年产500吨盐酸二甲双胍的工艺工段设计

华北科技学院毕业设计

基本趋势是：二甲双胍销售维持稳定，磺硫脲类药物开始出现衰退迹象，噻唑烷二酮类药物及餐后血糖调节剂份额迅速扩大，α-糖苷酶抑制剂仍处于上升期。这种趋势和国外基本类似。二甲双胍虽然是老药，但用药数量仍在上升，二甲双胍2003年的用药量比2002年增长了2.0%，虽然绝对值不高,但考虑到基数值很大,这一增长率已很可观。但由于生产厂家的增多，竞争激烈导致的价格降低，二甲双胍的用药金额维持不变。开发二甲双胍的新剂型以及复方药物是扩大该产品份额的最主要的方法，应引起国内企业足够的重视。

1.4 选题的意义

由于盐酸二甲双胍的药理作用显著，为国内应用较多的降糖药,但该化合物生产收率不高,后处理亦较困难。本文通过双氰胺、盐酸二甲胺反应合成盐酸二甲双胍,通过调节反应物的配料比、控制反应温度、选取适当的溶剂提高产品的产量和质量,产品的收率达到93. 2%。通过研究盐酸二甲双胍的合成原理和生产工艺过程，设计出完整的生产工艺流程，包括物料衡算，能量衡算，主要设备的设计和选择等。

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年产500吨盐酸二甲双胍的工艺工段设计

2生产工艺

2.1 设计任务及内容

本设计的任务是设计出年产500吨盐酸二甲双胍的生产工段，采用现在普遍使用的湿法进行生产。

本设计的主要内容有：工艺流程设计、物料恒算、和热量恒算、主要设备的设计及附属设备的计算及选型，绘制标准带控制点的工艺流程图、车间平面布置图、主要设备图。最后对整个车间的投资和成本进行预算和经济评价。

2.2 生产工艺

盐酸二甲双胍的传统制备方法是以双氰胺与盐酸二甲胺为原料，环己醇或异戊醇作溶剂进行加成反应，产率一般在82%左右。

熔融反应法是符合绿色化学要求的理想合成,它是在无溶剂存在的化学环境下固态物质在加热熔融的状态下进行化学反应的方法。此法与溶剂法比,既不需要使用有毒有害的溶剂,又不用考虑溶剂回收、废物处理等问题,能从源头上消除污染物排放,且工艺过程简单、所需设备少、产率高、成本低、无爆炸性,某些反应还具有立体选择性。但由于固固反应对搅拌有较大阻力，并且反应激烈放热难以控制，目前还没有厂家使用干法生产盐酸二甲双胍。

本设计采用湿法来生产盐酸二甲双胍，以双氰胺和盐酸二甲胺作为起始原料，以环己醇为溶剂，在酸性条件下进行缩合、经过脱色、精制结晶、干燥、回收二甲双胍和乙醇等化学、物理过程生产盐酸二甲双胍产品。

本设计主要分为两个阶段:粗制工段和精制工段。其中精制工段又分为脱色工序、结晶工序和干燥工序。

化学反应方程式为：

H3C H NH2 H2N H CH3 NH HCl + N C N N HCl H3C N C NH CH3 NH NH

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2.3 生产工艺流程确定

2.3.1 生产工艺流程

双氰胺、盐酸二甲胺的环己醇溶液—缩合—精制—粗品回收—乙醇重结晶—干燥—盐酸二甲双胍 2.3.2 工艺流程图

环己醇 双氰胺 缩合反应罐 缩合 离心机 盐酸二甲胺 废碳 、 活性炭 精制结晶器 脱色罐 乙醇 脱色 乙醇 离心机 干燥机 盐酸二甲双胍成品

2.4 工艺过程说明

2.4.1 粗制阶段

配料比为n(二甲胺)∶n(双氰胺)=1.0∶1.1。将盐酸二甲胺溶液加入反应釜内,再加入环己醇,体积大小为双氰胺固体重量的两倍。投入双氰胺,升温并开始搅拌至120℃，反应物全部溶解。在130℃以上开始回流。搅拌约进行1h之后，开始有针状晶体出现。反应开始,停止加热,以内盘管冷却水降温,控制反应温度在145℃～150℃,出现结晶后保持继

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续反应1h,停止搅拌，降温至130℃，晶浆从出料口排出，进入离心机甩干后用无水乙醇洗涤，甩干，得到粗品盐酸二甲双胍，物料进入精制工段。 2.4.2 精制阶段 2.4.2.1 脱色工序

按照盐酸二甲双胍粗品重量的两倍大小的体积加入78%的乙醇溶液，升温至75~82℃。检查是否全溶。如有不溶，则加入纯水直至全溶。全溶后加入活性炭，回流保温脱色15——25min，然后保持75——82℃压料，保证滤液全部进入结晶罐。 2.4.2.2 精制结晶工序（结晶釜）

滤液进入结晶罐后，开循环水降温，降温过程要进行控制降温，每10分钟降低1℃，同时变频搅拌控制转速在20-35转/min之间，降温至-10℃以下，离心甩料，脱离的母液进入回收工序。固体用无水乙醇洗料。物料进入干燥工序。 2.4.2.3 干燥工序（真空干燥机）

检查干燥机内（已经清洁过的）真空管、滤套是否紧固好，人孔盖必须紧固到位，扒松吸滤桶内的湿品，套好进料管，打开干燥机真空阀、进料阀，将湿品全部抽入干燥机，关闭进料阀，卸下进料管； 打开干燥机夹套蒸汽进、回阀，开启干燥机转动开关，控制夹套蒸汽压力0.1Mpa、内温35-70℃、真空度-0.02—-0.09MPa，转动干燥2-2.5小时，每半小时记录一次参数； 停止干燥机转动，关闭夹套蒸汽进、回阀，5分钟后打开夹套冷却水进、回阀，冷却至内温40℃以下，关闭真空阀、冷却水进、回阀，缓慢打开进料阀放空压力，打开人孔盖，将干品放入储料桶； 清洁干燥机内壁，拆洗真空管滤套，洗净后装好，关闭人孔盖、进料阀以备下次干燥用；

得到合格的盐酸二甲双胍晶体。熔点达到欧美标准223~226℃，双氰胺的含量低于0.001%，结晶堆密度≧0.75，振实密度≧0.9.

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