого минимального расстояния между катетами сварных швов - 20 мм рубашка выполнена сварной из двух точеных деталей.

В рубашку конического днища вварены два патрубка - для входа и выхода теплоносителя (масло). В нижней части конического днища расположен патрубок выхода кубового остатка.

Примеры конкретной работы устройства приведены ниже.

Пример 1. При достижении температуры в камерном модуле 290°C включают мешалку с частотой вращения 85 об/мин, устанавливают расход азота 0,08 м3/мин, набирают вакуум 4-6 мБар и начинают подачу расплава олигомера гликолевой кислоты из накопительной емкости открытием клапана патрубка ввода сырья. Сырье попадает на распределительную тарелочку и распыляется по внутренней стенке аппарата в виде тонкой пленки, которая обеспечивается путем дополнительного распределения по поверхности лопастями мешалки. Образующиеся в реакторе пары гликолида-сырца уносятся через патрубок вывода продукта и конденсируются в теплообменнике. После прекращения отгонки гликолида-сырца из камерного модуля отключают нагрев, сбрасывают вакуум и удаляют пек через патрубок в конусном днище, снабженным рубашкой и перемешивающим устройством, для предотвращения застывания и прилипания пека к поверхности днища.

Пример 2. При достижении температуры в камерном модуле 220°C включают мешалку с частотой вращения 120 об/мин, устанавливают расход азота 0,08 м3/мин, набирают вакуум 4-7 мБар и начинают подачу расплава олигомера молочной кислоты из накопительной емкости открытием клапана патрубка ввода сырья. Сырье попадает на распределительную тарелочку и распыляется по внутренней стенке аппарата в виде тонкой пленки, которая обеспечивается путем дополнительного распределения по поверхности лопастями мешалки. Образующиеся в реакторе пары лактида-сырца уносятся через патрубок вывода продукта и конденсируются в теплообменнике. После прекращения отгонки лактида-сырца из камерного модуля отключают нагрев, сбрасывают вакуум и удаляют пек через патрубок в конусном днище, снабженным рубашкой и перемешивающим устройством, для предотвращения застывания и прилипания пека к поверхности днища.

Камерный модуль реактора синтеза гликолида или лактида, включающий корпус камерного модуля с рубашкой, обеспечивающей рабочую температуру до 350°C, штуцерами для обеспечения вакуума и продувки рабочих объемов инертным газом, мешалкой, сконструированной по двухопорной схеме, в которой верхняя опора представляет собой подшипник качения, а нижняя опора представляет собой подшипник скольжения, и конусным днищем, снабженным рубашкой, перемешивающим устройством и патрубком вывода кубового остатка.



 

Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к способу получения поли-пара-диоксанона. Описан способ получения поли-пара-диоксанона в массе мономера под действием октаноата олова (II) в присутствии соинициатора, которые вносят в виде раствора в органическом растворителе, удаляют растворитель вакуумированием и проводят полимеризацию при нагревании в атмосфере азота, полученный полимер охлаждают, измельчают и очищают от остаточного мономера, отличающийся тем, что в качестве соинициатора используют простые и сложные глицидиловые эфиры, в качестве растворителя используют бензол, удаление растворителя осуществляют при комнатной температуре и давлении не более 0,5 мм рт.ст., полимеризацию проводят в тонком слое при 80°С, полимер охлаждают до комнатной температуры и очищают от остаточного мономера отгонкой мономера при давлении 0,1-0,5 мм рт.ст.
Настоящее изобретение относится к способу непрерывного получения сложных полиэфиров. Описан способ непрерывной полимеризации с раскрытием кольца мономеров циклического сложного эфира с образованием алифатических сложных полиэфиров на основе мономеров циклического сложного эфира, который включает следующие операции: a) непрерывную подачу мономера циклического сложного эфира и катализатора полимеризации в смесительный петлевой реактор непрерывного действия, причем реактор работает при эффективных для полимеризации условиях с образованием форполимеризованной реакционной смеси со степенью полимеризации между 40% и 90% при температуре от 100 до 240°С; b) непрерывный отвод форполимеризованной реакционной смеси из смесительного реактора непрерывного действия и непрерывная подача форполимеризованной реакционной смеси в реактор идеального вытеснения, причем реактор идеального вытеснения работает при условиях полимеризации, при которых реакционную смесь полимеризуют до степени полимеризации по меньшей мере 90%, с образованием полимера при температуре от 100 до 240°С; c) непрерывный отвод полимера из реактора идеального вытеснения.

Изобретение относится к одностадийному способу получения нетканого материала и нетканому материалу, полученному таким способом. Способ осуществляют методом электроформования из расплава на основе полилактида.

Настоящее изобретение относится к способу термической стабилизации полимера, получаемого полимеризацией с раскрытием кольца, а также к способу получения полигидроксикислот, способу анализа остатков металла в полимере и к полилактиду.

Изобретение относится к полимерным смесям, включающим один или несколько полимеров, например, полимолочную кислоту и полиэтилентерефталат. .

Изобретение относится к способу получения биоразлагаемого полимера, который может использоваться в производстве упаковочных материалов и изделий медико-биологического назначения.

Изобретение относится к способу получения биоразлагаемого межмолекулярного циклического сложного диэфира альфа-гидроксикарбоновой кислоты. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу конденсации и промывки парообразного биоразлагаемого межмолекулярного циклического сложного диэфира альфа-гидроксикарбоновой кислоты, имеющего формулу II, причем R выбран из водорода или линейных или разветвленных алифатических радикалов, содержащих от 1 до 6 атомов углерода, из парообразной смеси, содержащей сложный диэфир формулы II, альфа-гидроксикарбоновую кислоту формулы I, соответствующую сложному диэфиру формулы II, и воду, причем поток конденсационной и промывочной жидкости (3), содержащей водный раствор альфа-гидроксикарбоновой кислоты, соответствующей сложному диэфиру формулы II, имеющей формулу I, приводят в контакт, по меньшей мере один раз, с парообразной смесью, при этом сложный диэфир формулы II, содержащийся в парообразной смеси, растворяется в конденсационной и промывочной жидкости (3).

Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано в медицине для создания хирургических шовных материалов. .

Группа изобретений относится к медицине, конкретно к абсорбируемым полиэфирным сложным эфирам, которые уменьшают адгезию бактерий к материалам, таким как медицинские устройства и имплантаты. Изобретение относится к новым аморфным сополимерам, содержащим полиэтилендигликолят (PEDG), сополимеризованный с мономерами с высоким содержанием лактидов. Аморфные сополимеры используют для покрытия медицинских устройств и имплантатов с целью уменьшения прикрепления бактерий. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 7 табл., 13 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно хирургии, и может быть использовано для усиления гемоциркуляции в шовной полосе межкишечного анастомоза в эксперименте. Для этого после резекции тонкой кишки в условиях перитонита у собак в брыжейку кишки в зоне анастомоза вводят 0,25% раствор тримекаина в дозе 400-800 мл в сутки. При этом в раствор тримекаина дополнительно добавляют 500 МЕ гепарина и суточную дозу антибиотика. Способ обеспечивает усиление гемоциркуляции в шовных полосах межкишечного анастомоза за счёт повышения интрамурального давления. 2 табл.
Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ получения медицинского рассасывающегося шовного материала терапевтического действия, включающий нанесение на поверхность основы нити “Викрил” покрытия из ципрофлоксацина, отличающийся тем, что нить помещают в водный раствор ципрофлоксацина и выдерживают при температуре 20-25°C не менее трех и не более пяти часов при слабом перемешивании, затем материал извлекают из раствора и промывают дистиллированной водой. Изобретение обеспечивает создание шовного материала, обладающего пролонгированным селективным действием активной субстанции на локальные области хирургического вмешательства.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно - хирургии. Компенсатор толщины ткани содержит первый слой, включающий первый биосовместимый материал, герметично охваченный водонепроницаемым материалом, и второй слой, включающий второй биосовместимый материал, содержащий по меньшей мере одну капсулу. При этом первый биосовместимый материал контактирует с текучей средой при разрыве водонепроницаемого материала и расширяется при контакте с текучей средой. Группа изобретений относится также к упору сшивающего устройства и кассете со скобами для сшивающего устройства, содержащим указанный компенсатор толщины ткани. Группа изобретений обеспечивает возможность компенсировать более тонкую и/или более толстую ткань, а также позволяет применять сжимающее давление к ткани независимо от толщины ткани, захваченной хирургическим инструментом. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 211 ил.

Изобретение относится к способу получения смеси соединений, имеющих формулы Ia, Ib и/или Ic, с молярным отношением соединений формул Ia и Ib от 1:2 до 2:1, где R представляет собой линейный или разветвленный алифатический алкильный радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, в котором в основном или полностью стереоизомерно чистое соединение формулы Ia, Ib или Ic или смесь двух или трех соединений преобразуют с катализатором или смесью по меньшей мере двух катализаторов. Изобретение также относится к способу получения аморфных полиактидов, а именно получения стерекомплексной молочной кислоты и/или стереоблок-сополимеров молочной кислоты, с применением полученной смеси. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 табл., 7 пр.

Изобретение относится к сополиэфирной композиции для изготовления изделий медицинского назначения, а также к такому изделию. Сополиэфирная композиция представляет собой продукт реакции поликонденсационного сложного полиэфира и по меньшей мере одного лактона. Поликонденсационный сложный полиэфир представляет собой продукт реакции дигликолевой кислоты и/или ее производного с диэтиленгликолем и этиленгликолем. Молярное отношение диэтиленгликоля к этиленгликолю находится в диапазоне от приблизительно 2:1 до 4:1. Сополиэфирная композиция содержит от приблизительно 30 до 50% вес. поликонденсационного сложного полиэфира из расчета от общей массы сополиэфира и обладает степенью кристалличности в диапазоне от приблизительно 10 до 50%. Технический результат - получение гидрофильного полимера, характеризующегося низкой степенью кристалличности, температурой стеклования (Tg) немного ниже комнатной, который может быть особенно полезен для производства моноволокон, мультифиламентных волокон, микросфер, нетканых материалов, полученных аэродинамическим распылением расплава, или других изделий медицинского назначения, от которых требуются высокая скорость гидролиза в сочетании с отличными механическими свойствами. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения полиэфирполиолов с использованием гибридного катализатора, содержащего катализатор на основе комплекса двойного цианида металла и сокатализатора. Описан способ синтеза полиэфирполиолов, содержащих простоэфирные и сложноэфирные группы, сополимеризацией по меньшей мере одного алкиленоксида с по меньшей мере одним циклическим соединением общей формулы где X выбирается из группы, содержащей С=O и CR1R2, где R1 и R2 каждый представляет собой Н и где Υ выбирается из группы, содержащей -(CR3R4)m и группу где D представляет собой а Ε представляет собой связь, где m представляет собой целое число в интервале от 0 до 5 и где R3 и R4 независимо выбираются из группы, содержащей водород, метилен и алкил, и где r, s каждый равен 0, a t означает 2, и где R9, R10 независимо выбираются из группы, содержащей водород и алкил, в присутствии, по меньшей мере, одного инициатора и, по меньшей мере, одного гибридного катализатора, где указанный гибридный катализатор содержит, по меньшей мере, один катализатор на основе комплекса двойного цианида металла (катализатор ДЦМ) и по меньшей мере один сокатализатор, и указанный сокатализатор выбирается из группы, содержащей алкоксиды титана, и где ДЦМ катализатор присутствует в количестве от 5 до 2000 частей на миллион, тогда как сокатализатор присутствует в количестве от 1 до 1000 частей на миллион, каждый относительно полной массы конечного продукта. Технический результат - получение полиэфирполиолов, содержащих простоэфирный и сложноэфирные группы с однородным их распределением по полимерной пепи. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.

Настоящее изобретение относится к биоразлагаемым и биоабсорбируемым блок-сополимерам в виде твердого порошка или воскообразного порошка. Описана композиция блок-сополимера типа АВ, ABA или ВАВ для введения лекарственного средства, при этом указанный блок-сополимер содержит: по меньшей мере первый блок-сополимерный компонент типа АВ, ABA или ВАВ, содержащий первый гидрофобный А-блок и первый гидрофильный В-блок, причем первый гидрофобный А-блок представляет собой биоразлагаемый сложный полиэфир, содержащий по меньшей мере 60% капролактона и по меньшей мере один второй полиэфир-образующий мономер, при этом указанный первый гидрофильный В-блок имеет первую среднюю молекулярную массу и содержит полиэтиленгликоль; по меньшей мере второй блок-сополимерный компонент типа АВ, ABA или ВАВ, содержащий второй гидрофобный А-блок и второй гидрофильный В-блок, при этом второй гидрофобный А-блок содержит биоразлагаемый сложный полиэфир, а второй гидрофильный В-блок имеет вторую среднюю молекулярную массу и содержит полиэтиленгликоль, причем вторая средняя молекулярная масса отличается от первой средней молекулярной массы; при этом общая средневесовая молекулярная масса блок-сополимерной композиции составляет от 1500 до 10000 Дальтон, общее содержание А-блока в композиции составляет примерно от 60 до 85% по массе, а общее содержание В-блока в композиции составляет примерно от 15 до 40% по массе, причем общая средневесовая молекулярная масса В-блока в композиции составляет от 300 до 2000 Дальтон, при этом указанная композиция блок-сополимера является твердой при комнатной температуре, способна к обратимому термическому гелеобразованию при получении в виде водного полимерного раствора и способна превращаться в водный полимерный раствор менее чем за тридцать минут при перемешивании без применения добавок или нагревания свыше 60°C. Также описан способ введения теплокровному животному по меньшей мере одного лекарственного средства в форме с контролируемым высвобождением, включающий: (1) обеспечение композиции блок-сополимера типа АВ, ABA или ВАВ указанной выше, (2) получение водного полимерного раствора указанной твердой композиции путем объединения сополимера с водой без воздействия температуры свыше 60°C; и (3) введение указанного водного полимерного раствора указанному теплокровному животному. Описан способ получения указанной выше композиции. Технический результат - получение композиций для введения лекарственного средства, обладающих улучшенной стабильностью, имеющих требуемые характеристики высвобождения лекарственного средства, набухания и растворения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 9 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения монофиламентного волокна или капель полимера, образованных из полилактона, полученного полимеризацией L-лактида, D-лактида, D,L-лактида, мезо-лактида, гликолида, ε-капролактона, триметилен карбоната или их смесей, которую проводят в реакторе периодического действия, снабженном по крайней мере одним перемешивающим элементом и поршнем с приводом для извлечения продукта реакции через минимум одну фильеру, включающему следующие стадии: а) приготовление реакционной смеси, содержащей L-лактид, D-лактид, D,L-лактид, мезо-лактид, гликолид, ε-капролактон, триметилен карбонат или их смесь, катализатор и опционально регулятор молекулярной массы и другие добавки, б) загрузка реакционной смеси в реактор в сухом или расплавленном виде, после которой рабочий объем реактора герметично закрывается поршнем, в) проведение полимеризации в нагретом выше температуры плавления мономера реакторе при перемешивании, причем перемешивающие элементы могут опускаться и подниматься на различную высоту независимо от поршня, г) извлечение продукта реакции из реактора посредством выдавливания расплава полилактона через минимум одну фильеру с получением монофиламентного волокна или капель полимера. Технический результат - получение полилактонов различного химического состава. 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 11 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-10-27 2014-10-26T17:23:23
Наверх