南昌大学聚合反应工程与设备期末考试
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2024年聚合工艺考试试卷及答案1、【单选题】废水经生物脱氮工艺、吹脱工艺等处理可以脱除()。
(C)A、CODB、氮氧化物C、氨氮2、【单选题】扑救烷基铝类火灾宜采用()类干粉灭火剂。
(C)A、BB、CC、D3、【单选题】“非法排放、倾倒、处置危险废物超三吨”的应追究()责任。
(A)A、刑事B、民事C、管理4、【单选题】一个反应器的停留时间分布函数可以写成F(θ)=1-e-θ,这个反应器是()。
(A)A、全混流反应器B、活塞流反应器C、固定床反应器5、【单选题】下列哪项是防火的安全装置()。
(C)A、安全液封B、安全阀C、阻火装置6、【单选题】下列密封属于静密封的是()密封。
(B)A、填料B、垫片C、机械7、【单选题】不属于工业废水化学处理法的是()。
(C)A、中和B、化学沉淀C、汽提8、【单选题】为了确保压力容器的安全运行,防止因超压引起的事故,对压力容器所使用的检测和预防设施称为()。
(B)A、安全设施B、安全附件C、泄压装置9、【单选题】以下化合物中,属于高分子化合物的是()。
(B)A、十二烷B、酚醛树脂C、丙烯10、【单选题】低压带电作业可能造成的事故类型是()。
(B)A、物体打击B、电流伤害C、机械伤害11、【单选题】保温材料应选择的材料具有的性能是()。
(A)A、导热系数小,吸湿率小B、导热系数大,吸收率小C、导热系数大,吸湿率大12、【单选题】典型火灾发展变化规律是()。
(B)A、初起期、发展期、最盛期B、初起期、发展期、最盛期、减弱期和熄灭期C、初起期、最盛期、发展期、减弱期和熄灭期13、【单选题】凡是进入用惰性气体置换过的设备,进行限定空间作业前必须()。
(A)A、用空气置换合格B、进行倒空C、佩带氧气呼吸器14、【单选题】发生特别重大突发事件,对人民生命财产安全、国家安全、公共安全、环境安全或者社会秩序构成重大威胁,采取有关法律、法规、规章规定的应急处置措施不能消除或者有效控制、减轻其严重社会危害,需要进入()的,由全国人民代表大会常务委员会或者国务院依照宪法和其他有关法律规定的权限和程序决定。
1. 聚合反应工程是化学反应工程的一部分。
()2. 化学反应按其热效应可分为和。
3. 已知某化学反应在T=300K时,反应速率常数为100 Hz, T=400K时,反应速率常数为300 Hz,那么该反应的反应级数为级,反应(反应是放热反应还是吸热反应?)。
4. 釜式反应器操作多样,既可用于间歇操作,也可用于连续或半连续操作。
()5. 平推流是是非理想化的流动形态,而理想混合流则是理想化的流动形态。
()7. 某一级可逆反应,其正、负反应的反应速率常数分别为K1、K2,且K1=1.5K2。
反应起始时,反应物A的浓度为C A0,那么反应平衡时,反应物的平衡浓度为。
若已知正反应的活化能E1>0, 而逆反应的活化能<0, 那么当反应温度增加时,反应物的平衡浓度增加还是减小?8. 在不可逆三级反应中,若某一组分过量,且反应中其浓度基本保持不变,那么反应可视为一级反应。
()10. 连串反应中,反应物A生成产物R(其速率常数为K1),R又会生成另一种产物(其速率常数为K2),且K2 = 20 K2,三种物料其浓度随反应时间的变化可能如下图中所示,请问哪个图正确反映物料变化?()A 右图,B 左图,C 中间的图,D 以上都不是。
11. 某反应中反应物A生成B,C,D,那么这是反应。
12. 有一气体参加的反应,1mol A反应生成1 mol B和2 mol C, A,B,C均为气体。
反应开始时,反应气体用惰性气体进行稀释,两者体积比为1:1,那么该体系的膨胀率为。
A 1,B 1.5,C 2,D 0.513. 对于间歇反应器,其物料衡算式中哪些项为零?()A.反应物的流入速度,B反应物的流入速度和反应物的流出速度,C 反应物的流出速率和反应物的积累速度,D 反应物的流入速度和反应物由于反应的消失速度15 平推流与间歇反应器的设计基本方程式相同,但图解形式不同。
()16 在相同反应条件下,理想混合反应器所需要的反应器容积比平推流反应器大得多,其原因是。
1、化工生产对化工设备的基本要求有___具有足够的安全可靠性_______ ,___满足化工工艺条件_________, ____具有优良工艺性能________ , ___满足经济性能方面的要_________ 。
2___________ ,____________ ,____________ 。
3、化工设备对塔设备的要求是____生产能力大________,__高的传热传质效率__________,___操作稳定___________________,___流体流动阻力小_________,___结构简单可靠_________,___材料耗用量少_________,____制造安装容易________。
4,化工容器的安全装置中的监控装置有__温度监控______________, __压力监控__________。
5,化工管路常用的管件有___直管_________,____弯头________,_____三通_______。
6,塔设备按单元操作可分为__精馏塔__________,____吸收塔________,____解吸塔________,____萃取塔________, __反应塔和干燥塔__________。
7、常见搅拌器桨叶的构形主要有________桨式、涡轮式、推进式、布鲁马金式、齿片式、锚式、框式____, ____________, _____________, ____________ ,____________, ____________。
8.化学反应按机理可分为___离子反应_________,______自由基反应______。
按反应物料的相态可分为____________,____________,按反应过程进的操作方式条件可分为____________,____________,____________。
、化工容器的基本结构组成是____________ ,____________ ,____________9、化工生产对化工设备的基本要求有_____为了保证化工生产能安全、正常地进行.就必须使化工设备具有足够的安全可靠性,同时还需满足化工工艺条件、具有优良工艺性能,以及满足经济性能方面的要___________,________________,________________,________________。
聚合设备考试题一、填空1、操作人员对所管辖区域内的设备必须做到“四懂”懂原理、懂结构、懂性能、懂用途、2、设备必须做到“三会”会使用、会维护保养、会排除故障。
3、“四不开车”:工程未完不开车、安全没保证不开车、有明显泄漏不开车、卫生不合格不开车。
4、设备润滑做到“五定”定人、定点、定量、定质、定时,并按油品的粘度及用途要求选用每级过滤网的目数。
5、我分厂使用的聚合釜型号是LF70型,全容积70.5m3,配套电机功率132KW,转速1485rpm,减速机是二级齿轮变速,主轴转速是98rpm。
6、聚合釜机械密封是采用双端机械密封,一种用水做封液,另一一种用32#抗磨液压油做封液,封液压力1.5MPa。
7、聚合釜减速机用的润滑油牌号是220#齿轮油,电机轴承有的润滑脂牌号是2#锂基脂,补加润滑脂周期是3个月,每次补加量为0.5Kg8、离心泵的性能参数有流量、扬程、转速、汽蚀余量、功率和效率。
9、离心泵的主要部件有叶轮、转轴、吸入室、蜗壳、轴封箱和密封环等。
10、汽提塔加料槽容积是131.3m3 与之配套的摆线减速机,电机功率是18.5KW 。
11、汽提塔加料槽减速机用油是N68#机械油,输出轴转数是33rpm轴封采用的是双端面机械密封,封液是32#抗磨液压油,封液压力0.5MPa。
12、PU-6B/7B泵为多级泵,两端轴承为水冷却方式,启动泵前,一定要检查冷却水管是否开启。
13、设备检修一般按内容分为大修、中修和小修。
14、设备检修前分厂应做好工艺吹扫置换和隔离措施。
15、压力容器的安全附件主要有安全阀、爆破膜、压力表、减压阀。
二、简答题1、按设备润滑规定做到“五定”,具体内容是:(1)定点。
按规定的润滑部位注油(脂)。
(2)定人。
设备的日常加油(脂)部位,由操作工负责,定期加油(脂)部位,由保养工、维修工负责。
(3)定质。
按设备要求选定的润滑油(脂)各种牌号注油(脂)。
2、按设备润滑规定做到“三级过滤”,具体内容是:第一级过滤为领油大桶到固定储油箱第二级过滤为储油箱到油壶第三级过滤为油壶到润滑部位3、设备巡视检查应做到的看、闻、听、摸、查是指什么?听——听设备运转过程中是否有异常现象。
华南理工10-11学年度第一学期本科化学专业09级《聚合反应工程基础》期末试卷一、名词解释(15%)1、间歇操作2、微观混合3、热稳定性4、功率曲线5、非牛顿流体二、填空题(15%)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、在等温情况下进行的反应A C,反应速率方程为V A=0.5C A3,反应刚开始时A的浓度为0.5mol/L,进口体积流量V0=100L/h,要求转化率达到85%,则采用理想混合反应器所需的体积采用平推流反应器所需的体积;用平推流反应器所需的体积用4个体积相等的理想混合反应器串联所需的体积。
(填 >,< 或 =)4、搅拌器是实现搅拌操作的设备名称。
工业中常用的搅拌器中,平桨式搅拌器作用较强,搅拌器的剪切作用不大,但循环性能好。
5、在间歇操作中,某一反应存在主、副反应,主反应生成R,副反应生成S,R 是我们所需要的,两者生成速率之比212121ββαα--=BASR CCkkrr,21,kk分别两反应的速率常数,2121,,,ββαα为反应级数,若2121,ββαα<<,则要求操作的方式为以下哪一种?6、某搅拌釜内径为0.5m,搅拌器转速为500r/min,为了控制相同的温度,对于几何相似的3m反应器,按传热系数相等放大,转速为 r/min,采用叶端速度放大后,转速又为r/min。
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?(5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)3、工业中调节聚合物的聚合度、聚合度分布的途径有哪些?(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?(7分)5、流体流动的传热系数K由哪几个部分组成?要提高K可采取那些措施?(6分)四、计算题(40%)1、在平推流反应器中进行等温液相反应A—>C,该条件下反应的速率方程为r A=0.8C A kmol/L.min,A组分的初始浓度为0.004kmol /L ,进口体积流量V 0=100L /h ,要求转化率达到90%,则需要多少时间?这个平推流反应器体积需多大?(10分)2、今用脉冲示踪法测定某一反应器的停留时间分布,得到离开反应器的示踪物浓度与时间的关系如下:流体以1.2m /min 的流量流入。
聚合反应工程复习题聚合反应之问答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。
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理想混合流反应器: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3、理想混合瘤反应器及其特点: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。
4.反应器物料浓度和温度都是均一的并且等于出口流体的组成2物料质点在反应器内停留时间有长有短3反隐器内所有物系参数不随时间变化。
5、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6 、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7 、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与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8 、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聚合物质量的影响9 、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。
聚合工艺考试题库及答案1、【单选题】废水经生物脱氮工艺、吹脱工艺等处理可以脱除()。
(C)A、CODB、氮氧化物C、氨氮2、【单选题】()物质低浓度时有臭鸡蛋味道,随着浓度升高,臭味逐渐消失,人一旦中毒会导致电击样死亡。
(C)A、一氧化碳B、液氨C、硫化氢3、【单选题】一氧化碳在空气中的允许浓度为()mg/㎥。
(C)A、100B、50C、304、【单选题】下列不属于装置大修内容的是()。
(C)A、聚合釜清理B、回收三塔清理C、压块机油箱注油5、【单选题】下列物质是纯净物的有()。
(A)A、乙烯B、石油C、润滑油6、【单选题】以下属于生产装置VOC散发主要原因的是()。
(B)A、物料容易挥发B、设备发生泄漏C、沟渠密封不严7、【单选题】企业、事业单位和个体经营组织(统称用人单位)的劳动者在职业活动中,因接触粉尘、放射性物质和其他有毒有害物质等因素而引起的疾病称为()。
(B)A、职业病危害B、职业病C、职业禁忌证8、【单选题】催化剂计量泵投用后,应对()进行确认。
(A)A、流量B、液位C、温度9、【单选题】关于事故排风的排风口设计,设计错误的是()。
(A)A、事故排风的排放口要朝向室外空气动力正压区,以加速有害物质稀释。
B、事故排风的排风口应高于20m范围内最高建筑物屋顶3m以上C、事故排风的排风口不应布置在人员经常停留或经常通行的地点10、【单选题】冷换设备的冷却介质是由设备的()。
(A)A、下部进,上部出B、上部进,下部出C、上部进,上部出11、【单选题】化工污染物都是在生产过程中产生的,其主要来源()。
(C)A、化学反应副产品,化学反应不完全B、燃烧废气,产品和中间产品C、化学反应不完全的副产品,燃烧废气,产品和中间产品12、【单选题】向大气排放有害物质的工业企业应设在当地()最小频率风向被保护对象的上风侧。
(C)A、春季B、全年C、夏季13、【单选题】在常温常压下,1,3-丁二烯的沸点是()℃。
第1章通用塑料1.1概述1.1.2.1塑料的类型和特性以合成树脂为主要成分(基材),按需要加入适当助剂,组成配料,借助成型工具,在一定T、P条件下,可塑化成一定形状、而且在常温下能保持形状的一类材料1.1.2.2塑料分类(1)按化学组成分类PE、PP、EP、PC(2)按塑料组分数目单一组分PE、PP、PS、PA 多组分PVC(3)按受热性行为①热塑性塑料:在特定的温度范围内可反复加热软化、熔融流动,冷却时凝固变硬的塑料;原因:树脂分子链线性或支链结构,不含可以产生链间反应基团,加热不产生交联反应形成链间化学键,在加工中仅发生物理变化主要性能特点:可熔、可溶主要优点:加工成型方便,可再生主要缺点:刚性、耐热性较差②热固性塑料:成型后不能再加热软化重复加工的塑料产生原因:树脂加工前为线性结构并含有反应基团或双键,加工中发生化学交联反应,成为三维网状结构主要性能特点:不熔、不溶主要优点:耐热性高,受压不容易变形主要品种:PF、EP、UP、UF、MF、PI、有机硅(4)按使用范围和用途分类①通用塑料:非结构材料PE、PP、PVC、PF、EP②工程塑料:结构材料PA、PC、POM、PPS、PI1.1.2.3塑料特性(1)优点:质轻、电气绝缘性好、力学强度范围广、优良防腐蚀性、隔热性能好、成型加工性能好、减震、消音、良好透光性、着色性好(2)缺点:①耐热性较低,使用温度不高;②力学强度不如金属;③长期使用性能较差;易发生蠕变、疲劳、结晶④大多数品种易燃;产生黑烟、有毒气体⑤较易老化;变色、开裂、机械强度下降⑥热膨胀性比金属、陶瓷大1.1.3 塑料组成及其作用多组分塑料基体材料树脂、辅助材料添加剂1.1.3.1 合成树脂主要作用:1)决定塑料的基本特性;2)粘接作用用量:40—100%1.1.3.2 添加剂添加目的:改善材料加工成型性能和制品使用性能,降低成本,延长使用寿命添加剂主要品种:热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、增塑剂、润滑剂、增强剂、填充剂、着色剂、改性剂、交联剂、发泡剂、阻燃剂、抗静电剂、防霉剂、软化剂、防粘剂、光泽剂、脱模剂、开口剂等(1)对助剂基本要求:功能上有效,塑料加工、使用条件下稳定,与树脂结合稳固,不渗析和喷霜,无毒无味,价格适宜渗析: 塑料中助剂向相接触的其它材料中发生迁移的现象喷霜: 塑料中助剂向制品表面迁移的现象易发生喷霜助剂品种:增塑剂、润滑剂(2)稳定剂:老化:长期储存或使用过程中,性能随时间逐渐劣化的现象老化现象:变色、发粘、变脆、龟裂、变形、粉化、斑点、霉变、物理力学性能降低稳定剂:抑制或减缓塑料老化作用的物质三大类稳定剂:抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂①抗氧剂能延缓或抑制塑料自动氧化速度,延长其使用寿命的物质。
聚合工艺考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪种聚合反应属于加成聚合反应?A. 缩聚反应B. 阳离子聚合反应C. 阴离子聚合反应D. 自由基聚合反应2. 以下哪个因素不会影响聚合反应速率?A. 反应温度B. 反应压力C. 反应介质D. 反应时间3. 在聚合反应过程中,以下哪种现象称为凝胶效应?A. 聚合反应速率加快B. 聚合反应速率减慢C. 聚合物分子量分布变窄D. 聚合物分子量分布变宽4. 以下哪种聚合反应适用于生产高性能聚合物?A. 溶液聚合B. 悬浮聚合C. 乳液聚合D. 熔融聚合5. 在聚合反应过程中,以下哪种方法可以降低聚合物分子量分布?A. 提高反应温度B. 降低反应温度C. 增加引发剂用量D. 减少引发剂用量6. 以下哪种聚合反应过程中,单体转化率最高?A. 熔融聚合B. 溶液聚合C. 悬浮聚合D. 乳液聚合7. 以下哪种聚合反应过程中,聚合物分子量最高?A. 阳离子聚合B. 阴离子聚合C. 自由基聚合D. 缩聚聚合8. 以下哪种物质可以作为聚合反应的终止剂?A. 氧气B. 氢气C. 过氧化苯甲酰D. 硅烷偶联剂9. 以下哪种聚合反应过程中,反应速率最快?A. 熔融聚合B. 溶液聚合C. 悬浮聚合D. 乳液聚合10. 以下哪种聚合反应过程中,聚合物分子量分布最宽?A. 阳离子聚合B. 阴离子聚合C. 自由基聚合D. 缩聚聚合二、填空题(每题2分,共20分)11. 聚合反应过程中,单体分子通过共价键形成长链大分子的过程称为______。
12. 聚合反应中,引发剂的作用是______。
13. 聚合反应过程中,凝胶效应会导致______。
14. 聚合反应过程中,反应温度对聚合速率的影响表现为______。
15. 聚合反应过程中,引发剂的种类和用量对聚合物分子量及分布有重要影响,其中______引发剂用量可以降低聚合物分子量分布。
16. 聚合反应过程中,单体转化率与______有关。
《聚合反应工程》复习题名词解释◆间歇反应器◆理想混合反应器◆有效容积◆容积效率◆返混◆流体微元◆宏观混合◆表观粘度◆轴功率◆线性放大比◆流况◆全挡板条件◆泵送量◆反应器的热稳定性◆假塑性流体判断◆间歇反应器和平推流反应器的基本设计方程相同,所以二者的实际生产能力也相同。
()◆对二级反应rA=kCA2,为完成一定的生产任务,平推流反应器比多级串联理想混合反应器所需体积小。
()◆理想混合反应器在热稳定操作点,其放热线斜率小于移热线斜率。
()◆在一连续操作搅拌釜中进行自由基聚合,为了使产物的聚合度分布较窄,应尽量达到宏观混合。
()◆在间歇反应器中进行自由基聚合,产物的瞬时聚合度与累积聚合度相同。
()◆多级串联理想混合反应器,串联级数越多,其停留时间分布越接近平推流反应器。
()◆搅拌釜内流体产生的旋涡是径向流况。
()◆搅拌高粘度流体宜选用推进式搅拌器。
()◆在间歇反应器中进行自由基聚合,产物的瞬时聚合度与累积聚合度相同。
()◆对二级反应r A=kC A2,为完成一定的生产任务,平推流反应器比多级串联理想混合反应器所需体积小();单级理想混合反应器比多级串联理想混合反应器所需体积大()。
◆普遍的物料衡算式包括四项:流入速度 = 流出速度 + 反应掉的速度 + 累积速度对间歇反应器,只有反应掉的速度 = -累积速度;()对连续流动反应器,稳态操作时,只有流入速度 = 流出速度。
()◆用脉冲法测定反应器停留时间分布。
即在极短时间,向稳定流动流体中加入一定量示踪剂,同时计时,并不断分析出口处示踪剂浓度,用C/C对t作图,可得到停留时间分布函数F(t)。
()◆多级串联理想混合反应器的模型参数N,代表该模型由N个等容理想混合反应器串联,N只能是整数()◆在间歇反应器中进行自由基聚合,产物的聚合度分布窄,()在理想混合反应器中进行缩聚反应,产物的聚合度分布窄。
()◆高聚物溶液或熔体多为假塑性流体,其在圆管中流动时的流速分布比小分子牛顿流体不均匀()。
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=05.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;③△T=T-Tw<RT2/E,E 反应活化能,T 反应器温度,Tw 冷却液温度8.何为返混?形成返混的主要原因有哪些?返混:指反应器中不同年龄的流体微元间的混合;原因:①由于物料与流向相反运动所造成,②由于不均匀的速度分布所引起的,③由于反应器结构所引起死角、短路、沟流、旁路等。
1.聚合反应工程定义:聚合反应工程以研究工业生产规模进行的聚合反应过程的规律及反应器最佳设计和最佳操作的学科。
2.聚合反应工程主要讨论:聚合反应器的特性;反应器的设计方法;聚合反应器的型式和结构;反应器的大小;物料衡算与热量衡算;最优化;聚合反应过程操作条件的稳定性。
3.进行聚合反应器的最佳设计应从聚合动力学与聚合物系中的传递规律二方面着手,应用化学反应工程的方法使它们结合起来,对聚合反应器进行设计、放大。
4.聚合反应工程的分析和研究方法:首先掌握“三传一反”理论基础,动量传递、热量传递、质量传递、化学反应动力学;其次掌握化学反应工程的常用放大技术,逐级经验放大法、解析法、模型法。
5. 设计反应器数学模型的方法:物料衡算方程、能量衡算方程、动量衡算方程。
依据:质量守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律。
6.反应速率定义为单位时间,单位反应体积中所生成(或消失)的某组分的摩尔数。
即7. 基元反应:如果反应物分子按化学反应式在碰撞中一步直接转化为生成物分子,则称该反应为基元反应。
8.反应速率常数k 随温度的变化关系(阿累尼乌斯方程)9. 反应器停留平均时间t 停留时间又称接触时间、反应时间,用于连续流动反应器,指流体微元从反应器入口到出口经历的时间。
10.空间时间τ(空时) 其定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率 之比值。
即eRTE A k /0-=Vt v==反应器容积反应器中物料的体积流量v11.平推流模型(PFR)亦称活塞流、柱塞流模型或理想置换模型,是一种返混量为零的理想流动模型。
特点:沿着物料的流动方向,物料的温度、浓度不断变化,而垂直于物料流动方向的任一截面(又称径向平面)上物料的所有参数,如浓度、温度、压力、流速都相同,因此,所有物料质点在反应器中具有相同的停留时间,反应器中不存在返混。
12. 全混流模型亦称理想混合模型或连续搅拌槽式反应器(CSTR)模型。
是一种返混程度为无穷大的理想流动模型。
作业一一、简答1.简述非依时性非牛顿流体的种类和特征?种类:假塑性流体、胀塑性流体、宾汉流体特征:在恒定温度下,其黏度仅随剪切速率或剪切应力而变化,与受剪切作用的时间长短无关。
2.简述理想反应器的设计原理。
(1)提供反应物料进行反应所需要的容积,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,使反应控制在最适宜的温度下进行;(3)保证参加反映的物料均匀混合。
3. 搅拌釜里增加挡板和导流筒,其作用是什么?(1)挡板:一是使流况从主要是生成涡流或漩涡的旋转流改变为对混合有利的垂直流动,这对于釜内液体的主体对流扩散、轴向流动和径向流动都是有效的。
二是增大被搅拌液体的湍动成都,从而改善搅拌效果。
(2)导流筒:在需要控制回流的速度和方向,以便在搅拌物系中确定某一流况。
4. 简述毛细管挤出流变仪测量原理?主要部件为一直径为D,长度为L的毛细管。
在测量时,将被测液体于一定压力下在毛细管中挤出,测得其流量Q。
毛细管两端的压差Δp作为剪切应力的尺度,单位时间挤出的流量作为剪切速率的尺度。
测量时改变压差Δp,测量相应的流量Q值,若被测液体是牛顿流体,挤出流变仪中的压力加倍,则剪切速率也加倍,所以Q-Δp关系为一直线,即剪切速率与剪切应力关系亦为直线。
二、计算1.已知PVC糊的密度为1125Kg/m3,等温稳态层流流动,通过3m长内径为0.08m的管子。
在管中的平均流速为1.8m/s,流体的稠度系数K’为4Kg.S/m2。
计算流体的流动行为指数n为0.7、1.5时,管中的表观黏度、雷诺准数、压降以及流动特征。
2.在一聚合反应釜中用对苯二甲酸和乙二醇等摩尔反应,在80℃时进行缩聚反应生成聚酯纤维,硫酸作为催化剂,其反应的动力学方程式为Ψ=K×Ca2,Ψ反应速度(kmol/L •min),K反应速率常数(L/kmol•min),Ca为对苯二甲酸的瞬时浓度(kmol/L)。
已知k=2 L/kmol•min,对苯二甲酸的初始浓度是0.005 kmol/L。
聚合设备复习题答案一、单项选择题1. 聚合设备中,用于控制聚合物分子量的装置是()。
A. 反应器B. 聚合釜C. 分离塔D. 切粒机答案:B2. 聚合设备中,哪种类型的反应器适用于生产高分子量聚合物?()A. 间歇式反应器B. 连续式反应器C. 半连续式反应器D. 流化床反应器答案:B3. 在聚合过程中,聚合物的分子量分布可以通过哪种设备进行调整?()A. 搅拌器B. 冷却器C. 脱泡器D. 切粒机答案:A4. 聚合设备中,用于去除聚合物中的气泡和杂质的设备是()。
A. 搅拌器B. 脱泡器C. 过滤器D. 干燥器答案:B5. 聚合设备中,用于控制反应温度的设备是()。
A. 冷却器B. 加热器C. 反应器D. 温度控制器答案:D二、多项选择题1. 聚合设备中,以下哪些设备是必要的?()A. 反应器B. 搅拌器C. 过滤器D. 干燥器答案:ABCD2. 在聚合过程中,以下哪些因素会影响聚合物的分子量?()A. 反应温度B. 反应压力C. 催化剂类型D. 单体浓度答案:ABCD三、判断题1. 聚合设备的搅拌器转速越高,聚合物的分子量就越大。
()答案:错误2. 聚合设备中的冷却器主要用于控制反应温度,以防止聚合物过热。
()答案:正确3. 聚合设备中的脱泡器可以有效地去除聚合物中的气泡,提高产品质量。
()答案:正确四、简答题1. 简述聚合设备中反应器的作用。
答案:聚合设备中的反应器是聚合反应的主要场所,它提供了适宜的温度、压力和反应条件,使单体在催化剂的作用下发生聚合反应,生成聚合物。
2. 聚合设备中的过滤器有什么作用?答案:聚合设备中的过滤器用于去除聚合物中的杂质和未反应的单体,以保证聚合物的纯度和质量。
五、计算题1. 如果一个聚合反应器的容积为500升,反应时间为4小时,求该反应器每小时的聚合速率。
答案:聚合速率 = 反应器容积 / 反应时间 = 500升 / 4小时 = 125升/小时。
2024年【聚合工艺】考试题及答案l、【单选题】对现场窖井盖密闭改造其目的是()。
( B )A、设备管理需要B、防止VOE散发C、防止雨水流入2、【单选题】废水的物理指标大致可分为温度、色度、浊度、硬度和()等。
C C )A、CODB、氨氮C、电导率3、【单选题】废水经生物脱氮工艺、吹脱工艺等处理可以脱除()。
C C )A、CODB、氮氧化物C、氨氮4、【单选题】()就是根据事故情景,对事故可能波及范围内的相关人员进行疏散、转移和安置。
C C )A、转移和安置B、疏散与转移C、疏散与安置5、【单选题】2008年10月28日第十一届全国人民代表大会常务委员会第五次会议修订的《中华人民共和国消防法》将()实施。
( A )A、2009年1月1日B、2008年10月28日C、2009年5月1日6、【单选题】一氧化碳的爆炸极限为()%。
C C )A、4.3至46B、4至74C、12.5至747、【单选题】一般开车时采用()。
C C )A、通过计算提出B、最小回流比C、全回流8、【单选题】下列有机物属于不饱和经的是()。
( B )A、异丁皖B、二丁烯C、丙炕9、【单选题】不锈钢管道主要的腐蚀类型是()。
( C )A、应力腐蚀B、均匀腐蚀C、晶间腐蚀和点腐蚀10、【单选题】乙烯是()。
( C )A、金属B、无机物C、有机物11、【单选题】以下设备不属于三类压力容器的是()。
( A )A、普通介质低压储罐B、低温液体存储容器C、高压容器12、【单选题】作业高度在5"'15m作业称为()级高处作业。
( A )A、二B、一C、三13、【单选题】其他单位和个人通过研究提出的地震预测意见,应当向所在地或者所预测地的()书面报告,或者直接向国务院地震工作主管部门书面报告。
收到书面报告的部门或者机构应当进行登记并出具接收凭证。
( B )A、省级以上地方人民政府负责管理地震工作的部门或者机构B、县级以上地方人民政府负责管理地震工作的部门或者机构C、国家负责管理地震工作的部门或者机构14、【单选题】利用水中微生物对有机物的氧化分解作用对污水进行净化属于()净化。
综合题1、夹套式搅拌反应釜的设计内容分为哪两大部分?各包括哪些内容?并详细叙述工艺设计的具体过程。
2、请从工艺技术和经济效益两个方面,详细分析本体法与悬浮法生产聚苯乙烯的各自特点。
问答题1、(4分)聚合反应和聚合物的生产有哪些特点?2、(4分)聚合反应工程分析的核心内容是什么?3、(10分)聚合过程中,温度的调控应注意哪些因素?聚合速率的调控有哪些方法?4、(7分)化学反应器按结构型式可分为哪几类?画出示意图。
5、(3分)理想反应器的设计应满足哪些要求?6、(7分)工业化生产常用的反应器有哪几种型式?并阐述管式反应器的结构、特点和功能。
7、(5分)按聚合反应的特性及过程控制的重点,工业聚合反应器的选型要注意哪些因素?8、(4分)搅拌聚合釜应具备哪几项功能?9、(4分)以二元共聚为例,说明操作方式对聚合反应及其产物的影响.10、(13分)聚合过程中,聚合度及其分布有哪些途径可以进行调控?,粒径及其分布的调控有哪些方法?11、(3分)搅拌器所需要的功率包括哪几方面?12、(4分)反应器装料系数的物理意义是什么?,怎样确定和调整?13、(7分)工业化生产常用的反应器有几种型式?并阐述釜式反应器的结构、功能和特点。
14,(5分)聚合反应釜的设计分为几大部分?其中工艺设计的内容有哪些?填空题1、化工生产对化工设备的基本要求有__________ ,____________,____________ , ____________ 。
2___________ ,____________ ,____________ 。
3、化工设备对塔设备的要求是____________,____________,______________________,____________,____________,____________,____________。
4,化工容器的安全装置中的监控装置有________________, ____________。
5,化工管路常用的管件有____________,____________,____________。
6,塔设备按单元操作可分为____________,____________,____________,____________, ____________。
7、常见搅拌器桨叶的构形主要有____________, ____________,_____________, ____________ ,____________, ____________。
8.化学反应按机理可分为____________,____________。
按反应物料的相态可分为____________,____________,按反应过程进的操作方式条件可分为____________,____________,____________。
、化工容器的基本结构组成是____________ ,____________ ,____________9、化工生产对化工设备的基本要求有________________,________________,________________,________________。
10、化工容器的基本结构组成是____________,____________,____________, ____________, ____________ , ____________。
11、化工设备常用的非金属材料有____________ ,____________,____________,____________, ____________ , ____________。
12、化工容器安全装置中的泄压装置有____________,____________。
13、化工生产对塔设备的要求____________,____________,____________,____________,____________,____________,____________。
14、换热器的种类有____________,____________,____________其中管式换热器有____________, ____________, ____________ , ____________。
15、阀门的种类有____________,____________,____________,____________, ____________, ____________, ____________ , ____________。
综合题分为夹套和罐体(带搅拌器的反应釜)两大部分。
搅拌反应釜主要有搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。
搅拌容器多为中、低压压力容器;搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成,其形成通常由工艺设计而定;传动装置是为带动搅拌装置设置的,主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成;轴封装置为动密封,一般采用机械密封或填料密封;它们与支座、人孔、工艺管等附件一起,构成完整的夹套反应釜。
夹套是套在罐体外且为椭圆形封头,常压和操作压力不大而直径较大的设备,顶盖可用薄钢板制成密封空间的容器。
罐体是圆筒形容器,有顶盖、筒体和罐底,通过支座安装在基础或平台上。
罐底通常造的平盖,并在薄钢板上加设型钢制的横梁,用以支撑搅拌器及传动装置。
顶盖与筒体的连接方式分为可拆和不可拆两种。
本体聚合:最大的特点是在聚合过程中,除了引发剂不须加入分散剂、乳化剂等助剂或溶剂,所以产品的纯度比其他聚合方法高,对环境污染小,从反应器利用率看也是所以聚合方法里最高,可直接进行浇铸成型,生产设备利用率高,操作简单,不需要复杂的分离、提纯操作。
投资较少,反应器有效反应容积大,生产能力大,易于连续化,生产成本低。
本体聚合的困难是如何及时有效的移走反应放出的大量热,特别是反应后期,转化率高,反应体系粘度剧增,造成混合、传热困难,反应情况恶化。
热效应相对较大,自动加速效应造成产品有气泡,变色,严重时则温度失控,引起爆聚,使产品达标难度加大。
由于体系粘度随聚合不断增加,混合和传热困难,有时还会出现聚合速率自动加速现象。
悬浮聚合:聚合机理与本体聚合相同,只是把单体分散成液滴悬浮于水中进行聚合,这样传热问题容易解决了,但设备的生产能力就相应减小了。
另外聚合过程中要加入分散剂来稳定液滴,这就增加了后处理设备。
存在自动加速作用,必须使用分散剂,且在聚合完成后,很难从聚合产物中除去,会影响聚合产物的性能。
问答题1.①反应机理多样,动力学关系复杂,重现性差,且微量杂质的影响甚大;②在聚合过程中,除要考虑转化率外,还需要考虑聚合度及其分布、共聚物组成及其分布和序列分布、聚合物结构,已至聚合物性能等问题;③多数聚合物体系粘度很高,有的则是多相体系,它们的流动、混合以及传热、传质等都与低分子体系有很大的不同;而且根据物系特征和产品性能的要求,反应装置的结构往往也需要做一些专门的考虑,这就反映出聚合装置中传递过程的复杂性;④由于聚合体系及聚合产品种类多,所以各种化工基础数据甚为缺乏,而实验测定这些数据也十分不易,故要进一步研究流动、混合传热、传质等传递过程就显得更为困难,这就使得聚合反应器的设计、放大等受到一定限制,,正是由于上述的一些特点和困难,造成聚合反应工程至今还不能达到圆满地、定量地解决工业装置的设计、放大问题,这就是聚合反应工程发展较为缓慢,至今尚不成熟的主要原因之一。
2.①进行聚合反应器的最佳设计②进行聚合反应操作的最佳设计和控制3.①控制聚合反应的放热速度②强化反应器散热过程③选用适当冷却介质,提高传热温差(1)调节单体及引发剂浓度,改变单体及引发剂的加料方式;(2)如有需要,可加入一定量的阻聚剂,以控制聚合进程;(3)调节聚合温度;(4)改变聚合配方;(5)在连续聚合时,可改变返混程度。
如连续乳液聚合时,可利用管式预反应器来提高乳胶粒数N ' ,以达到提高聚合速率的目的;(6)对于乳液聚合可用调节乳化剂量来调节聚合速率;(7)调节反应压力中压聚烯烃的生产中。
尽管对于多数聚合体系来说压力不是敏感因素,但在高压聚乙烯的生产中,压力是关键的参数4.分为管式、釜式、塔式、固化床、流化床等反应器。
5.(1)提供反应物料进行反应所需要的容积,保证设备有一定的生产能力;(2)具有足够的传热面积,保证反应过程中能量的传递,使反应控制在最适宜的温度下进行;(3)保证参加反应的物料均匀混合。
6.反应釜;管式反应器;鼓泡塔;固定床;流化床;回转筒式反应器;喷嘴式反应器。
管式反应器主要应用于快速的的气相和液相反应,对有压力的反应尤为适用,如高压聚乙烯可采用管式反应器生产。
使用管式反应器时,反应物料从一端进入管中,从另一端排除产物及未反应的物料。
在反应器中反应物的组成随管长而连续变化。
反应热可由套管或管外夹套传出。
与其他反应器比较,管式反应器在达到相同生产能力和转化率时,所需的反应器体积最小,而单位反应器体积所具有的传热面积最大。
对于慢反应,则需管子很长,故压降也随之增加,此时不宜采用管式反应器。
7.(l)重点在于确保反应时间的场合可选用塔式反应器;(2)重点在于除去聚合热的场合可选用搅拌釜式反应器;(3)以控制聚合速度和去除平衡过程中产生的低分子的场合可选用搅釜式反应器。
薄膜型或表面更新型反应器(4)以控制反应产物颗粒性状为主的场合可选用乳化、分散型搅拌釜;(5)需要在强剪切下进行反应的场合可选用桨叶与壁面间隙较小的搅拌反应器。
8.(1)推动液体流动,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,以提高传热速率(4)加速物料的分散和合并,增大物质的传递速率。
(5)在高黏体系,可以更新表面,促使低分子物(如水、单体、溶剂等)蒸出。
9.间歇操作时,由于单体浓度随反应不断变化,故共聚物组成也随反应不断变化,但长链支化及交联却比其他操作方式时少;连续操作时,由于反应器内单体浓度维持不变,故共聚物的组成能保持一定。
当反应器维持低单体浓度时,可能会导致长链支化及交联程度的增加。
随着反应器数目的增加,长链支化及交联情况接近于间歇操作。
10.(1)调节反应温度,避免波动;(2)调节单体、引发剂浓度;(3)在连续聚合时可改变返混程度,活性链寿命长时,理想混合流反应器所得聚合度分布宽。
活性链寿命短时,理想混合流反应器所得聚合度分布窄;(4)使用分子量调节剂;(5)乳液聚合可通过调节乳化剂来调节聚合度;(6)对缩聚反应应严格控制组分间的等摩尔比及去除反应副产物(如水等),以利得到高分子量产物。
(1)调节搅拌强度(2)调节搅拌釜内流体的循环次数(3)调节搅拌转速(4)改变聚合配方(5)反应器内部构件(6)采用种子聚合(7)改变反应器的返混程度11.(1)搅拌器所消耗的能量,即搅拌器推动液体流动所需的能量,简称搅拌器轴功率;(2)搅拌轴封所消耗的能量;(3)机械传动所消耗的能量。