[精彩]聚合反应工程基础温习题

[精彩]聚合反应工程基础温习题 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。? 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， ? 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:? 反应器内物料浓度和温度是均一的，等于出口流体组成 ? 物料质点在反应器内停留时间有长有短 ? 反应器内物质参数不随时间变化。 4、数模放大的基本原理:是通过动力学研究和模试，确定催化剂种类、反应物浓度，反应时间剪切对反应速率、产品质量和收率的关系，并综合从一数学模型来描述 5 、相似放大的基本原理:在配方不变的前提下，不论反应机理如何。若反应器中的速度分布，浓度分布，温度分布和停留时间分布均匀与模试反应器相同，则两者的反应结果必然想同 6 、连续乳液聚合与间歇乳液聚合的四个不同点: ? 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 ? 与间歇乳液聚合粒径分布比连续聚合宽 ? 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 ? 间歇乳液聚合无瞬态过程，而连续聚合有瞬态过程 7 、聚合反应器选择原则: ? 充分考虑并满足聚合反应特性 ? 经济效益上的考虑 ? 应充分考虑聚合反应器特性对聚合物质量的影响 8 、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。 9 . 反应器应满足的三个要求: ? 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 ? 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 ? 保证参加反应的物料均匀混合 10、造成返混的主要原因: ? 物料与流向相反的运动造成的 ? 由于不均匀的速度分布所引起 ? 由于反应器结构所引起的死角，短路，沟流，旁路 11、返混对聚合度分布的影响:1停留时间分布:停留时间分布越窄则聚合度分布越窄;2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。 12.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。 13、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。 14、几何相似体系放大准则的确定 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 :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。 15、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。 16、反应放大的方法有那些，各自原理是什么, 放大有数模放大和相似放大。 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。 17.搅拌聚合釜传热装置有那些具体要求，传热装置与那些，各自特点是什么, 搅拌聚合釜对传热装置的要求有: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。 传热装置有(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。 聚合反应之名解释 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; 3、宏观流体:流体微元均以分子团或分子束存在的流体; 4.微观流体:流体微元均以分子状态均匀分散的流体 ; 5、混合时间:经过搅拌时物料达到规定均匀程度所需的时间。 6、微观流动:流体以小尺寸在小范围内的湍动状态; 7、宏观流动:流体以大尺寸在大范围内的湍动状态，又称循环流动; 8 、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 9、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。 10 、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 dt 间的微元所占的分率 E(t)dt 11 、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) 1 、搅拌的功能:混合、搅动、悬浮、分散 2、大型聚合物生产六大工艺:原料准备与精制，引发剂与配制，聚合、分离、后处理及回收，聚合过程是核心 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:要保证大小反应器中，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、搅拌的功能:分散、混合、悬浮、搅动