聚合反应复习题
聚合反应工程习题

习题若每天处理5 吨A,A 的分子量为65,C A0=1.0 kmol/m3,转化率为0.70,辅助操作时间30min,求所需反应器体积(间歇操作,反应器的装料系数φ=0.8)。
上述反应如在1-CSTR 中进行,当C A0=0.8 K mol/m3,进料速率F A=1 kmol/h,转化率χA=0.70 时,所需反应器的有效容积为多大?2.均相气相反应,在185℃和490.5KPa(绝压)下按照A→3P 在-PFR 中进行,已知该反应在此条件下的动力学方程:(-r )= 0.01C 0.5 , [mol/l·s]A A当向进料中充入50%惰性气体时,求A 的转化率为80%时所需要得时间。
3.在管式反应器中进行某一均相液相反应,反应是在等温下按A+B→R 的二级反应进行,根据BR 的实验可知,在此温度下的反应速率常数K=120 m3/k mol·h,在管子的入口处,将A、B 二液分别以0.075m3/h 和0.025m3/h 的流量同时供料,A 液中含A组分为2.5 K mol/m3,B 液中含B 组分为7.5 K mol/m3,求A 组分的转化率达90%时所需的管长。
(管子内径为3cm)4.在有效容积为4 m3 的1-CSTR 内进行某均相一级反应,在某流量下,转化率达70%,如果流量不变,采用有效容积为1m3 的4-CSTR 串联操作,其转化率是多少?如采用有效容积为1m3 的8-CSTR,转化率又是多少?5.某液相均相反应A+B→P,在BR 中等温下进行,反应速率-r A=KC A C B,式中K=5×10-3l/mol·s,反应物的初始浓度C A0=C B0=2mol/l,要求A 的转化率X A=0.90,A 物料的平均处理量F A0=240mol/min,若将此反应移到一个管内径为125mm 的理想管式反应器中进行,假定反应温度不变,且处理量与所要求达到的转化率均与BR 相同,求所需管式反应器长度。
聚合工艺作业2.2018.11

危险化学品安全作业聚合工艺作业(复训)复习题2[判断题] 1、装置区域地沟淤泥属于危险废物。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 2、引起物质自然的最低温度成为自燃点。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 3、聚合反应过程中,氢气加入多少仅仅影晌聚合物的分子量,对聚合反应并无影晌。
(1.0分)A 对B 错正确答案:B[判断题] 4、有关危险化学品单位可以为危险化学品事故应急救援提供技术指导和必要的协助。
(1.0分)A 对B 错正确答案:B[判断题] 5、反应系统需要泄压等操作时,液力透平可以继续运行。
(1.0分)A 对B 错正确答案:B[判断题] 6、进行液压、气压试验的设备,出现漏点能够带压堵漏。
(1.0分)A 对B 错正确答案:B[判断题] 7、橡胶制品业属于职业病危害严重的行业。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 8、装置试漏时,检查人员在检验部位喷涂肥皂液或其它检漏液,检查是否有气泡出现。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 9、燃点是火源接近可燃物质能够使其着火的最高温度。
(1.0分)A 对B 错正确答案:B[判断题] 10、硫化氢溶于水后形成的氢硫酸是强酸(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 11、氮氧化物主要来自于石化燃料的燃烧。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 12、液化气是一种易燃、易爆、不易压缩的气体。
(1.0分)A 对B 错正确答案:B[判断题] 13、废催化剂属于危险废物。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 14、一般惰气置换用二氧化碳、水蒸汽和氮气。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 15、油罐着火后一般在发生突沸前数分钟,油罐会有剧烈振动、发出强烈嘶哑声音。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 16、防治固废物污染应力求使固废物减量化、无害化、资源化。
(1.0分)A 对B 错正确答案:A[判断题] 17、建设项目职业卫生“三同时”工作可以与安全设施“三同时”工作一并进行。
聚合物化学反应

聚合物化学反应习题1、聚合物化学反应浩繁,如何考虑合理分类,便于学习和研究? 答:聚合物化学反应主要有以下三种基本类型。
① 相对分子质量基本不变的反应,通常称为相似转变。
高相对分子质量的母体聚合物,在缓和的条件下,使基团转化为另一种基团,或把另一种基团引到分子链上,这种反应往往仅适用于分子链不含弱键的聚合物。
② 相对分子质量变大的反应,如交联、接枝、嵌段、扩链等。
③ 相对分子质量变小的反应,如解聚、无规断链、侧基和低分子物的脱除等。
2、聚集态对聚合物化学反应影响的核心问题是什么?举一例来说明促使反应顺利进行的措施。
答:核心问题是化学试剂与不同聚集态聚合物的接触反应前的扩散速率不同。
对于部分结晶聚合物,低分子反应物很难扩散入晶区,反应局限在无定形区内进行。
无定形聚合物处于玻璃态时,链段被冻结,也不利于低分子的扩散,最好在玻璃化温度以上或处于溶胀状态进行反应。
例如苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物是离子交换树脂的母体,须预先用适当溶剂溶胀,才易进行后续的磺化或氯甲基化反应。
聚合物如能预先配置成均相溶液,而后进行化学反应,则可消除聚集态方面的影响,但须注意生成物的熔解状况。
3、几率效应和邻近集团效应对聚合物基团反应有什么影响?各举一例说明。
答:几率效应是指,高分子链上的相邻基团做无规成对反应时,中间往往留有孤立基团,最高转化率受到几率的限制,称为几率效应。
例如聚氯乙烯与锌粉的反应,环化率只有86.5%。
高分子链上的邻近基团,包括反应后的基团都可以改变未反应基团的活性,这种影响称为邻近基团效应。
例如聚(甲基丙烯酸对-硝基苯基酯—co —丙烯酸)共聚物的水解反应。
在中性介质中,高水解速率是由邻位羧基的参与引起的。
羧基在形成负离子后,进攻邻近的酯基,形成酸酐,从而加速水解。
4、(略)CH 2CH 2CH Cl Cl CH CH 2Cl CH CH 2Cl CH CH 2Cl CH Zn CHCH 2CH CH 2CH ClCH 2CH CH CH 2CH 2CH 2 C CH 2 CHCH 3CO O CO COOCO CH 32 C CH 2 CHOCO O CO CH 3CH 2 C CH 2 CH5、从醋酸乙烯酯到维尼纶纤维,需要经过哪些反应?写出反应式、要点和关键。
聚合物流变学复习题参考答案

聚合物流变学复习题一、名词解释(任选5小题,每小题2分,共10分):1、蠕变:在一定温度下,固定应力,观察应变随时间增大的现象。
应力松弛:在温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛:在一定温度下,固定应变,观察应力随时间衰减的现象。
2、时-温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT 将 某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂:聚合物熔体在高剪切速率时,液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动,引起液流破坏的现象。
挤出胀大:对粘弹性聚合物熔体流出管口时,液流直径增大膨胀的现象。
4、熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体:凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体:服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体:流动很慢时,剪切粘度保持为常数,而随剪切速率或剪切应力的增大,粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体:剪切速率超过某一个临界值后,剪切粘度随剪切速率增大而增大,呈剪切变稠效应,流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能:在流动过程中,流动单元(即链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞:假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度(即在切变速率很高时对应的粘度)。
9、断裂韧性K 1C :表征材料阻止裂纹扩展的能力,是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标,s b C E c K γπσ21==,其中,σ b 为脆性材料的拉伸强度;C 为半裂纹长度;E 为材料的弹性模量;s γ为单位表面的表面能。
10、拉伸流动:当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
或拉伸流动:质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。
聚合反应工程基础期末试卷

北方民族大学学年度第二学期本科《聚合反应工程基础》期末模拟试卷一、名词解释(15%)1、容积效率2、返混3、打漩现象4、流况5、非牛顿流体二、填空题(30%)1、搅拌聚合釜内流体流动有两种流况,分别是和。
2、停留时间分布测定是应用“刺激-感应”技术,它的方法有两种,分别是和。
3,按反应物料的相态反应器分为和4、化学反应基础的三传一反是指,,和5、采用油溶性引发剂的非均相聚合反应指的是聚合6,循环流动从在三种典型流况,和7,主要的传热装置有,,和8,搅拌器按桨叶构型可分为,,和9,反应器具有热稳定性必须满足的条件1 2 310 ,非牛顿流体流变性的测量方法:一二三四。
11,放大方法有两类一类是数模放大一类是。
三、简答题(30%)1、什么是返混?简述造成反应器内流体返混的主要原因?(4分)2、连续流动反应器内流体的两种理想型态是什么?它们各自有何特点?(6分)4、工业上的搅拌釜选用搅拌器有何要求?简述不同工艺操作过程选用搅拌器的原则?搅拌器反应器的作用?(10分)5、简述对零级反应,对一级反应,二级反应容积效率四、计算题(10%)1、在间歇釜式反应器中,己二酸与己二醇以等摩尔比,在343°K时进行缩聚反应生产醇酸树脂,以H2SO4为催化剂,由实验测得反应的动力学方程式为:式中r A为以己二酸作着眼组分的反应速率。
若每天处理2400kg己二酸,己二酸的转化率为80%,每批操作的辅助时间t=1hr,试计算反应器的容积,装料系数取φ=0.75。
(10分)五、设计题(15%)根据所学聚合物反应工程基础课的知识,设计一个搅拌釜反应装置(要求:设计需要全面考虑装置的实际操作意义,提供出合理的设计方案,计算依据,预期效果,字数不少于400)。
关于聚合反应

[
CH
CH2
]n
四、聚氯乙烯
聚氯乙烯是聚氯乙烯塑料(PVC)的主要成 分,由于添加剂中含有毒成分,所以,聚 氯乙烯塑料不能用来包装食品。点燃时, 有刺激性气味。 氯乙烯是合成聚氯乙烯的单体,它的结构简 式可以是:CHCl=CH2 也可以是:CH=CH2 所以后面写聚氯乙 烯时,写成哪种也 Cl 可以。
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六、异戊橡胶
橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两类,天然 橡胶就是异戊橡胶,合成橡胶中也有异戊 橡胶。异戊橡胶就是用异戊二烯作单体加 聚成的。 分子中含有两个碳碳双键的烯烃叫做二烯烃 两个碳碳双键紧相邻的叫做累积二烯烃, 一般不稳定;两个碳碳双键相隔一个以上 碳碳单键的叫做孤立二烯烃,性质与单烯 烃相同;两个碳碳双键相隔一个碳碳单键 的叫做共轭二烯烃,是一类重要的二烯烃, 也是合成橡胶的主要成分。
HO – CH2 – CH2 – OH
对苯二甲酸:
O O
乙二醇:
C
OH H OCH2 — CH2O
HO
[
C–
]
n
H
聚对苯二甲酸乙二醇酯 (涤纶) 同时生成 2n mol H2O
缩聚产物回找单体较难,先要 看出是哪一类缩聚产物,再要 知道缩去的小分子是什么,还 要能够看出应该切断分子链中 的哪条键,最后还得知道怎么 往回补。所以,在这里就暂时 不谈了。 全文完
[ CH2
CH
CH
CH2 ] n
1, 顺丁橡胶 3 –丁二烯 自己可以倒回去了吧?
* 练习
下面是丁苯橡胶的结构简式,试找出其单体。
[ CH
CH2
CH2
CH
CH
CH2
]n
苯乙烯
1,3 – 丁二烯
聚合反应工程基础课后习题答案

聚合反应工程基础课后习题答案聚合反应工程基础课后习题是学生在学习课程过程中用来巩固所学知识的重要环节。
通过完成习题,学生可以检验自己对知识点的掌握程度,及时发现和纠正错误,提高学习效果。
下面是聚合反应工程基础课后习题的答案。
1. 考虑以下聚合反应的机理:A +B -> ABAB + C -> ABCABC + D -> ABCD请回答以下问题:a) 这个反应的总反应方程是什么?b) 这个反应的反应级数是什么?c) 这个反应的速率方程是什么?d) 如果初始浓度为[A]₀、[B]₀、[C]₀和[D]₀,那么在任意时刻t,聚合物的浓度是多少?答案:a) 总反应方程是A + B + C + D -> ABCDb) 反应级数是4c) 速率方程是v = k[A][B][C][D]d) 在任意时刻t,聚合物的浓度是[A]₀ - [A]t,[B]₀ - [B]t,[C]₀ - [C]t 和[D]₀ - [D]t。
2. 一个聚合反应的速率方程是v = k[A][B]^2,其中k为速率常数。
如果初始浓度为[A]₀和[B]₀,那么在任意时刻t,[B]的浓度是多少?答案:根据速率方程可知v = k[A][B]^2,将其变形为d[B]/dt = -2k[B]^2,然后分离变量并积分,得到∫[B]₀^t d[B]/[B]^2 = -2k∫0^t dt。
将其求解,得到[ B]t = 1/([B]₀ - 2kt)。
3. 考虑以下聚合反应的机理:A +B -> AB (快速平衡)AB + C -> ABC (慢速平衡)ABC + D -> ABCD (快速平衡)请回答以下问题:a) 这个反应的总反应方程是什么?b) 这个反应的反应级数是什么?c) 这个反应的速率方程是什么?d) 如果初始浓度为[A]₀、[B]₀、[C]₀和[D]₀,那么在任意时刻t,聚合物的浓度是多少?答案:a) 总反应方程是A + B + C + D -> ABCDb) 反应级数是4c) 速率方程是v = k[A][B][C][D]/([AB][ABC])d) 在任意时刻t,聚合物的浓度是[A]₀ - [A]t,[B]₀ - [B]t,[C]₀ - [C]t 和[D]₀ - [D]t。
离子聚合复习题

高分子化学练习(离子聚合、配位聚合)一、名词解释1、离子型聚合反应2、配位聚合反应3、立体异构4、几何异构5、光学异构6、定向聚合反应7、立构规整度二、填空1、带有取代基的烯类单体,大都可以进行阳离子型聚合反应,阳离子型聚合反应的引发剂都是试剂,主要有、两大类型。
2、带有取代基的烯类单体,大都可以进行阴离子型聚合反应,阴离子型聚合反应的引发剂都是试剂,主要有、两大类型。
3、阴离子型聚合反应的一个重要特点是。
4、高聚物的立体异构有两种、。
5、聚丙烯三种立体异构体是指、、。
6、典型的齐格勒引发剂是,典型的纳塔引发剂是。
7、配位阴离子聚合的特点是。
8、阴离子聚合机理的特点是。
9、阳离子聚合机理的特点是。
10、Z-N引发剂通常有两个组分构成、。
三、选择题1、下列单体能进行阳离子聚合的是()A、异丁烯B、乙烯C、丙烯腈D、氯乙烯2、下列单体能进行阴离子聚合的是()A、异丁烯B、乙烯C、丙烯腈D、氯乙烯3、离子对的形式对离子聚合聚合速率的影响正确的是()A、松离子对〉紧离子对〉自由离子对B、紧离子对〉自由离子对〉松离子对C、自由离子对〉松离子对〉紧离子对D、紧离子对〉松离子对〉自由离子对4、离子对的形式对离子聚合控制结构单元排列整齐的能力的影响正确的是()A、松离子对〉紧离子对〉自由离子对B、紧离子对〉松离子对〉自由离子对C、自由离子对〉松离子对〉紧离子对D、紧离子对〉松离子对〉自由离子对5、下列物质可以作为阳离子聚合引发剂的是()A、CF3COOH、BF3-H2O引发体系B、AIBNC、BPOD、丁基鋰6、离子聚合不可能发生的终止方式是()A、链转移B、双基偶合终止C、自发终止D、加入终止剂终止7、对于阳离子聚合机理说法正确的是()A、快引发、快增长、易转移、难终止B、慢引发、快增长、速终止、可转移C、快引发、慢增长、无终止8、阴离子聚合机理说法正确的是()A、快引发、快增长、易转移、难终止B、慢引发、快增长、速终止、可转移C、快引发、慢增长、无终止9、形成活性聚合物的首要条件是()A、单体不易发生链转移B、溶剂是惰性溶剂C、聚合体系无杂质D、没有明显的链解聚反应10、相对分子质量分布窄、可以进行“计量聚合”是()A、活性高聚物的特征B、阳离子聚合的特征C、配位聚合的特征D、自由基聚合的特征11、由分子中原子或原子或原子团在空间排布方式不同所引起的不同构型称为()A、结构异构B、构象异构C、构型异构、D、立体异构12、配位聚合引发剂中加入第三组分的目的是()A、提高引发剂的定向能力和聚合速率B、防止降解C、避免诱导期D、防止自聚四、判断题1、离子聚合相对于自由基聚合、链引发活化能低、聚合速率快。
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一、名词解释:1、返混:反应器内停留时间不同的流体微元间的混合;2、膨胀率:反应中某种物料全部转化后体系的体积变化率;;4、混合时间:经过搅拌时物料达到规定均匀程度所需的时间。
5、微观流动:流体以小尺寸在小范围内的湍动状态;6、宏观流动:流体以大尺寸在大范围内的流动状况,又称循环流动;7、微观混合:分子尺度上的均匀化称为微观混合。
8、宏观混合:微元尺度上的均匀化称为宏观混合;9、容积效率:指同一反应在相同的温度、产量、和转化率的条件下,平推流反应器与理想混合反应器所需的总体积比10、聚合反应工程:聚合反应工程是化学反应的一个分支,他是研究聚合物制造中的化学反应工程问题,他以工业规模的聚合过程为研究对象,以聚合动力学和聚合物的传递过程为基础,并把二者结合起来。
11 、停留时间分布密度函数:系统出口流体中,已知在系统中停留时间为t 到t+ dt 间的微元所占的分率E(t)dt12、停留时间分布函数F(t)系统出口流体中,已知在系统中停留时间小于t 的微元所占的分率F(t)二、填空题:1 、搅拌的功能:混合、搅动、悬浮、分散3、按反应器结构分:管式、釜式,塔式、固定床、流化床4、放大的标志:在大小反应器中,反应结果一致或近似;其成功的关键是放大技术的正确与否;5、传热装置:夹套、内冷件、回流冷凝器、体外循环冷却系统;6、釜式反应器的组成:釜体、传热装置、搅拌装置、密封装置;7、聚合反应系统产生热稳定性问题的本质:由于反应器内物料存在返混。
8伴有相间传质过程的化学反应装置:喷雾塔、填料塔、板式塔、鼓泡搅拌釜、鼓泡塔;9、釜式反应器使用的反应:液相、液-液相、气-液相及液-固相反应三、简答题:1 、间歇反应器:物料一次放入,当反应达到规定转化率后即取出反应物,其浓度随时间不断变化,适用于小规模,多品种,质量不均。
连续反应器:连续加料,连续引出反应物,反应器内任一点的组成不随时间而改变,生产能力高,易实现自动化,适用于大规模生产。
2 、平推流反应器及其特点:当物料在长径比很大的反应器中流动时,反应器内每一位原体积中的流体均以同样的速度向前移动,此时在流体的流动方向上不存在返混,这种流动形态就是平推流。
具有这种流动形态的反应器叫平推流反应器。
特点:①在稳态操作时,在反应器的各个截面上,物料浓度不随时间而变化②反应器内物料的浓度沿着流动方向而改变,故反应速率随时间位置而改变,及反应速率的变化只限于反应器的轴向。
3、理想混合流反应器及其特点:反应器中强烈的搅拌作用使刚进入反应器的物料微元与器内原有物料微元间瞬时达到充分混合,使各点浓度相等,且不随时间变化,出口流体组成与器内相等这种流动形态称之为理想混合流。
特点:(1)反应器内物料浓度和温度是均一的,等于出口流体组成(2)物料质点在反应器内停留时间有长有短(3)反应器内物质参数不随时间变化。
4 、连续乳液聚合与间歇乳液聚合的四个不同点:(1)连续操作得到的粒子数比间歇操作小,聚合速率也较间歇低(2)间歇乳液聚合粒径分布比连续聚合窄(3)间歇乳液聚合中阻聚作用只存在诱导期,而连续聚合中阻聚作用存在于整个过程(4)间歇乳液聚合无瞬态过程,而连续聚合有瞬态过程5、聚合反应器选择原则:①充分考虑并满足聚合反应特性②经济效益上的考虑③应充分考虑聚合反应器特性对聚合物质量的影响6 、放大原则:在相似放大中,每一个准数代表的放大规则经常是矛盾的,所以在放大过程中要抓起控制作用的因素,保持与这些因素有关的准数在放大过程中不变,而对其他因素加以适当照顾。
7、反应器应满足的三个要求:①提供反应物料进行反应所需的容积,保证设备有一定的生产能力②具有足够的传热面积,保证反应中热量的传递,使反应控制在适宜的温度下进行③保证参加反应的物料均匀混合8、造成返混的主要原因:①物料与流向相反的运动造成的②由于不均匀的速度分布所引起③由于反应器结构所引起的死角,短路,沟流,旁路9、返混对聚合度分布的影响:a)停留时间分布:停留时间分布越窄则聚合度分布越窄;b)浓度历程的影响:若反应器中无聊浓度维持不变则聚合度分布越窄;当活性链寿命短时,浓度历程是影响的主要原因,此时理想混合流反应器返混程度最大,浓度均一故聚合度分布最窄,平推流反应器分布最宽;当活性链寿命较长时,停留时间分布是决定聚合度分布的主要原因,此时平推流反应器停留时间分布分布最窄,故聚合度分布最窄。
10、粘度对聚合物反应的影响:以自由基反应为例,在低转化率下,其反应速率受粘度影响较小。
但在工业聚合过程中,通常转化率很高时,此时随粘度的增加,体系会产生凝胶效应,产生自动加速现象。
原因是随着反映的进行体系粘度不断增加,链自由基卷曲,活性端基甚至被包埋,双基扩散终止困难导致终止速率下降而引发速率几乎不因粘度增加而减小。
故导致聚合物总体生成速率升高聚合加速。
但当转化率很高时单体的扩散也受到阻碍Kp也下降导致总的聚合速率也下降,一般当T>Tg时,Kp受扩散控制影响较小,可不考虑粘度影响;当T→Tg时Kt 、Kp均受扩散控制影响均需考虑粘度变化。
11、按桨叶构型分搅拌器分为哪几种:1桨式搅拌器:结构简单、转速低、桨叶面积大;2推进式搅拌器:结构简单制造方便,适用于液体粘度低、液量大的液体搅拌。
剪切作用不大、循环性好;3涡轮式搅拌器:较大的剪切力,适用于低粘度到中粘度的液体混合。
4螺杆螺带式:适用于粘度较大的场合。
12、几何相似体系放大准则的确定方法:对几何相似体系可在数个几何相似但容积不同的搅拌釜中进行试验,求出每个釜中能获得合格产品的转速。
由此确定转速N和桨径D的关系。
13、根据聚合反应器的形式,可将聚合反应器分为哪几类?其中釜式反应器由哪几部分组成,各自的作用是什么?按形式可分为釜式,塔式,管式和特殊类。
釜式反应器主要由釜体,搅拌装置,传热装置,密封装置四部分组成。
釜体是反应器的主体,用来剩反应物料。
搅拌装置是使釜里物料均匀混合。
传热装置的作用是提供釜内物料的反应温度,热量并及时将多余热量穿成釜外。
密封装置的作用是确保釜内反应物料在较为密封的状态下进行反应,以防物料泄露。
14、反应放大的方法有那些,各自原理是什么?数模放大的基本原理是通过动力学研究,确定催化剂种类,反应物浓度,温度,反应时间,剪切等对反应速率,产品质量,和收率的关系,并综合以数学模型来描述,同时有通过冷模试验掌握设备的几何尺寸及操作条件对搅拌釜内动量,热量,质量,停留时间分布和微观混合的定量关系。
并相应建立传递过程模型。
相似放大原理是在配方不变的前前提下,不论反应机理如何,若工业反应器中的速度分布,浓度分布,和停留时间分布均与模试反应器相同,则两者的反应结果相同。
15、搅拌聚合釜传热装置有那些具体要求,传热装置有那些,各自特点是什么?要求:高的传热速率,结构简单,避免有易引起挂胶的粗糙表面及导致结构的死角。
易于清洗。
传热装置:(1)夹套,特点是最常采用的装置,结构简单,在处理粘度较高的物料时由于传热系数下降,可采用提高夹套内传热介质的湍动来增加搅拌釜的传热系数。
(2)内冷件,最常采用内冷管和内冷挡板,内冷管管壁较薄,冷却水流速大,所以传热系数比夹套大的多,从而改善聚合釜传热条件。
(3)回流冷凝,特点是以蒸汽冷凝方式传热,传热系数高,传热面积不受釜容积限制。
(4)体外循环冷凝器,不用于要求反应温度的聚合反应,对胶乳的剪切稳定,提高乳液聚合可采用体外冷却,但对剪切敏感的胶乳体系应慎用。
17、按物料的相态、结构形式、操作方式和流体流动及混合形式分类,反应器可分为那几类?按物料相态来分:均相反应器、非均相反应器;按结构形式来分:管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器等;按操作方式来分:间歇反应器、连续反应器、半连续反应器按流体流动及混合形式来分:平推流反应器(或称活塞流、柱塞流、理想置换反应器)、理想混合流反应器(或称完全混合反应器)、非理想流动反应器18、理想反应器设计的基本原理是什么?①提供反应物料进行反应所需的容积,保证设备有一定的生产能力②具有足够的传热面积,保证反应过程中热量的传递,使反应控制在适宜的温度下进行③保证参加反应的物料均匀混合19、反应器的流动模型有哪些?各有何特点理想流动模型(1) 平推流模型:流体以平推流流动,全部物料的停留时间都为V/v不存在返混0(2) 理想混合流模型:物料的停留时间分布最宽,返混最大非理想流动模型(3) 多级理想混合模型:可用来描述偏离平推流不太大的非理想流动反应器,只需要一个参数来表示返混大小(4) 层流流动时的速度分布模型:流体不发生轴向返混;流体的返混仅仅是由于管中流体的不同流速所引起的;流体为牛顿流体(5) 扩散模型:介于理想混合流和平推流之间的,用来描述具有不同返混程度的非理想流动模型20、平推流及理想混合反应器的停留时间分布有何特点?平推流停留时间分布特点:t≥τ时,F(t)=1;t<τ时,F(t)=0理想混合停留时间分布特点:t=0时,F(t)=0,t=∞时,F(t)=1,停留时间分布宽。
21、描述连续式反应器的重要性质有哪些?停留时间分布密度函数E(t),停留时间分布函数F(t),数学期望,方差,返混22、微观混合和宏观混合对理想混合反应器各有何影响?宏观混合与微观混合对不同级数的化学反应的影响是不同的。
只有一级反应时,微观混合与宏观混合的反应结果是一样的;当n<1时,微观混合能提高转化率,有利反应当n>1时,宏观混合有利于反应23、停留时间的测定方法有哪些,各适用于什么具体情况?阶跃示踪法→试验装置;脉冲示踪法→工业反应器24、停留时间分布和返混之间有什么关系?研究流动模型有何意义?返混造成停留时间分布,二者有密切关系,可用停留时间分布定量描述同类反应器中返混程度,而同一停留时间分布可由不同情况的返混程度与之相适应.意义:流动模型是为了研究反应器内流体的实际流动形态,在不改变其性质的前提下,对其加以适当的理想化,这种适当理想化的流动形态称为流动模型,所以流动模型是反应器中液体流动形态的近似概括,是设计和放大反应器的基础.25、基本物料衡算式,热量衡算式①物料衡算:反应物A流入速度-反应物A流出速度-反应物A反应消失速度+反应物A积累速度=0(简作:流入量-流出量-消失量-积累量=0)②热量衡算: 随物料流入热量-随物料流出热量-反应系统与外界交换热量+反应过程的热效应-积累热量=028、何为牛顿流体,非牛顿流体?非牛顿流体又有哪些类型?剪切力t对剪切速率r作图,所得的流动曲线通过坐标原点的一直线的流体称为牛顿流体;剪切力t对剪切速率r作图,所得的流动曲线不是直线或虽为直线但不通过坐标原点的流体称为非牛顿流体.非牛顿流体分为三大类:非依时性(假塑性,胀塑性,宾汉流体) ;依时性(触变性,震凝性) ;粘弹性流体(入口效应,弹性回缩,爬杆效应,)29、搅拌釜内的流体的流动分为哪两个层次宏观状况:循环流动;微观状况:剪切流动.30、试说出几种搅拌器的构型,特点和应用?①桨式搅拌器:桨叶构型为平桨,斜桨,锚形或框形桨者.特点:结构简单, 转速低,桨叶面积大,平桨,斜桨适用于η为 0.1-102Pa·s的液体搅拌;锚式, 框式对高η液体.②推进式搅拌器:三瓣叶片;适合湍流程度不高,循环量大.优点:结构简单, 制造方便,适用于η低,液量大液体搅拌.剪切作用不大,循环性能好.③涡轮式搅拌器:桨叶形式很多,有开式和闭式两类.应用较广并处理程度范围广液体.适用于低粘到中等程度液体混合,液液分散,液固悬浮及促进良好传热,传质,或化学反应.④螺杆及螺带式搅拌器:适用于高粘度液体.31、在非均相聚合中采取何种措施以获取较理想的分子量以及分子量分布?在高聚物生产过程中应注意提高气-液传质系数kL,使反映等级尽量接近慢速反应或无限慢反应等级,这样聚合反应速率就远低于传质速率,液膜内的单体反应量在总反应中所占比例甚小,且液膜内与液相本体内的单体浓度差别不大或无甚差别,整个聚合反应在接近于均一的单体浓度下进行,此时聚合反应总速率较高,聚合物的分子量及分子量分布也较理想。