技术领域
本实用新型属于化工领域，涉及4,6-二氯嘧啶的生产，尤其是一种生产嘧菌酯农药中间 体4,6-二氯嘧啶的反应系统。
背景技术
4,6-二氯嘧啶是合成嘧啶类化合物的重要中间体，广泛应用于医药、农药嘧啶类产品的合 成。尤其在高效、广谱农药嘧菌酯的生产中，4,6-二氯嘧啶是其中一个非常关键的中间体。
目前普遍使用的4,6-二氯嘧啶的生产工艺，是以二羟基嘧啶、三氯氧磷为原料，以三乙 胺为催化剂，以甲苯为溶剂并在一定温度下进行反应。其中催化剂三乙胺用量较大，较难回 收；原料三氯氧磷也大量过量，存在较大的安全隐患；反应结束后通过蒸馏回收部分三氯氧 磷，再经冷却、中和、水洗得到4,6-二氯嘧啶成品。该生产工艺效率较低，副产物较多，设 备腐蚀严重，三氯氧磷大量过量，具有较高的危险性，并且回收也需要能耗。
通过检索，发现如下两篇相关专利文献报道：
1、一种4,6-二氯嘧啶的制备方法(CN102746237A)，将4,6-二羟基嘧啶和三氯氧磷混合， 控温40-65℃滴加三乙胺，加毕，升温至110-120℃保温反应，至4,6-二羟基嘧啶含量低于1％ 时停止反应，将反应混合物冷却至30℃以下，控温不超过30℃滴加氢氧化钠溶液至pH为 6-6.5，然后进行水蒸气蒸馏，收集馏出液，固液分离，固体干燥，即得4,6-二氯嘧啶。
2、一种4,6-二氯嘧啶的制备方法(CN103539747A)，1)将4,6-二羟基嘧啶、三氯氧磷 和五氯化磷混合，控温50-110℃反应，直至4,6-二羟基嘧啶含量低于1％时停止反应，将反应 混合物冷却至30℃以下；或，将4,6-二羟基嘧啶和三氯氧磷混合，控温50-110℃后分批加入 五氯化磷反应，直至4,6-二羟基嘧啶含量低于1％时停止反应，将反应混合物冷却至30℃以 下；2)减压蒸馏反应混合物回收三氯氧磷；3)对步骤2)中回收三氯氧磷后的反应混合物 提纯得到4,6-二氯嘧啶。
上述两篇专利文献均公开了4,6-二氯嘧啶的制备方法，该两种方法所用的催化剂与本实 用新型申请不同，工艺步骤也不相同，并且没有涉及到4,6-二氯嘧啶的生产系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种生产效率高、绿色环保、废 水零排放的生产嘧菌酯农药中间体4,6-二氯嘧啶的反应系统。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
一种生产嘧菌酯农药中间体4,6-二氯嘧啶的反应系统，由进料系统、反应系统、分离系 统和催化剂回收系统依次连接而成，其中，进料系统包括甲苯原料罐、三氯氧磷原料罐、N,N- 二甲基苯胺原料罐，反应系统包括反应釜、粗产品储罐，分离系统包括萃取塔、浓缩釜、成 品储罐、回收甲苯储罐、水洗液储罐，催化剂回收系统包括中和釜、过滤机、副萃取塔、N,N- 二甲基苯胺储罐及废水储罐；所述甲苯原料罐、三氯氧磷原料罐、N,N-二甲基苯胺原料罐管 道分别连接反应釜的上端进料口，反应釜底端出料口管道分别连接粗产品储罐顶端进料口和 萃取塔顶端进料口，粗产品储罐底端出料口管道连接反应釜顶端进料口；萃取塔的顶端出料 口管道分别连接粗产品储罐及浓缩釜、萃取塔的底端出料口管道分别连接反应釜、中和釜及 水洗液储罐，其中水洗液储罐底端出料口管道连接反应釜顶端进料口，浓缩釜底端出料口管 道连接成品储罐顶端进料口，浓缩釜顶端设有冷凝器并管道连接回收甲苯储罐，回收甲苯储 罐底端出料口管道连接反应釜顶端进料口；中和釜底端出料口连接过滤机，过滤机液体出料 口管道连接副萃取塔顶端进料口，副萃取塔的顶端出料口连接N,N-二甲基苯胺储罐、副萃取 塔的底端出料口连废水储罐。
而且，所述反应釜、萃取塔和中和釜均内衬有搪瓷。
而且，所述反应釜上端设有冷凝回流装置，气体经冷凝器冷凝后从反应釜中部回流进入。
而且，所述N,N-二甲基苯胺储罐和粗产品储罐均设置在高于反应釜顶端的位置上。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型系统由进料、反应、分离和催化剂回收等四大系统构成，反应釜在其中既 作为反应容器，同时又作为水解、水洗容器，一釜多用，无需外加水解罐及水洗罐，设备综 合利用率高，使系统建设成本大大降低，4,6-二氯嘧啶的生产收率高达96％以上，且生产过 程污染小，原料中的催化剂、甲苯和水得到循环利用，使得工艺更绿色化。
2、本实用新型系统产生的水和浓缩蒸出的甲苯，在下一批次生产过程中三氯氧磷水解步 骤及萃取步骤分别得以再次利用，不仅很好地解决了废溶剂、废水处理难题，而且有助于产 品收率的提高。
3、本实用新型工艺是以甲苯为溶剂、N,N-二甲基苯胺为催化剂的生产工艺，并且N,N- 二甲基苯胺通过催化剂回收系统可以回收再利用，回收率在65％左右，解决了传统4,6-二氯 嘧啶生产工艺中使用三乙胺作为催化剂，三乙胺用量大、回收困难的问题，生产效率高，溶 剂、催化剂和水可重复利用，“三废”排放小，使得工艺更绿色环保。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的， 不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种生产嘧菌酯农药中间体4,6-二氯嘧啶的反应系统，参见图1，由进料系统、反应系 统、分离系统和催化剂回收系统依次连接而成。其中，进料系统包括甲苯原料罐17、三氯氧 磷原料罐16、N,N-二甲基苯胺原料罐15，反应系统包括反应釜1、冷凝器2、粗产品储罐3， 分离系统包括萃取塔4、浓缩釜5、成品储罐7、冷凝器6、回收甲苯储罐8、水洗液储罐14， 催化剂回收系统包括中和釜13、过滤机12、副萃取塔11、N,N-二甲基苯胺储罐10及废水储 罐9。所述甲苯原料罐、三氯氧磷原料罐、N,N-二甲基苯胺原料罐管道分别连接反应釜的上 端进料口，反应釜内设有温控装置，反应釜底端出料口管道设置三通阀，分别连接粗产品储 罐顶端进料口和萃取塔顶端进料口，粗产品储罐底端出料口管道连接反应釜顶端进料口；萃 取塔的顶端出料口管道分别连接粗产品储罐及浓缩釜、萃取塔的底端出料口管道分别连接反 应釜、中和釜及水洗液储罐，其中水洗液储罐底端出料口管道连接反应釜顶端进料口，浓缩 釜底端出料口管道连接成品储罐顶端进料口，浓缩釜顶端设有冷凝器并管道连接回收甲苯储 罐，回收甲苯储罐底端出料口管道连接反应釜顶端进料口；中和釜底端出料口连接过滤机， 过滤机液体出料口管道连接副萃取塔顶端进料口，副萃取塔的顶端出料口连接N,N-二甲基苯 胺储罐、副萃取塔的底端出料口连废水储罐。
所述反应釜、萃取塔和中和釜均内衬有搪瓷；反应釜上端设有冷凝回流装置，气体经冷 凝器冷凝后从反应釜中部回流进入。N,N-二甲基苯胺储罐和粗产品储罐均设置在高于反应釜 顶端的位置上，且连接反应釜的管道上设置有流量计。反应釜、萃取塔和浓缩釜出料口设置 有计量泵和三通阀。
本实用新型的工作原理为：
⑴反应：将反应物4,6-二羟基嘧啶、溶剂甲苯及反应物三氯氧磷分别按计量投入反应釜 中，升温搅拌一小时后，打开催化剂N,N-二甲基苯胺的高位储罐阀门，开始滴加N,N-二甲基 苯胺并控制滴加速率，在2～6小时内滴加完毕。滴加完毕后保温反应2～6小时，待反应釜 降至常温后向反应釜内投入一定量的溶剂甲苯，然后将反应釜内生成的粗产品释放到粗产品 储罐中。
⑵水解：向倾空的反应釜内加入一定量甲苯和水，将粗产品储罐中的粗产品滴加回反应 釜内进行水解，主要是水解反应物中未反应的三氯氧磷，滴加完毕后继续搅拌1小时。
⑶萃取：将反应釜内经过水解的物料打入萃取塔进行静置分层，上层有机相(主要是甲苯 和4,6-二氯嘧啶)打入粗产品储罐，而下层水相(主要是磷酸、盐酸和N,N-二甲基苯胺盐酸盐 的水溶液)打回反应釜，加入甲苯搅拌一小时，再打入萃取塔进行二次萃取。同样，上层有机 相打入粗产品储罐，下层水相打回反应釜，加入甲苯搅拌一小时，再打入萃取塔进行三次萃 取。上层有机相打入粗产品储罐，下层水相进入中和釜。
⑷水洗：将粗产品储罐中的粗产品打回反应釜并加入水进行水洗，水洗后直接打入萃取 塔静置分层，然后再次水洗、萃取，直至有机相的PH值达到6～7，再将萃取塔的上层有机 相通入到浓缩釜中。下层水洗液则通入到水回收罐，用于下一批次生产过程中的三氯氧磷水 解步骤。
⑸浓缩：将浓缩釜中的有机相进行浓缩脱去水和部分甲苯溶剂，使有机相中4,6-二氯嘧 啶的含量在15～30％的范围内，存放入成品罐，直接用入嘧菌酯生产过程中的醚化工艺。而 脱出的甲苯则经由冷凝器进入甲苯回收罐，该甲苯回收罐内的甲苯可用于下一批次生产过程 中的萃取步骤。
⑹催化剂回收：步骤⑶中进入中和釜的水相，采用液碱进行中和，调节PH值在6～7后， N,N-二甲基苯胺盐酸盐脱去盐酸变为N,N-二甲基苯胺，通入过滤机进行过滤，滤液通入催化 剂萃取塔，经过萃取后，上层有机相蒸馏脱水进入催化剂回收罐，从而使催化剂N,N-二甲基 苯胺得到回收再利用，下层水相则进入废水储罐。
具体应用实施例：
将230kg4,6-二羟基嘧啶、350kg甲苯和580kg三氯氧磷投入容积为4立方米的反应釜， 反应釜温度控制在62℃，开始滴加催化剂N,N-二甲基苯胺300kg以60kg/h的速率滴加完毕， 将反应釜升温至85℃保温反应5小时，然后降至室温再投入300kg甲苯，所生成的粗产品缓 存于粗产品储罐中；将800kg水和300kg甲苯投入反应釜中，打开粗产品储罐连接反应釜的 管道阀门，控制粗产品以100kg/h的速率加入反应釜，控制反应釜温度在20℃左右，使未反 应的三氯氧磷水解，投完继续搅拌1小时；粗产品由泵打入萃取塔中，静置分层；上层有机 相打入粗产品储罐，下层水相打回反应釜，投入400kg甲苯搅拌半小时后，打入萃取塔中二 次萃取，静置分层后，上层有机相打入粗产品储罐，下层水相打回反应釜，投入400kg甲苯 搅拌半小时后，打入萃取塔中三次萃取，静置分层后，上层有机相打入粗产品储罐，下层去 中和釜；粗产品储罐中的有机相打入反应釜中，并投入200kg水进行水洗，放入萃取塔静置 分层，两次水洗后pH＝6～7。水相放水洗液储罐，用于下一次生产过程的三氯氧磷水解工艺， 有机相放至浓缩釜，脱去水和部分甲苯共822kg，得到含有4,6-二氯嘧啶的甲苯溶液1154kg； 其中4,6-二氯嘧啶的含量为25.3％，打入成品罐，溶剂甲苯不需要完全脱除，醚化阶段需要 甲苯作为溶剂；中和釜中的水相加液碱中和至pH＝7～8，通入过滤机进行过滤，滤液通入副 萃取塔，静置分层后，上层油相通过精馏除去水分，得到催化剂N,N-二甲基苯胺，回收率在 65％左右，缓存于N,N-二甲基苯胺储罐；下层水相(主要是盐酸盐和磷酸盐)缓存于废水储 罐，蒸馏重新利用。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型 的保护范围。