高聚物合成工艺-第二章 生产单体的原料路线

“聚合物合成原理及工艺学”习题集四川大学高分子科学和工程学院第一章绪论1.试述高分子合成工艺学的主要任务。

2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。

3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程，说明每一步骤的主要特点及意义。

4.如何评价生产工艺合理及先进性。

5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。

2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。

3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。

4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图，并说明采用萃取精馏的目的。

5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。

6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？7.简述苯乙烯的生产方法。

8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题？9.论述乙烯产量和高分子合成工艺的关系。

第三章游离基本体聚合生产工艺1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量和哪些因素有关？工艺过程中如何调节？2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？3.引发剂的分解速率和哪些因素有关？引发剂的半衰期的含义是什么？生产中有何作用？4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？5.举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。

6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多，而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多？7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。

8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点，组织高压聚乙烯的生产工艺流程，并划出流程示意图。

9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的，对聚合物的加工及性能有何影响。

10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些？11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺。

第一章课后思考题（聚合物合成工艺学）1.简述高分子化合物的生产过程？答：(1)原料准备与精制过程：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程相设备。

(2)催化剂(引发剂)配制过程：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。

(3)聚合反应过程：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备。

(4)分离过程：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备。

(5)聚合物后处理过程：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。

(6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。

此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。

2.比较连续生产和间歇生产工艺特点？答：连续生产：优点:聚合反应条件稳定，容易实现操作过程中的自动化；若条件一致，则产品质量规格稳定；设备密闭，减少污染；适合大规模生产；劳动生产率高，成本较低。

缺点：不便于小批量生产某牌号产品。

间歇生产：优点:反应条件以控制；物料在聚合反应器内停留时间相同；便于改变工艺条件。

缺点：不易实现操作过程的全部自动化；必须按配方规定的顺序进行；不适合大规模生产，生产能力低。

3.合成橡胶和合成树脂在生产过程中的那两个过程？试比较他们在这两个生产过程上的主要差别是什么？答：主要差别是分离过程和聚合物后处理过程；分离过程：合成橡胶：不能用第二种溶剂以分离合成橡胶，其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的水中，同时进行强烈搅拌，未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径10~20mm左右的胶粒析出，且悬浮于水中，经过滤洗涤得到胶粒；合成树脂：将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂是可以与原来的容剂混溶的，再沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉末状固体析出，如果通过细孔进入沉淀用溶剂中，则生成纤维状产品。

后处理过程：合成橡胶:采用箱式干燥机活挤压膨胀干燥机进行干燥；合成树脂：用加热的空气作为载热体进行气流干燥，含有机溶剂时，用加热的氮气进行干燥。

1生产单体的原料路线有哪几种？试比较它们的优缺点？答:①石油路线：目前最主要的单体原料路线②煤炭路线：乙炔，电石生产需大量电能，经济上不合理，由于我国历史原因和资源情况，乙炔仍是高分子合成的工业的重要原料。

③可再生资源路线? 喜怀渥悖 杀靖撸 浞掷 米匀蛔试矗 浞衔 Φ幕 ∩希 ×可 承┑ヌ宄龇⒌慊故强扇〉摹?2、如何有C4馏分制取1，3丁二烯？①用C4馏分分离出来的丁烯进行氧化脱氢制取②将裂解气分离得到的C4馏分用PM下进行萃取蒸馏抽提制取。

第三章本体聚合、简述高压聚乙烯工艺流程答：精制的乙烯进入一次压缩（一级）；来自低压分离的循环乙烯与相对分子量调节剂混合后，进入一次压缩机入口，压缩至250MPa，然后与来自高压分离器循环乙烯混合后进行二级压缩；冷却单体进入聚合反应器，引发剂溶液用高压泵送入进料口或直接进入气相聚合；然后高压分离、低压分离挤出切粒，未反应单体分离循环使用。

、高压PE有哪两种主要工艺路线？各有什么特点？管式反应器进行、反应釜中进行两条主要工艺路线管式反应器反应中：物料在管内呈柱塞状流动，无返混现象，反应温度沿反应管长度而变化，得高压聚乙烯分子量分布较宽，耐高压。

无搅拌系统，长链分枝少。

生产能力取决于反应管参数。

釜式反应器：物料可充分混合，反应温度均匀，还可分区操作。

耐高压不如管式，反应能力可在较大范围内变化，反应易控制。

PE分布窄，长链分枝多。

、高压PE合成反应条件比较苛刻，具体条件如何？为什么采用这样的工艺条件？反应温度设在150℃330℃，原因有二：①乙烯无任何取代基，分子结构对称，纯乙烯在350℃以上爆炸性分解，从安全角度，避免因某些特殊不可预知的因素造成温度上升，引发事故，故使T＜330℃②PE熔点为130℃，当T＜130℃时造成大量PE凝固，堵塞管道，同样造成反应难以进行，造成事故，故最低温度不低于130℃，一般温度大于150℃。

反应在低压下进行，原因：乙烯常压下位气体，分子间距离远，不易反应，压缩后，分子间距离显著缩短，极大增加了自由基与单体分子之间碰撞几率，易反应，在100300MPa下，接近液态烃，近似不可压缩状态，其次T上升，需压力也增加，才能使PE与单体形成均相状态，保持反应顺利进行。

材料生产单体的原料路线1. 引言材料生产单体是指用于制造各种材料的基础物质。

不同类型的材料生产单体需要不同的原料路线。

本文将针对材料生产单体的原料路线进行探讨和介绍。

2. 常见材料生产单体及其原料路线2.1 金属材料生产单体金属材料生产单体是制造金属材料的基础物质。

常见金属材料的原料路线如下：•矿石开采：金属材料的原料通常来自矿石。

首先需要进行矿石的开采工作，包括矿石的挖掘和运输等。

•矿石选矿：开采得到的矿石中通常含有多种金属成分，需要进行矿石选矿的过程，将有用的金属成分进行分离和提取。

•冶炼：选矿后的金属矿石需要进行冶炼，通过高温处理使金属成分得以分离和提纯。

•精炼：冶炼得到的金属需要进行进一步的精炼，以提高其纯度和品质。

•加工和制造：经过精炼的金属可以进行加工和制造，制成各种金属材料，如铁、铜、铝等。

2.2 塑料材料生产单体塑料材料生产单体是制造塑料材料的基础物质。

常见塑料材料的原料路线如下：•石油提炼：塑料的原料主要来源于石油。

首先需要对石油进行提炼，将其分解为多种化合物。

•裂解：石油提炼后的化合物需要进行裂解，将其分解为较低分子量的化合物。

•聚合：裂解得到的化合物需要进行聚合反应，将其重组成高分子量的聚合物。

•加工和制造：经过聚合的塑料可以进行加工和制造，制成各种塑料制品，如塑料袋、塑料容器等。

2.3 纺织材料生产单体纺织材料生产单体是制造纺织材料的基础物质。

常见纺织材料的原料路线如下：•天然纤维采集：纺织材料的原料可以是天然纤维，如棉花、亚麻等。

首先需要进行天然纤维的采集工作，包括植物的种植、收获和处理等。

•纤维制造：采集得到的天然纤维需要进行纤维制造的过程，将其进行纺织、编织或织造等工艺，制成纺织材料。

•化纤制造：纺织材料的原料也可以是化学纤维，如聚酯纤维、尼龙等。

化纤的制造过程包括聚合、纺丝、拉丝等工艺。

•加工和制造：经过纤维制造或化纤制造的材料可以进行加工和制造，制成各种纺织制品，如衣物、家居用品等。

第一章绪论1.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料。

2.高分子合成材料可分为塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料和粘合剂等。

3.五大通用塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS树脂。

4.五大工程塑料是聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和热塑性聚酯。

5.三大合成纤维是聚酯纤维（涤纶纤维）、聚丙烯腈纤维（腈纶纤维）和聚酰胺纤维（绵纶或尼龙纤维）。

6.塑料的原料是合成树脂和添加剂（助剂）。

7.高分子合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。

8.合成橡胶制造橡胶制品时加入硫化剂的作用是使线形合成橡胶分子变成松散的交联结构9.塑料生产中稳定剂的作用是防止成型过程中高聚物受热分解或老化。

润滑剂的作用是在高聚物成型过程中附着于材料表面以防止粘着模具，并增加流动性。

10.大型高分子合成生产装置的过程可分为：原料准备及精制、催化剂配制、聚合反应、分离、聚合物后处理、溶剂回收等。

核心是聚合反应过程。

11.根据反应机理不同，高分子聚合反应可分为连锁聚合和逐步聚合；根据单体和产物组成和结构的不同可分为加聚反应和缩聚反应。

绝大多数烯烃加聚反应属于连锁聚合，而缩聚反应为逐步聚合。

12.加聚反应可分为自由基聚合和离子聚合及配位聚合反应。

13.自由基聚合的实施方法主要为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。

14.离子聚合及配位聚合反应实施方法本体聚合、溶液聚合和淤浆聚合。

15.缩聚反应实施方法熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚。

16.高分子合成工业的任务是将简单的有机化合物，经聚合反应使之合成为高分子化合物。

17.高分子化合物生产流程评价的内容包括：生产方式、产品性能、原料路线、能量消耗与利用、生产技术水平考查。

18.废旧塑料回收利用的方式及其特点。

作为材料再生循环利用：再处理后降级使用；作为化学品循环利用：降解，高温裂解或催化裂解；作为能源回收利用：粉碎作燃料第二章生产单体的原料路线1.石油是生产重要基本有机化工原料乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯（通称“三烯三苯”）的原料。

《聚合物合成工艺学》各章重点第一章绪论1．高分子化合物的生产过程及通常组合形式原料准备与精致，催化剂配置，聚合反应过程，分离过程，聚合物后处理过程，回收过程2．聚合反应釜的排热方式有哪些夹套冷却，夹套附加内冷管冷却，内冷管冷却，反应物料釜外循环冷却，回流冷凝器冷却，反应物料部分闪蒸，反应介质部分预冷。

3. 聚合反应设备1、选用原则：聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特性、聚合反应器操作特性对聚合物结构和性能的影响、经济效应。

2、搅拌的功能要求及作用功能要求：混合、搅动、悬浮、分散作用：1）推动流体流动，混匀物料；2）产生剪切力，分散物料，并使之悬浮；3）增加流体的湍动，以提高传热效率；4）加速物料的分散和合并，增大物质的传递效率；5）高粘体系，可以更新表面，使低分子蒸出。

第二章聚合物单体的原料路线1．生产单体的原料路线有哪些？（教材P24-25）石油化工路线，煤炭路线，其他原料路线（主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料）2．石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料？并由乙烯单体可以得到哪些聚合物产品？（教材P24-25、P26、P31）得到单体和原料：乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。

得到聚合物：聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、维纶树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、聚氧化乙烯、涤纶树脂。

3. 合成聚合物及单体工艺路线第三章自由基聚合生产工艺§ 3-1自由基聚合工艺基础1．自由基聚合实施方法及选择本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合。

聚合方法的选择只要取决于根据产品用途所要求的产品形态和产品成本。

2．引发剂及选择方法，调节分子量方法种类：过氧化物类、偶氮化合物，氧化还原体系。

选择方法：（1）根据聚合操作方式和反应温度条件，选择适当分解速度的引发剂。

（2）根据引发剂分解速度随温度的不同而变化，故根据反应温度选择适引发剂。

（3）根据分解速率常数选择引发剂。