聚合反应工程基础复习提纲讲述.doc

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聚合反应工程基础复习提纲讲述

聚合反应工程基础复习提纲 第一章 绪论 1. 说明研究内容及其重要性.研究内容:以工业规模的聚合过程为对象,以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础;将一般定性规律上升为数学模型,从而解决一般技术问题到 复杂反应器设计,放大等提供定量分析方法和手段;为聚合过程的开发,优化工艺条件等提供数学分析手段.简而言之:研究内容为:进行聚合反应器最佳设计;进行聚合反应操作的最佳设计和控制. 第二章 化学反应工程基础 指反应器中不同年龄的流体微元间的混合. 形成返混的主要原因有哪些?由于物料与流向相反运动所造成,由于不均匀的速度分布所引起的,由于反应器结构所引起死角,短路,沟流,旁路等. τ时,F(t)=1;tτ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。 6.返混对简单反应、复杂反应和连串反应各有何影响? 返混对简单反应无影响,因为大多从间歇反应中得到恒温恒容的简单反应; 返混影响到复杂反应的产物分布,从而可以采用不同的操作方式来提高目的产物的收率; 返混会影响到连串反应的物料平均停留时间,因此为提高目的产物的收率,首先应选择平推流反应器或间歇反应器,然后才考虑理想混合反应器。 7.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 8.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n1时,微观混合能提高转化率,有利反应 当n1时,宏观混合有利于反应 9.影响容积效率的因素有哪些? 反应器类型,反应级数,生产过程中转化率 10.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返混与之相适应. 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.2. 动力学方程建立时,数据收集方式和处理方式有哪些? 收集方式:化学分析方法,物理化学分析方法 处理方式:积分法,微分法. 3. 反应器基本要求有哪些提供反应物料进行反应所需容积,保证设备一定生产能力;具有足够传热面积;保证参加反应的物料均匀混合4. 基本物料衡算式,热量衡算式 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) 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=0 . 实现反应器的热稳定操作需满足哪些条件?Qr=Qc, 体系放出热量; Qr dQc/dTdQr/dT, 除热量; Qc T=T-TwRT2/E, E 反应活化能,T 反应器温度,Tw 冷却液温度 连续全混式:X=1+ 故连续全混式转换率高,但平均聚合度小。 ??2.?在连锁聚合中,采用间歇操作和连续操作对其转化率和平均聚合度和分子量分布有何影响? 同一歧化终止,无链转移时,理想混合流操作的瞬间聚合度及聚合度分布与间歇操作相同;平均聚合度及聚合度分布不同。 单基终止,无链转移时,理想混合流操作的聚合度分布比间歇操作的窄; 平推流操作:平均聚合度和聚合度分布与间歇操作相同。 对于理想混合反应器,分子量分布窄;(浓度不变) 对于间歇反应器,分子量分布宽。(浓度从高到低) 3.要制取高分子量的缩聚物时,在理论上和操作方式上可采取哪些措施? ①应将反应产生的低分子物质排出体系外; ②要尽量保证严格的原料官能团等当量比,配料要准,原料要纯,防止物料中混入能终止缩聚的单官能团杂质。 ③在反应到一定程度时,外加一定量的单官能团物质以实行“端机封锁”而使缩聚终止。 4.间歇操作的和连续全混反应釜对缩聚反应的分子量分布有何影响? 间歇操作或接近平推流的塔式反应器可获得分子量分布窄的缩聚物; 理想混合操作时,产物的分子量分布要比间歇操作时宽。 ? 5.返混和混合对聚合度分布的影响 。 当活性链的寿命较物料在反应器中的平均停留时间短时,浓度历程是影响聚合度分布的主要因素,聚合度分布由窄至宽为:理想混合反应器,非理想混合反应器,平推流反应器; 当活性链的寿命较平均停留时间长时,停留时间分布是决定聚合度分布的主要原因。上述情况正好相反。 6.粘度对聚合物反应的影响。 粘度

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