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

含水量为3%，即51.63Kg

进行完全脱水即干燥失重为51.63Kg

因为流化床的排空系统和机器本身造成的损耗一般为：0.16%～0.18%，本次设计取0.150%，所以损耗量为：1720.875×0.150%=2.60Kg。 则成品量为1666.645Kg（符合设计要求） 综合以上计算，得： 进料1：

来自于离心机，

湿品盐酸二甲双胍=1720.875kg。 出料2：

得到成品=1666.645Kg。

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年产500吨盐酸二甲双胍的工艺工段设计

4 能量衡算

4.1 反应罐能量衡算

该反应是开始于130℃的放热反应，因此，有三个热量衡算过程。一个是将物料加热至130℃的过程；一个是反应过程，需要冷却降温，将温度控制在130——145℃；一个是降温过程，需要将反应罐内温度降低到130℃。 4.1.1 比热容的计算

（一）经《化学基础数据手册》可查得环己醇的比热容，见下表 （二）盐酸二甲胺与双氰胺比热容的计算

大多数液体的比热容在1.7～2.5KJ/(kg.℃)之间，少数液体例外，如液氨与水的比热容比较大，在4左右；而汞和液体金属的比热容比较小。

液体比热容一般与压强无关，随温度上升而稍有增大。

作为溶液比热容的近似计算，可先求出固体的比热容，再按下式计算 C=CS a + (1-a)

式中 C-----溶液的比热容KJ/(Kg.℃); CS----固体的比热容KJ/(Kg.℃);

a-----溶液中固体的质量分数。

对于绝大多数有机化合物，其比热容可利用基团法求得。

盐酸二甲胺中有2个甲基，两个C—N键;双氰胺有一个两个C—N键，一个C—N双键，一个C—N三键，一个N—H键；二甲双胍有四个C—N键，两个C—N双键，两个甲基，三个C—N键，一个-NH2.

可根据基团法公式:CPL/R=?niai?(?nibi)数据，求得三个物质的比热容。

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TT2?(?nidi)()以及下表所列出的100100华北科技学院毕业设计

表1 三个不同物质的比热容表

—CH3

CH3—NH—CH3 N(H)(C)(N) N—CH3 N—(C2)N —CN

ai

4.19845 -8.47943 2.91150 9.76972 -2.83275 -1.00435

bi/K?1

-0.312709 13.7293 2.65501 -0.787001 6.32687 4.62053

di/K?2

0.178609 -2.83967 -0.604121 0.0290844 -1.33894 -0.65983

经以上式子可求得所需比热容（KJ/Kg℃）

表2 不同温度下的比热容（KJ/Kg℃）

名称 Cp 20℃ 2.15 3.04 2.07

1.96

130℃ 2.20 3.42 2.17 2.34

145℃ 3.14 3.16

环己醇 盐酸二甲胺 双氰胺 盐酸二甲双胍 4.1.2 能量衡算

4.1.2.1加热过程的热量衡算

Q1、t1 Q2、t2 反应罐 Q3 反应罐 Q4、t4 t3 t5 Q5

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反应罐能量衡算可表示如下式：

Q1+Q2=Q4+Q3+Q5

Q1-----盐酸二甲胺和双氰胺以及环己醇带入设备的热量KJ； Q2------水蒸气带入设备的热量KJ； Q3-------物料从t1到t2所吸收的热量KJ； Q4------水蒸气带出设备的热量KJ； Q5------设备向环境散失的热量KJ；

t1------盐酸二甲双胍与双氰胺、环己醇进入设备的温度℃，t1=20℃；

t2------水蒸气的原本的温度℃，t2=180℃； t3------加热前反应罐中温度℃，t3=20℃； t4------水蒸气出设备时的温度℃，t4=130℃； t4------加热后反应罐的温度℃，t4=130℃； 1. Q1

Q1可用下式计算 Q1=∑mct KJ;

式中 m---输入设备的物料质量Kg； c---物料的平均比热容KJ/Kg℃; t---物料的温度℃； 利用（1）Q1=∑mct [1131.687Kg×

KJ/Kg℃+2177.91Kg×2.15KJ/Kg℃]×20℃=2.012×105KJ 2、Q2

Q2=(1131.687Kg× 2.17KJ/Kg℃+998.602Kg×3.42 KJ/Kg℃+2177.91Kg×2.20KJ/Kg℃) ×130℃-(1131.687Kg× 2.07KJ/Kg℃+998.602Kg×3.04 KJ/Kg℃+2177.91Kg×2.15KJ/Kg℃) ×20℃=1.1185×106 KJ 3、Q3

由《手册》得，水的比热容是4.2KJ/Kg℃

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2.17KJ/Kg℃+998.602Kg×3.04