CN213924585U - 一种卤代嘧啶的后处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种卤代嘧啶的后处理系统，属于化工生产系统技术领域，该系统包括微通道反应器，所述微通道反应器的进料口分别连通反应液储罐和工艺水储罐，用于将卤代嘧啶反应液和冷水进行混合并水解以得到水解反应液；超重力萃取机构，包括依次连接的多个超重力离心机，多个所述超重力离心机通过正向的水相通道和逆向的油相通道连通，所述水相通道用于运输所述超重力离心机分离出的水相介质，所述油相通道用于运输所述超重力离心机中分离出的油相介质。本实用新型所提供的系统，不仅能显著提高工作效率和产品收率，而且能够避免因物料挥发、泄露等造成的环境污染以及健康损害，更加符合安全生产的要求，具有较高的应用价值。

Description

一种卤代嘧啶的后处理系统

技术领域

本实用新型涉及化工生产系统技术领域，尤其涉及一种卤代嘧啶的后处理系统。

背景技术

嘧啶类化合物是一类非常重要的含氮杂环化合物，由于其具有优良的生物活性，被广泛应用于医药和植物保护产品的合成中。卤代嘧啶属于嘧啶类化合物中生物活性尤为出色的一类产品，例如，4，6-二氯嘧啶是植保市场销售额首位的杀菌剂嘧菌酯的关键中间体，4,6-二氯-2-甲基嘧啶是合成抗癌药物达沙替尼的关键中间体，2-乙氧基-4,6-二氯嘧啶是合成ALS(乙酰乳酸合成酶)类除草剂的关键中间体、2-氨基-4,6-二氯嘧啶是合成抗病毒类药物9-乙基鸟嘌呤的关键中间体，2-氨基-4,6-二氯-5-甲酰胺基嘧啶是合成抗HIV病毒药物阿巴卡韦的关键中间体，4,6-二氯-5-(2-甲氧基-苯氧基)-2,2’-联嘧啶是合成治疗肺动脉高压药物波生坦的关键中间体，2,4-二氯-5-溴嘧啶是合成帕博西林的关键中间体等，卤代嘧啶在医药化工领域得到了广泛的应用。

以4,6-二氯嘧啶为例，目前该产品的生产企业基本都是采用磷酰氯工艺，区别在于所选用的缚酸剂不同以及反应萃取溶剂的差异，但是，后处理过程中都必然会经历反应料液中过量原料磷酰氯和副产羟基磷酰氯的水解猝灭过程。由于卤代嘧啶活性较强，因此在后处理过程中非常容易发生水解，不仅造成原料的极大损失，而且由于水解产物的生成，会形成中间层，影响分液处理，给生产造成影响。为了抑制猝灭过程中卤代嘧啶的水解，通常是将反应料液逐渐滴加到冷水中，因此，这就需要用到大量的水并通过夹套或者盘管来控制料液的温度，不仅消耗大量的冷量，水解时间长，效率低，而且淬灭后，还需要数次的溶剂萃取水相，从而保证4,6-二氯嘧啶的收率，占用大量的设备以及劳动力，造成生产成本的增加。此外，在萃取分相过程中，由于4,6-二氯嘧啶对人体的刺激以及水解液的强酸性，还具有较大的安全隐患和环境风险，需要对现有工艺进行改造升级，从而在保证安全和环保的基础上提高工作效率。

实用新型内容

针对现有生产卤代嘧啶的后处理方法存在效率低，生产成本高，以及安全隐患大的问题，本实用新型提供一种卤代嘧啶的后处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种卤代嘧啶的后处理系统，该系统包括：

微通道反应器，所述微通道反应器的进料口分别连通卤代嘧啶反应液储罐和工艺水储罐，用于将卤代嘧啶反应液和冷水进行混合并水解以得到水解反应液；

超重力萃取机构，包括依次连接的多个超重力离心机，多个所述超重力离心机通过正向的水相通道和逆向的油相通道连通，所述超重力离心机用于将所述水解反应液分离成水相介质和油相介质，所述水相通道用于运输所述超重力离心机分离出的水相介质，所述油相通道用于运输所述超重力离心机中分离出的油相介质。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，多个所述超重力离心机包括依次串联连接的多个次级超重力离心机和用于连通萃取剂储罐的终极超重力离心机，靠近所述微通道反应器的所述次级超重力离心机上连通有用于容纳萃取相介质的卤代嘧啶萃取相储罐，所述终极超重力离心机上连通有用于容纳所述水相介质的萃余废水储罐。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，多个所述次级超重力离心机的前端还设有初级超重力离心机，用于对所述水解反应液进行初步离心分离。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶为氯代嘧啶或溴代嘧啶。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶为4,6位卤代的嘧啶化合物。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶为4,6-二氯嘧啶、2-氨基-4,6-二氯嘧啶、2-丙硫基-4,6-二氯-5-硝基嘧啶。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述超重力离心机的串联级数不少于4。

作为本申请另一个实施例，所述超重力离心机的串联级数为4-6。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述微通道反应器与超重力萃取机构之间还设有第一换热器，用于对所述水解反应液进行降温。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述超重力萃取机构包括N 级串联连接的超重力离心机，其中，初级超重力离心机设有水解液进口、水相出口和油相出口，第2级至第N级超重力离心机均设有水相进口、水相出口、油相进口和油相出口；所述初级超重力离心机的水解液进口与所述第一换热器的出口连通，水相出口与第2级超重力离心机的水相进口连通；第2级与第N 级超重力离心机之间通过上一级超重力离心机的水相出口与下一级超重力离心机的水相进口连通，下一级超重力离心机的油相出口与上一级重力离心机的油相进口连通。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述后处理系统还包括反应油相储罐，与所述初级超重力离心机的油相出口连通。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一换热器为夹套式换热器或置于外部温控系统的管道换热器。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述工艺水储罐与所述微通道反应器之间还设有第二换热器，用于调节进入所述微通道反应器的工艺水的温度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第二换热器为夹套式换热器或置于外部温控系统的管道换热器。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述后处理系统还包括计量泵，用于输送物料并控制物料的流量。

制备卤代嘧啶化合物的反应结束后，需要对反应液中的磷酰氯以及副产物羟基磷酰氯进行水解猝灭，但是，水解猝灭过程中会放出大量的热，使得反应体系温度升高，从而导致卤代嘧啶水解，影响产品的纯度和收率。

本实用新型提供的卤代嘧啶的后处理系统的有益效果在于：

与现有技术相比，本实用新型提供的生产系统，将卤代嘧啶反应液和冷水在微通道反应器中进行混合，可使水解淬灭反应瞬间完成，并可控制反应液在较低的温度范围内进行水解猝灭，从而有效抑制卤代嘧啶的水解，保证产品的收率和纯度，提高工作效率；但是，在微通道反应器进行混合、水解后的物料，由于混合的非常均匀，给后续油水两相的分离带来了难度，会降低后续萃取分离的效率，且较长时间的萃取分离也会增加卤代嘧啶化合物水解的可能，因此，本实用新型采用多级超重力逆流离心萃取装置对水解后的物料进行分离，实现了水相中卤代嘧啶化合物的连续高效萃取，保证了卤代嘧啶产品的质量；同时，本实用新型提供的后处理系统，具有密闭、自动化以及持料量少的优点，用水量可大幅减少20-50％，不仅能够有效抑制物料的挥发和泄露，还能显著降低能耗，具有非常明显的经济效益和环境效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例卤代嘧啶的后处理系统的设备连接示意图；

其中，11-卤代嘧啶反应液储罐，12-工艺水储罐，13-第一计量泵，14-第二计量泵，15-微通道反应器，16-第一换热器，17-第二换热器，18-初级超重力离心机，19-第2级超重力离心机，20-反应油相储罐，21-第3级超重力离心机， 22-第4级超重力离心机，23-萃取剂储罐，24-第三计量泵，25-萃余废水储罐， 26-卤代嘧啶萃取相储罐；

a-卤代嘧啶反应液，b-工艺水，c₁-控温进水，d₁-控温回水，e-水解反应液， f-水相反应液，c₂-控温进水，d₂-控温回水，g-油相反应液，h-卤代嘧啶萃取相， i-萃取剂，j-萃余废水。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下对本实用新型实施例进行详细说明。

请参阅图1，现对本实用新型提供的卤代嘧啶的生产系统进行说明。

一种卤代嘧啶的生产系统，该系统包括：

微通道反应器15，所述微通道反应器15的进料口分别连通卤代嘧啶反应液储罐11和工艺水储罐12，用于将卤代嘧啶反应液和冷水进行混合并水解以得到水解反应液；

重力萃取机构，包括依次连接的多个超重力离心机，多个所述超重力离心机通过正向的水相通道和逆向的油相通道连通，所述超重力离心机用于将所述水解反应液分离成水相介质和油相介质，所述水相通道用于运输所述超重力离心机分离出的水相介质，所述油相通道用于运输所述超重力离心机中分离出的油相介质。

卤代嘧啶的后处理过程大致为：将卤代嘧啶反应液a与换热后的工艺水b 在微通道反应器15中进行快速混合、水解，对卤代嘧啶反应液a中的磷酰氯以及副产物羟基磷酰氯进行水解猝灭，然后将水解反应液e输送至第一换热器16 中进行降温，降温后的水解反应液e经超重力萃取机构进行多次逆流萃取，即可得到含卤代嘧啶产品的萃取相，然后分离萃取剂和卤代嘧啶，干燥，得卤代嘧啶产品。

本实用新型提供的卤代嘧啶的后处理系统，与现有技术相比，通过微通道反应器将卤代嘧啶反应液和冷水进行混合，快速淬灭水解反应液中的磷酰氯以及副产物羟基磷酰氯，然后采用超重力萃取机构进行多次逆流萃取、分离得到卤代嘧啶产品。系统中设备连续运行，稳定性好，水解效率和萃取效率高，整个工艺由间歇工艺的5-8h缩短为5-30min内即可完成，较间歇式工艺可节省 30-50％的工作量，有效节约人力成本，且相比传统的釜式水解工艺，水解过程可直接使用常温水，用水量可减少20-50％，节约水资源和能耗，并能减少废水生成量，显著提高了生产效率并能有效抑制卤代嘧啶的水解，保证收率和纯度；同时，本系统中全程密闭操作，能有效避免物料和操作人员的接触，并避免物料的泄露，更加符合安全生产的要求，且设备体积小，占地面积少，能够提高空间的利用率，具有较高的应用价值。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，多个所述超重力离心机包括依次串联连接的多个次级超重力离心机和用于连通萃取剂储罐23的终极超重力离心机，靠近所述微通道反应器15的所述次级超重力离心机上连通有用于容纳所述萃取相介质的卤代嘧啶萃取相储罐26，所述终极超重力离心机上连通有用于容纳所述水相介质的萃余废水储罐25。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，多个所述次级超重力离心机的前端还设有初级超重力离心机18，用于对所述水解反应液进行初步离心分离。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶为氯代嘧啶或溴代嘧啶。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶为4,6位卤代的嘧啶化合物。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶为4,6-二氯嘧啶、2-氨基-4,6-二氯嘧啶、2-丙硫基-4,6-二氯-5-硝基嘧啶。

本实用新型提供的后处理系统可用于常规的卤代嘧啶化合物，如氯代嘧啶化合物、溴代嘧啶化合物，具体包括但不限于4,6-二氯嘧啶、2-氨基-4,6-二氯嘧啶、2-丙硫基-4,6-二氯-5-硝基嘧啶等。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶反应液进入微通道反应器15的流速为15-25mL/min。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述冷水进入微通道反应器 15的流速为20-35mL/min。

将卤代嘧啶反应液的流速控制为15-25mL/min，冷水的流速控制为 20-35mL/min，有利于使卤代嘧啶反应液中的磷酰氯以及副产物羟基磷酰氯充分水解，且还能降低水解造成的温度升温问题，从而降低卤代嘧啶的水解。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述冷水的温度为20-35℃。

由于采用微通道反应器15进行水解猝灭反应，因此，可以采用常温水进行反应，有效降低了能耗，且可以降低用水量，节约大量水资源。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述超重力萃取机构的串联级数不少于4。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述超重力萃取机构的串联级数为4-6。

本实用新型提供的后处理系统，仅需采用串联级数为4-6级的超重力离心萃取剂，就可达到充分萃取分离卤代嘧啶的效果，且萃取效率高，可明显缩短萃取时间，从而避免在萃取分离过程卤代嘧啶的水解，进一步保障卤代嘧啶的收率和纯度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，卤代嘧啶反应液和冷水在微通道反应器15中的停留时间控制为1-1.5s。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，超重力离心机中的转速控制为2300-2700rpm。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，初级超重力离心机18中的转速控制为2300-2500rpm，第2级至第N级超重力离心机的转速控制为 2600-2700rpm。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述微通道反应器15与超重力萃取机构之间还设有第一换热器16，用于对所述水解反应液进行降温。

将水解反应液进行换热降温后再进行萃取，有利于降解萃取过程中卤代嘧啶的水解，保证收率和纯度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述超重力萃取机构包括N 级串联连接的超重力离心机，其中，初级超重力离心机18设有水解液进口、水相出口和油相出口，第2级至第N级超重力离心机均设有水相进口、水相出口、油相进口和油相出口；初级超重力离心机18的水解液进口与所述第一换热器 16的出口连通，水相出口与第2级超重力离心机19的水相进口连通；第2级与第N级超重力离心机之间通过上一级超重力离心机的水相出口与下一级超重力离心机的水相进口连通，下一级超重力离心机的油相出口与上一级重力离心机的油相进口连通。

萃余水相与萃取剂采用逆流的方式进行混合，可达到最佳的萃取分离效果。实际操作过程中可通过调整萃余水相和萃取剂的进料比、混合转速、离心萃取机堰板宽度进一步提高萃取效果。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述后处理系统还包括反应油相储罐20，与初级超重力离心机18的油相出口连通。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，将反应油相储罐20和卤代嘧啶萃取相储罐26中的料液混合后，分离萃取剂和卤代嘧啶，之后进行析晶和固液分离，干燥，即可得到卤代嘧啶产品。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，将萃余废水储罐25中的废水经过回收催化剂后进行浓缩和除盐，浓缩水经处理可回用至工艺水储罐12中，节约水资源。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一换热器16为夹套式换热器或置于外部温控系统的管道换热器。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述工艺水储罐12与所述微通道反应器15之间还设有第二换热器17，用于调节进入所述微通道反应器15 的工艺水的温度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第二换热器17为夹套式换热器或置于外部温控系统的管道换热器。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述后处理系统还包括计量泵，用于输送物料并控制物料的流量。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述卤代嘧啶反应液储罐11 和微通道反应器15之间设有第一计量泵13，用于输送卤代嘧啶反应液并控制卤代嘧啶反应液进入微通道反应器15的流量。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述工艺水储罐12和第二换热器17之间设有第二计量泵14，用于输送工艺水进入第二换热器17中，并控制工艺水进入微通道反应器15的流量。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述萃取剂储罐23和第N 级超重力离心机之间设有第三计量泵24，用于输送萃取剂并控制萃取剂进入第 N级超重力离心机的流量。

综上所述，以4,6-二氯嘧啶为例，本实用新型实施例的4,6-二氯嘧啶的后处理过程为：

将卤代嘧啶反应液储罐11中的4,6-二氯嘧啶反应液通过第一计量泵13以 15mL/min的流速输送至微通道反应器15中，同时，将工艺水储罐12中的工艺水b经第二计量泵14输送至第二换热器17中，第二换热器17中的控温进水c₁控制为20℃，换热后工艺水b降温至20-35℃，然后将换热后的工艺水b以 20mL/min的流速输送至微通道反应器15中，与4,6-二氯嘧啶反应液在微通道反应器15中快速混合，停留时间控制为1.5s，混合后的水解反应液e进入第一换热器16中进行换热并保温5min，第一换热器16中通过的控温进水c₂控制为 20℃，换热后的水解反应液e进入初级超重力离心机18中，设置转速为2300rpm 进行油相和水相的分离，分离后的反应油相g进入反应油相储罐20，水相依次进入第2级超重力离心机19、第3级超重力离心机21和第4级超重力离心机 22中，转速均设置为2600rpm，同时将萃取剂储罐23中的萃取剂i经过第三计量泵24输送至第4级超重力离心机22中，然后依次进入第3级超重力离心机 21和第2级超重力离心机19中，卤代嘧啶萃取相h经第2级超重力离心机19的油相出口进入卤代嘧啶萃取相储罐26中，萃余废水j经第4级超重力离心机 22的水相出口进入萃余废水储罐25中。然后，将卤代嘧啶萃取相储罐26和反应油相储罐20中的料液合并，然后分离萃取剂和4,6-二氯嘧啶，干燥，得4,6- 二氯嘧啶产品；萃余废水j经过回收催化剂后进行浓缩和除盐，浓缩水经处理可回用至工艺水储罐12中。经处理后4,6-二氯嘧啶的回收率为99.1％，萃取油相含水量为0.17％，处理时间由原来间歇式的7h缩短为14min。

上述4,6-二氯嘧啶反应液中包括4,6-二氯嘧啶、三氯氧磷、三乙胺盐酸，萃取剂可选甲苯。

本实用新型提供的生产系统萃取效率高，萃取级数通常在4-6级就可完成反应液中卤代嘧啶化合物的充分萃取，整个水解淬灭和萃取工艺由原来间歇工艺的5-8h缩短至5-30min内即可完成，可节省30-50％的工作量，且在水解淬灭过程中可有效抑制卤代嘧啶化合物的水解，保证产品的收率和纯度，并且，相比釜式水解工艺，水解过程可直接使用常温水，用水量也可降低20-50％，不仅有利于进一步降低卤代嘧啶的水解，提高收率，还极大地节约了能耗，同时也降低了工艺废水的产生量，废水处理量小，处理能耗低。

除此之外，整个处理系统自动化程度高，全程密闭操作，有效避免了物料和操作人员的直接接触，并有效避免物料的泄露，更加符合安全生产的要求，且设备体积小，占地面积小，能有有效提高空间利用率，实现了经济效益和环保效益的共赢。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，该系统包括：

微通道反应器，所述微通道反应器的进料口分别连通卤代嘧啶反应液储罐和工艺水储罐，用于将卤代嘧啶反应液和冷水进行混合并水解以得到水解反应液；

超重力萃取机构，包括依次连接的多个超重力离心机，多个所述超重力离心机通过正向的水相通道和逆向的油相通道连通，所述超重力离心机用于将所述水解反应液分离成水相介质和油相介质，所述水相通道用于运输所述超重力离心机分离出的水相介质，所述油相通道用于运输所述超重力离心机中分离出的油相介质。

2.如权利要求1所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，多个所述超重力离心机包括依次串联连接的多个次级超重力离心机和用于连通萃取剂储罐的终极超重力离心机，靠近所述微通道反应器的所述次级超重力离心机上连通有用于容纳萃取相介质的卤代嘧啶萃取相储罐，所述终极超重力离心机上连通有用于容纳所述水相介质的萃余废水储罐。

3.如权利要求2所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，多个所述次级超重力离心机的前端还设有初级超重力离心机，用于对所述水解反应液进行初步离心分离。

4.如权利要求3所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统还包括反应油相储罐，与所述初级超重力离心机的油相出口连通。

5.如权利要求1-4任一项所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，所述微通道反应器与超重力萃取机构之间还设有第一换热器，用于对所述水解反应液进行降温。

6.如权利要求1所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，多个所述超重力离心机的个数不少于4。

7.如权利要求6所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，多个所述超重力离心机的个数为4-6。

8.如权利要求1所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，所述工艺水储罐与所述微通道反应器之间还设有第二换热器，用于调节进入所述微通道反应器的工艺水的温度。

9.如权利要求1所述的卤代嘧啶的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统还包括计量泵，用于输送物料并控制物料的流量。

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