化工原理专业实验思考题答案

实验一

1.本实验测定聚合速率的原理是什么？

膨胀计法的原理是利用聚合过程中体积收缩与转化率的线性关系。

2.本实验应注意哪些实验操作？

①选择膨胀计时要注意磨口的配套。

②单体和引发剂要混合均匀，引发剂充分溶解。

③膨胀计内要检查有无气泡

④要明确诱导期的测量方法，在实验前了解开始计时的时间，避免实验产生错误。

⑤反应物加入膨胀计后，毛细管与反应器要耳朵对耳朵，对上后将磨口转动一下，橡皮筋一定要扎紧，严格防止实验时水进入膨胀计。

⑥膨胀计需要完全插入恒温槽内，膨胀计内的最高液面应该在恒温槽液面以下

⑦反应结束马上取出样品，迅速使反应器与毛细管分离，以免膨胀计粘结；用丙酮将反应器与毛细管清洗干净

实验二

1、实验中怎样判断气液两相已达到平衡？

答案：体系温度一段时间内（约5分钟）不再发生变化时，则可判定气液两相达到平衡。

2、影响气液平衡测定准确度的原因有那些？

答案：①装置的气密性；②平衡温度的读取；③由阿贝折射仪读取混和液折射率的误差；④在阿贝折射仪工作曲线上由折射率读取气液相组成存在读数误差；⑤取样时气液是否达到平衡；

⑥是否选取了合理的取样点。

3、为什么要确定模型参数，对实际工作有何作用？

答：由于温度变化，但参数不会变，确定模型参数后，对于同样的物系，都可以使用，省去了实验的时间，直接计算就可，获得数据更快速、更方便。模型参数对于实际工作中有着很好的指导作用，而且Wilson方程有了二元参数后，可以用来预测多元混合物的性质。

实验三

1. 怎样提高酯化收率？

答：采用连续式操作，即是在塔的某处进料。在塔上部某处加带有酸催化剂的乙酸，塔下部某处加乙醇。釜沸腾状态下塔内轻组分逐渐向上移动，重组分向下移动。具体地说，乙酸从上段向下段移动，与向上段移动的乙醇接触，在不同填料高度上均发生反应，生成酯和水。塔内此时有4组分。由于乙酸在气相中有缔合作用，除乙酸外，其它三个组分形成三元或二元共沸物。水－酯，水－醇共沸物沸点较低，醇和酯能不断地从塔顶排出。若控制反应原料比例，可使某组分全部转化。

2. 不同回流比对产物分布影响如何？

答：当回流比增大时，乙酸乙酯的浓度比回流比小时要大，但当回流比过大时，传质推动力减小，理论塔板数增大，需要的投资增加。

3. 加料摩尔比应保持多少为最佳？

答：此反应的原料反应摩尔比为1:1，为提高反应的转化率，应使某组分过量，因乙醇的沸点较低，易被蒸出，因此应把乙醇多加，比例约为2:1即可。

实验四

1.测定停留时间分布函数的方法有哪几种？本实验采用的是哪种方法？

脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入示踪法。本实验采用脉冲示踪法。

2.模型参数N的数值意义

模型参数N的数值可检验理想流动反应器和度量非理想流动反应器的返混程度。当实验测得模型参数N值与实际反应器的釜数相近时，则该反应器达到了理想的全混流模型。若实际反应器的流动状况偏离了理想流动模型，则可用多级全混流模型来模拟其返混情况，用其模型参数N值来定量表征返混程度。

3.如何限制返混和加大返混

限制返混的主要措施是分割，通常有横向分割和纵向分割之分，其中重要的是横向分割。为减少返混，工业上常采用多釜串联的操作，这就是横向分割的典型例子。当串联釜数足够多时，这种连续多釜串联的操作性能就很接近平推流反应器的性能；为了限制返混，对高径比较大的流化床反应器，可在其内部装置横向挡板以减少返混，而对于高径比较小的，则可设置垂直管作为内部构件，这就是纵向分割。

加大返混的措施，改变流涕的流动状态，搅拌、设置挡板等。

4. 为什么说返混与停留时间分布不是一一对应的？

返混是流动系统的内在流动特征，一般不易直接测定。返混的研究通常是先简化，然后假设流动模式（流动宏观形态的简化物理模式），以流动模型表示返混与物料停留时间分布的定量关系，并根据物料的停留时间分布来检验模型和估计模型参数。一定的返混流动模式会表现出确定的停留时间分布，但同样的停留时间分布却可能由不同的返混流动模式造成。所以从停留时间分布不能确切推测流动模式。

5.何谓反混？反混的起因是什么？

返混又称逆向混合是指不同年龄质点之间的混合这里的逆向是时间概念上的逆向不同于一般搅拌混合

返混产生的原因有两点：(1)反应器内的环流运动物料在连续反应器中的反向运动造成返混如循环反应器中的循环流连续流动塔式反应器中的轴向反向扩散以及连续釜式反应器中的搅拌作用。(2)反应器内物料的流速分布不均匀当反应器内物料的流速分布不均匀时也同样可以改变反应器内的浓度分布造成返混

实验五

1.此装置能否适应其它物料与其它固体催化剂进行反应？

能，比如乙苯脱氢制取苯乙烯就可使用于此装置。

2.反应器是如何保持恒温的？

通过反应釜的夹套进行换热

3.固定床反应器

实验六

（1）在本装置中，一个完整的吸附循环包括哪些操作步骤？

升压、吸附、顺向降压、逆向放压、冲洗等五个步骤。

（2）气体的流速对吸附剂的穿透时间和动态吸附容量有何影响？为什么？

气体的流速对吸附剂的穿透时间影响成正比，而对吸附剂容量无影响。因为根据动态吸附容量公式可知气体流速与动态吸附容量无关

（3）吸附压力对吸附剂的穿透时间和动态吸附容量有何影响？为什么？

吸附压力对吸附的穿透时间成反比，而对吸附容量无影响。因为根据动态吸附容量公式可知吸

附压力与动态吸附容量无关。

（4）根据实验结果，您认为本实验装置的吸附时间应控制在多少为适？

为确保产品质量，在实际生产中吸附柱有效工作区应控制在穿透点之前。小于穿透时间

（5）该吸附装置在提纯氮气的同时，还具有富集氧气的作用，如果实验目的是为了获得富氧，实验装置及操作方案应做哪些改动？

1.调节电磁阀，将均压方式改为两端同时均压，分离后的产品气一部分进入储气罐,经流量计流出,一部分对另一吸附塔进行反吹清洗,而氮气及其他组分在解吸时排入大气。

2.改变吸附时间

实验七

1，质面比常数K值对实验结果有何影响？为什么？

答: 任意温度任意压力下，质面比常数k均不变。所以不会对实验结果又影响。

2，为什么测量25℃下等温线时，严格讲，出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡

将消失时的压力应相等？

答：在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。根据相律得 F=C-P+1=1-2+1=0，自由度为0，故过程中压力应为相等。

实验八

1.请说明超滤膜分离的机理

超滤膜具有一般膜的筛分特性、但其表面上特征性质可以与比膜孔小的物质发生作用截留比膜孔径小的物质。

2.超滤膜组件长期不用时，为什么要加保护液？

防止微生物对中空纤维膜的侵蚀。

3.在实验中，如果操作压力过高会有什么结果？

压力虽然是膜分离的推动力但是压力过高会增加浓度极差化程度影响分子通过膜的效率。

4.提高料液的温度对膜通量有何影响？

在一定温度范围内温度升高可使粘度下降，扩散系数增大，溶解度增大。自水中逃离而附在膜表面的趋势相对减小，通量也随之增大。