一种4,6-二羟基嘧啶的生产系统的制作方法

本实用新型涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种4,6-二羟基嘧啶的生产系统。

背景技术：

4,6-二羟基嘧啶通常作为精细化工原料或有机合成中间体，在医药工业主要用来生产磺胺类药磺莫托辛、维生素b4、抗肿瘤药及辅助药类的中间体。现有技术中主要通过以下方法制备4,6-二羟基嘧啶：以丙二酸酯(如丙二酸二乙酯或丙二酸二甲酯等)和甲酰胺为原料，在碱金属醇钠(如甲醇钠、乙醇钠等)的作用下反应生成4,6-二羟基嘧啶钠盐，钠盐加水溶解后酸化得到4,6-二羟基嘧啶产品。上述工艺存在以下问题：(1)反应过程中会产生副产物甲酸钠和一些有色杂质，因此，得到的产品纯度不高，仅为98.5％左右，产品外观为黄色或淡黄色；(2)每生产1吨4,6-二羟基嘧啶产品将会产生10吨左右的废水，废水中含有10-15％的氯化钠，5-10％的甲酸钠，产生的废水量大，且目前的生产企业为了将废水的盐进行回收利用一般是将废水进行浓缩，得到的是氯化钠和甲酸钠的混合盐，无法实现氯化钠和甲酸钠的充分利用，含盐物质较难实现资源化利用。因此，寻找一种产品收率和纯度均较高的、并减少废水量、实现废水中钠盐的有效利用且适合于工业化生产的合成4,6-二羟基嘧啶的生产装置至关重要。

技术实现要素：

针对现有生产4,6-二羟基嘧啶的方法存在产品纯度较低，产品外观为黄色或淡黄色以及产生大量工业废水，废水中含盐物质无法有效分离实现综合利用的问题，本实用新型提供一种4,6-二羟基嘧啶的生产系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种4,6-二羟基嘧啶的生产系统，该系统包括：

反应釜，设有进料口和出料口、加热机构、真空系统和原料混匀机构，用于得到4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品的水溶液；

结晶釜，与所述反应釜的出料口连通；

第一固液分离装置，与所述结晶釜的出料口连通，用于将结晶釜内的结晶液进行固液分离得到4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体和第一母液；

第一酸化釜，与所述第一固液分离装置的出料口连通，用于将所得4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体进行酸化得到第一酸化液；

第二固液分离装置，与所述第一酸化釜的出料口连通，用于将第一酸化釜内的第一酸化液进行固液分离得到4,6-二羟基嘧啶晶体和第二母液；

第二酸化釜，与所述第一固液分离装置的出料口连通，用于将第一母液进行酸化，得到第二酸化液；以及

第三固液分离装置，与所述第二酸化釜的出料口连通，用于将所述第二酸化釜内的第二酸化液进行固液分离得到4,6-二羟基嘧啶粗品和第三母液。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述加热机构为设置在所述反应釜外部的盘管，用于循环通入加热介质给反应釜内的物料加热。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述原料混匀机构设置于所述反应釜的顶部，包括与反应釜顶部相连的电机和与电机连接的且伸入液体内部的搅拌桨组成。

作为本申请另一个实施例，所述真空冷凝冷凝系统设置于反应釜的顶部，包括与反应釜顶部相连的冷凝器和与冷凝器连通的真空泵。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述结晶釜外部设有盘管，用于循环通入温度-10～5℃的冷却介质。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述结晶釜为不锈钢材质。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述反应釜的进料口还与所述第一固液分离装置的出料口连通，用于将第一母液回套至反应釜内。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一固液分离装置和第二酸化釜之间还设有第一母液储罐，所述第一母液储罐的进料口与所述第一固液分离装置的出液口连通，所述第一母液储罐的出料口分别与所述反应釜和第二酸化釜的进料口连通。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一酸化釜的进料口还与所述第二固液分离装置的出液口连通，用于将第二母液回套至第一酸化釜内。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一固液分离装置通过第一链板输送机与所述第一酸化釜连通。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一固液分离装置为第一离心机。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第二固液分离装置的出料口处还设有第二母液储罐，所述第二母液储罐的进料口与所述第二固液分离装置的出液口连通，所述第二母液储罐的出料口与所述第一酸化釜的进料口连通。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第二固液分离装置为第二离心机。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第三固液分离装置的出料口还设有第三母液储罐，所述第二母液储罐和第三母液储罐还分别与蒸发浓缩装置连通，用于将第二母液浓缩得到氯化钠产品，并将第三母液浓缩得到甲酸钠产品。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述反应釜的进料口与所述第三固液分离装置的出料口连通，用于将得到的4,6-二羟基嘧啶粗品回套至反应釜中重新精制。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第三固液分离装置为第三离心机。

本实用新型提供的4,6-二羟基嘧啶的生产系统的有益效果在于：与现有技术相比，利用本实用新型提供的生产系统，通过结晶釜结晶，可以显著减少4,6-二羟基嘧啶产品中有色杂质以及其他杂质的含量，进而有效提高制备的4,6-二羟基嘧啶产品的纯度，制备得到纯度大于99.5％的外观为白色的4,6-二羟基嘧啶产品。且经过结晶釜结晶后，4,6-二羟基嘧啶钠盐以水合物的形式结晶析出，因此，还可以减少第一母液的产生量，进而可以减少第一母液酸化所用的酸量，从而酸化产生的废水量也就少，因此，使得整个系统的废水处理量明显减少，处理能耗低。同时，得到的第二母液中仅含氯化钠，第三母液中仅含甲酸钠，实现了废水中氯化钠和甲酸钠的分离，解决了现有技术中很难得到单一盐副产品的问题，有利于实现副产盐的综合利用，提高经济效益。

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4,6-二羟基嘧啶生产系统的设备连接示意图；

其中，11-反应釜，12-第一输料泵，13-真空冷凝系统，14-结晶釜，15-第一固液分离装置，16-第一链板输送机，17-第一母液储罐，18-第一酸化釜，19-第二固液分离装置，20-第二链板输送机，21-第二母液储罐，22-第二输料泵，23-第三输料泵，24-第二酸化釜，25-第三固液分离装置，26-第三链板输送机，27-第三母液储罐，28-第四输料泵；

a-盐酸，b-水，c-甲酸，d-4,6-二羟基嘧啶产品，e-第二母液，f-第三母液。

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4,6-二羟基嘧啶的生产系统进行说明。

一种4,6-二羟基嘧啶的生产系统，该系统包括：

反应釜11，设有进料口和出料口、加热机构、真空冷凝系统13和原料混匀机构，用于得到4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品的水溶液；

结晶釜14，与反应釜11的出料口连通；

第一固液分离装置15，与结晶釜14的出料口连通，用于将结晶釜14内的结晶液进行固液分离得到4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体和第一母液；

第一酸化釜18，与所述第一固液分离装置15的出料口连通，用于将所得4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体进行酸化得到第一酸化液；

第二固液分离装置19，与所述第一酸化釜18的出料口连通，用于将第一酸化釜18内的第一酸化液分离得到4,6-二羟基嘧啶晶体和第二母液；

第二酸化釜24，与所述第一固液分离装置15的出料口连通，用于将第一母液进行酸化，得到第二酸化液；以及

第三固液分离装置25，与所述第二酸化釜24的出料口连通，用于将所述第二酸化釜24内的第二酸化液进行固液分离，得到4,6-二羟基嘧啶粗品和第三母液。

4,6-二羟基嘧啶生产过程大致为：将反应原料在反应釜11内进行反应，反应结束后脱除反应体系内的溶剂，得到4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品，然后加入水溶解4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品，得到4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品水溶液；将4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品水溶液输送至结晶釜14内于-10～5℃降温结晶，将结晶液输送至第一固液分离装置15进行分离，得到4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体和第一母液；将4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体和第一母液分别进行酸化处理：4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体输送至第一酸化釜18中用盐酸进行酸化，经第二固液分离装置19分离，得到4,6-二羟基嘧啶产品和第二母液；第一母液输送至第二酸化釜24中用甲酸进行酸化，经第三固液分离装置25分离，得4,6-二羟基嘧啶和第三母液；其中第二母液只含氯化钠，第三母液只含甲酸钠。

本实用新型提供的4,6-二羟基嘧啶的生产系统，与现有技术相比，通过结晶釜将制备得到的4,6-二羟基钠盐粗品结晶后再进行酸化，可以显著减少4,6-二羟基嘧啶产品中有色杂质以及其他杂质的含量，进而有效提高制备的4,6-二羟基嘧啶产品的纯度，从而制备得到纯度大于99.5％的外观为白色的4,6-二羟基嘧啶产品；且经过结晶釜结晶后，4,6-二羟基嘧啶钠盐以水合物的形式结晶析出，因此，还可以减少第一母液的产生量，进而可以减少第一母液酸化所用的酸量，从而酸化产生的废水量也就少，因此，使得整个系统的废水处理量明显减少，处理能耗低。同时，通过在结晶釜后设置第一固液分离装置，分离得到4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体和第一母液；然后将4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体输送至第一酸化釜酸化，固液分离得到第二母液；将第一母液输送至第二酸化釜酸化，固液分离得到第三母液，得到的第二母液中仅含氯化钠，第三母液中仅含甲酸钠，实现了废水中氯化钠和甲酸钠的分离，解决了现有技术中很难得到单一盐副产品的问题，有利于实现副产盐的综合利用，提高经济效益。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述加热机构为设置在所述反应釜11外部的盘管，用于循环通入加热介质给反应釜内的物料加热。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述原料混匀机构设置于所述反应釜的顶部，包括与反应釜顶部相连的电机和与电机连接的且伸入液体内部的搅拌桨组成。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述真空冷凝冷凝系统13设置于反应釜11的顶部，包括与反应釜11顶部相连的冷凝器和与冷凝器连通的真空泵。

反应釜11不仅用于使丙二酸二甲酯、甲酰胺和甲醇钠原料反应得到4,6-二羟基钠盐，反应结束后还可通过反应釜11顶部设置的真空冷凝系统13脱除反应结束后体系中的溶剂。在反应结束后通过反应釜11的加热机构继续加热并通过真空冷凝系统13脱除溶剂，得到4,6-二羟基钠盐粗品，然后向反应釜11内加入水溶解4,6-二羟基钠盐粗品，得到4,6-二羟基钠盐粗品的水溶液。

反应釜11内设置的原料混匀机构不仅有利于使反应原料(丙二酸二甲酯、甲酰胺和甲醇钠)混合均匀，使得反应充分进行，同时，在脱除溶剂时还有利于溶剂的充分快速去除，还有利于4,6-二羟基钠盐粗品与水快速混合均匀，提高生产节奏。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述结晶釜14外部设有盘管，用于循环通入温度-10～5℃的冷却介质。

在结晶釜14内进行降温结晶可以使体系中4,6-二羟基嘧啶钠盐充分结晶析出，并使4,6-二羟基嘧啶钠盐与甲酸钠和有色杂质得到有效分离；同时，析出的4,6-二羟基嘧啶钠盐为水合物，-10～5℃的条件下结晶，可以使尽量多的水合4，6-二羟基嘧啶析出，从而有利于降低产生的第一母液的量，进而降低酸化时酸的用量，并降低第一母液酸化产生的4,6-二羟基嘧啶粗品的含量，以及降低后续浓缩处理的时间。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述结晶釜14为不锈钢材质。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述反应釜11的进料口还与所述第一固液分离装置15的出液口连通，用于将第一母液回套至反应釜11内。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一固液分离装置15和第二酸化釜24之间还设有第一母液储罐17，所述第一母液储罐17的进料口与所述第一固液分离装置15的出液口连通，所述第一母液储罐17的出料口分别与所述反应釜11和第二酸化釜24的进料口连通。

将第一母液部分回套至反应釜11中，剩余部分再进入第二酸化釜24酸化，可降低第一母液酸化时甲酸的用量，循环套用多次系统平衡时剩余的第一母液为甲酸钠饱和溶液，因此，可以缩短后续第一母液的浓缩时间以及浓缩产生的废水，经过浓缩得到含量在98％以上的甲酸钠产品，且还可以减少溶解所述4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品的用水量，节约水资源。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一酸化釜18的进料口还与所述第二固液分离装置19的出液口连通，用于将第二母液e回套至第一酸化釜18内。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第二固液分离装置19的出料口处还设有第二母液储罐21，所述第二母液储罐21的进料口与所述第二固液分离装置19的出液口连通，所述第二母液储罐21的出料口与所述第一酸化釜18的进料口连通。

将第二母液e部分回套至第一酸化釜18中，循环套用多次后，剩余的第二母液e为氯化钠的饱和溶液，因此，可以缩短后续第二母液的浓缩时间以及浓缩产生的废水，经浓缩可得到含量在99％以上的氯化钠产品，将第二母液e回套使用还可以减少第一酸化釜18酸化时的用水量，节约水资源。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一固液分离装置15的固体出料口通过第一链板输送机16与所述第一酸化釜18的进料口连通。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一固液分离装置15为第一离心机。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第二固液分离装置19为第二离心机。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第三固液分离装置25的出料口还设有第三母液储罐27，所述第二母液储罐21和第三母液储罐27还分别与蒸发浓缩装置连通，用于将第二母液浓缩得到氯化钠产品，并将第三母液浓缩得到甲酸钠产品。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述反应釜11的进料口与所述第三固液分离装置25的固体出料口连通，用于将得到的4,6-二羟基嘧啶粗品回套至反应釜11中重新精制。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述反应釜11的进料口通过第三链板输送机26与所述第三固液分离装置25的固体出料口连通。

将第三母液f酸化分离得到的4,6-二羟基嘧啶粗品回套至反应釜11中重新精制，可以最大限度地减少4,6-二羟基嘧啶的损失，提高4,6-二羟基嘧啶产品的收率。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第三固液分离装置25为第三离心机。

综上所述，本实用新型实施例的4,6-二羟基嘧啶的合成过程为：

向反应釜11外部设置的盘管内通入加热介质，将反应釜11预热至反应温度，然后将丙二酸二甲酯、甲酰胺和甲醇钠按比例加入反应釜11中，开启搅拌和真空泵，于0.03-0.45mpa条件下保压反应2h，然后开启冷凝器，施加0.05～0.09mpa的负压，脱除体系的溶剂，得到4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品，向反应釜11中加入水溶解4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品，得到4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品水溶液。向结晶釜14外部设置的盘管内通入-10～5℃的冷却介质，启动第一输料泵12，将4,6-二羟基嘧啶钠盐粗品水溶液送至结晶釜14中，搅拌结晶0.5～1.5h，然后将结晶釜14中的结晶液输送至第一离心机15中，离心分离得到4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体和第一母液。启动第一链板输送机16，将得到的4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体送至第一酸化釜18中，向第一酸化釜18中加入盐酸a和水b，搅拌酸化至ph＝3.5～4.5，然后将第一酸化釜18中的第一酸化液输送至第二离心机19中，离心分离，得到4,6-二羟基嘧啶晶体和第二母液e，将得到的4,6-二羟基嘧啶晶体通过第二链板输送机20输送至干燥工序，得到白色4,6-二羟基嘧啶产品d。部分第二母液e通过第二输料泵22回套至第一酸化釜18中，系统平衡时剩余第二母液e为饱和氯化钠溶液，将其输送至浓缩工序，经蒸发浓缩，得纯度大于99％的氯化钠产品。

部分第一母液经第三输料泵23输送至反应釜11中，剩余第一母液则进入第二酸化釜24中，加入甲酸酸化ph＝3.5～4.5，然后将第二酸化釜24中的第二酸化液输送至第三离心机25中，离心分离，得到4,6-二羟基嘧啶粗品和第三母液f。4,6-二羟基嘧啶粗品通过第三链板输送机26输送至反应釜11中重新精制，系统平衡时第三母液为饱和甲酸钠溶液，通过第四输料泵28将其输送至蒸发浓缩工序，得到纯度高于98％的甲酸钠产品。

本实用新型提供的生产系统，由于加入了结晶釜，将制备得到的4,6-二羟基钠盐粗品结晶后再进行酸化，显著减少了4,6-二羟基嘧啶产品中有色杂质以及其他杂质的含量，进而有效提高了制备的4,6-二羟基嘧啶产品的纯度，制备得到了纯度大于99.5％的外观为白色的4,6-二羟基嘧啶产品。将酸化分离得到的4,6-二羟基嘧啶粗品返回到反应釜中重新进行精制，可以最大限度地减少4,6-二羟基嘧啶的损失，使产品收率达到93～95％。通过在结晶釜后设置第一固液分离装置，分离得到4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体和第一母液，然后将4,6-二羟基嘧啶钠盐晶体输送至第一酸化釜酸化，固液分离得到含氯化钠的母液，将第一母液输送至第二酸化釜酸化，固液分离得到只含甲酸钠的母液，实现了含氯化钠废水和甲酸钠废水的分离，经后续浓缩得到了含量99％以上的氯化钠和含量98％以上的甲酸钠的副产品。将产生的第一母液和第二母液部分回套，不但可以减少后续蒸发浓缩的时间，还可以减少用水量，并降低系统废水的处理量。

整个生产系统产生的仅有蒸发浓缩装置产生的废水，且废水处理量小，处理能耗低，实现了4,6-二羟基嘧啶的清洁生产，而且还实现了氯化钠和甲酸钠的有效分离，不产生混合盐，解决了4,6-二羟基嘧啶生产过程中副产物盐处理难度大，很难得到单一盐副产品的问题，实现了副产盐的综合利用和清洁生产，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。