聚合反应工程基础.doc

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1、第二章 化学反应工程基础 1. 说明聚合反应工程的研究内容及其重要性。 研究内容：①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；②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；③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：聚合反应工程研究内容为：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。 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

2、要求有哪些 ①提供反应物料进行反应所需容积，保证设备一定生产能力；②具有足够传热面积；③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 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=0 5. 何谓容积效率？影响容积效率的因素有哪些 工业上，衡量单位反应器体积所能达到的生产能力称之为容积效率，它等于在同一反应，相同速度、产量、转化率条件下，平推

3、流反应器与理论混合反应器所需总体积比：η=Vp/Vm=τp/τm。 影响因素：反应器类型，反应级数，生产过程中转化率有关 6. 何为平推流和理想混合流？ ①反应物料在长径比很大的反应器中流动时，反应器内每一微元体积中流体均以同样速度向前移动，此种流动形态称平推流；②由于反应器强烈搅拌作用，使刚进入反应器物料微元与器内原有物料元瞬时达到充分混合，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此流动形态称理想混合流。 7. 实现反应器的热稳定操作需满足哪些条件？ ①Qr=Qc，Qr体系放出热量；②dQc/dT>dQr/dT，Qc 除热量

4、；③△T=T-Tw

5、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。  第五章  搅拌聚合釜内流体的流动与混合 1.搅拌器一般具有哪些功能？ 混合、搅动、悬浮、分散等 2.搅拌釜内的流体的流动分为哪两个层次 宏观：循环流动；微观：剪切流动。 3.循环流动的三个典型流动分别是什么？哪些流动对混合有利？哪些需克服？ 径向流动、轴向流动、切线流

6、动；径向和轴向对混合有利，起混合搅动及悬浮作用；切线流动对混合不利。 4.何为打旋现象？如何消除打旋现象 当η不大，搅拌转速较高时，桨叶放在釜中心线时，液体将随桨叶旋转的方向沿着釜壁滑动，釜内液体在离心力的作用下，涌向釜壁，使液面沿壁上升，中心部分液面下降，形成一个旋窝，通常称打旋现象。消除打旋现象：偏心安装可减弱漩涡，安装挡板、加导流筒可有效消除。 5.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液体搅拌；锚式、框

7、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，适用于液体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。 6.搅拌器应满足哪些基本要求？选择搅拌器的基本方法是什么？ 满足：保证物料混合，消耗最小功率，所需费用最低，操作方便，易于维修。 选择方法： A.生产上对搅拌无特殊要求，可参照生产时所用

8、类似搅拌经验地选择。 B.对搅拌有严格要求，且又无类似过程搅拌型式，应对设备工艺过程的操作类别，搅拌要求及经济性全面分析评价，找到主要控制因素进行选择适应型式 C.对于过程开发或生产规模很大工