制备2011复习思考题改
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高材 0807
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2.对于涡轮式搅拌器,导流筒则置于桨叶的上方。 釜式聚合反应器的除热方式:夹套冷却(主要)、夹套附加内冷管、内冷管、 反应物料釜外循环、回流冷凝器、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷。 适用场所:釜式聚合反应器是一种型式多变的聚合装置,广泛应用于低粘度 的悬浮聚合和乳液聚合过程;也用于高粘度的本体和溶液聚合过程,也可 应用于缩合聚合体系。(占80~90%) 7.搅拌器有哪些种类?各有何特点?如何选用搅拌器? 答:桨式、推进式、涡轮式、螺杆及螺带式、组合式 桨式特点:结构简单,转速低,桨叶面积大;平桨、斜桨:剪切强,转速为 20~ 200rpm 适合粘度为 0.1~102Pa·S 的液体;锚式、框式:转速低,剪切小 推进式特点:结构简单,制造方便,适用于液体粘度低,液量大的液体搅拌;剪 切较低,属于循环型搅拌器。 涡轮式特点:种类繁多,应用广泛;处理粘度范围广;剪切强 螺杆及螺带式特点:转速低,剪切若;通常需要搅拌附件的配合,以提高传热和 传质的效果 搅拌器选用基本要求: 保证物料的混合;消耗最小的功率;所需费用最低;操作方便,易于制造和维修 选择的一般考虑方法: 如果生产上对搅拌无特殊要求,则可参照生产时所使用的类似搅拌器经验选定; 如果对搅拌有严格要求,又无参照工艺,则对应工艺、设备等全面分析,找到操 作的主要控制因素,选择相应的搅拌;过程开发或大型工程,通过试验研究最佳 的型式、尺寸,再相似放大进行设计
2. 如何选择某种聚合物的聚合实施方法?举例说明 (1) 聚合物可以采用多种方法生产,聚合方法选择需考虑单体的性质,催 化剂的性质,聚合物产品的用途与性能 (2) 丁苯橡胶分乳聚丁苯和溶聚丁苯:分别采用乳液、溶液聚合。 镍系顺丁橡胶:溶液聚合。 聚苯乙烯可由四种聚合机理完成,但多用自由基法生产 PS,而在自由 基法中由分本体和悬浮两种,尤其是 HIPS 主要由本体自由基生产。(阴 离子聚合、阳离子聚合这两种历程存在操作难度高、投资大等特点, 而自由基聚合控制难度低) PVC:PVC 糊树脂(乳液)、硬 PVC(悬浮聚合、本体聚合)。 丁二烯虽可进行阴离子聚合、配位阴离子聚合及自由基聚合,但若采 用自由基聚合,产物凝胶含量非常大,不能作为橡胶使用,因此只能 采用前两种聚合方法。
9.聚合物生产的分离、后处理包括的内容及其对产品性能的影响? 答:分离就是指聚合物介质分开的过程,不同的聚合实施方法可能采取的分离方
法不同,分离的过程将脱除大部分残留单体.溶剂,这些物质不仅降低聚合
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பைடு நூலகம்
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物产品的性能,而且对于人体有害.污染环境,聚合物后处理工序包括脱水. 干燥.加入助剂及形状处理等方面;但是树脂与橡胶处理略有区别,树脂后 处理主要包括脱水.干燥.加入添加剂.直接得到粉状树脂;或者经过脱水. 干燥.加入添加剂.混炼.切粒.混合均化.包装得到颗粒状树脂;橡胶后处理 根据用途也不同,乳液用于涂料或其他直接使用乳液的场合,乳液可以直 接使用或浓缩后包装.使用;需要得到固体橡胶时则需要凝聚.脱水.水洗. 挤压干燥.压块.包装。在这些后处理工序中,最关键的是脱灰和干燥工序, 这些工序使用的设备若不合理,仍会出现废品。橡胶产品导致凝胶含量高, 塑料树脂导致分子量降低或交联。
2011 聚合物制备工程
——高材 0807
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一、基本概念与简述题
1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么?聚合物制备工程的内容主要包括哪 些方面? (1) 原料精制与准备,催化剂配制,聚合过程,分离过程,后处理过程, 回收过程 (2) 合理设计及选用最佳的聚合实施方法,合理设计及选用相应的反应 器,合理选择原料、催化剂的制备或精制工序,合理地选择或设计 后处理工序设备,过程的优化或系统化及其控制方法。
3. 三烯、三苯是哪些化学品?简述三烯、三苯和乙炔的来源。 (1) 三苯:苯,甲苯,二甲苯 三烯:乙烯,丙烯,丁二烯 三烯来源:石油化工路线;三苯来源:石油化工路线,煤化工路线; 乙炔来源:煤化工路线 (三苯主要由石脑油的催化重整制得,也可由煤的炼焦制得 三烯主要由石脑油等化工轻油的裂解制得 乙炔主要由煤的炼焦制得)
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4. 聚合物工业的原料来源有哪些?哪些属于可再生资源? 不可再生资源:化石资源(石油、天然气,煤炭、油页岩),废弃物,可燃 冰 可再生资源:生物资源(动物、植物、微生物及其排泄物)
5. 反应器按照操作形式如何分类,及其特点? 间歇反应器: a.反应物料间歇加入与取出,反应物料的温度和浓度等操作参数随时间 而变,不随空间位置而变,所有物料质点在反应器内经历相同的反应时 间; b.操作灵活,弹性大,投资小; c.需较多辅助时间,设备利用率低; d.产品质量不易均匀。
一种)、挤出。 釜式反应器的结构特征:①釜体(圆形筒体、上下封头)
②换热装置(夹套、内冷件、釜外循环) ③搅拌装置(搅拌器、搅拌轴、传动装置【电机、 减速机、联轴器】、搅拌附件【挡板、导流筒、内 盘管等】) ④密封装置(动密封:搅拌轴与筒体之间;静密封: 各法兰之间) ⑤其他结构(接管、入【手】孔、支座等)。 搅拌附件:挡板、导流筒等(注意:内冷管、蛇管的传热附件也起到类似 作用); 挡板安装:以搅拌雷诺数NRe判断 NRe<20.一般无需挡板; NRe=20~!03-4,不完全挡板(<4) NRe>103-4,需全挡板(4个) 导流筒安装方式:1.对于推进式搅拌器,导流筒套在桨叶的外面;
8.挡板、导流桶作用是什么?在实际安装时需要注意哪些问题? 答:消除漩涡和涡流,改善流动效果,提高混合效率,加强传质和传热
挡板:消除漩涡和涡流,改善流动效果,一般相距90°,垂直安装,并留有 挡板宽度1/6的空隙; 导流筒: 安装方式: 1.对于推进式搅拌器,导流筒套在桨叶的外面; 2.对于涡轮式搅拌器,导流筒则置于桨叶的上方。 作用: 1.提高釜内流体的搅拌程度,加强桨叶对流体的直接剪切作用; 2.造成一定的循环流型,使物料均可以通过导流筒内的强烈混合区,提高混 合效率
半连续反应器 a.有利于聚合物组成的控制; b.可以控制聚合速率,从而利于控制聚合反应; c.非稳态过程,主要应用:乳液聚合。
连续反应器 a.反应器内任一点的组成不随时间而改变,属于稳态过程; b.生产能力高,易实现自动控制,适于大规模生产; c.产品质量均一。
6.聚合反应器按照结构特征分类有几种?釜式反应器的结构特征及搅拌附件的 安装;釜式聚合反应器的除热方式及其所适用的场所。 答:按结构特征分为:釜式(单釜、多釜串连)、塔式、管式、流化床(塔式的
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2.对于涡轮式搅拌器,导流筒则置于桨叶的上方。 釜式聚合反应器的除热方式:夹套冷却(主要)、夹套附加内冷管、内冷管、 反应物料釜外循环、回流冷凝器、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷。 适用场所:釜式聚合反应器是一种型式多变的聚合装置,广泛应用于低粘度 的悬浮聚合和乳液聚合过程;也用于高粘度的本体和溶液聚合过程,也可 应用于缩合聚合体系。(占80~90%) 7.搅拌器有哪些种类?各有何特点?如何选用搅拌器? 答:桨式、推进式、涡轮式、螺杆及螺带式、组合式 桨式特点:结构简单,转速低,桨叶面积大;平桨、斜桨:剪切强,转速为 20~ 200rpm 适合粘度为 0.1~102Pa·S 的液体;锚式、框式:转速低,剪切小 推进式特点:结构简单,制造方便,适用于液体粘度低,液量大的液体搅拌;剪 切较低,属于循环型搅拌器。 涡轮式特点:种类繁多,应用广泛;处理粘度范围广;剪切强 螺杆及螺带式特点:转速低,剪切若;通常需要搅拌附件的配合,以提高传热和 传质的效果 搅拌器选用基本要求: 保证物料的混合;消耗最小的功率;所需费用最低;操作方便,易于制造和维修 选择的一般考虑方法: 如果生产上对搅拌无特殊要求,则可参照生产时所使用的类似搅拌器经验选定; 如果对搅拌有严格要求,又无参照工艺,则对应工艺、设备等全面分析,找到操 作的主要控制因素,选择相应的搅拌;过程开发或大型工程,通过试验研究最佳 的型式、尺寸,再相似放大进行设计
2. 如何选择某种聚合物的聚合实施方法?举例说明 (1) 聚合物可以采用多种方法生产,聚合方法选择需考虑单体的性质,催 化剂的性质,聚合物产品的用途与性能 (2) 丁苯橡胶分乳聚丁苯和溶聚丁苯:分别采用乳液、溶液聚合。 镍系顺丁橡胶:溶液聚合。 聚苯乙烯可由四种聚合机理完成,但多用自由基法生产 PS,而在自由 基法中由分本体和悬浮两种,尤其是 HIPS 主要由本体自由基生产。(阴 离子聚合、阳离子聚合这两种历程存在操作难度高、投资大等特点, 而自由基聚合控制难度低) PVC:PVC 糊树脂(乳液)、硬 PVC(悬浮聚合、本体聚合)。 丁二烯虽可进行阴离子聚合、配位阴离子聚合及自由基聚合,但若采 用自由基聚合,产物凝胶含量非常大,不能作为橡胶使用,因此只能 采用前两种聚合方法。
9.聚合物生产的分离、后处理包括的内容及其对产品性能的影响? 答:分离就是指聚合物介质分开的过程,不同的聚合实施方法可能采取的分离方
法不同,分离的过程将脱除大部分残留单体.溶剂,这些物质不仅降低聚合
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物产品的性能,而且对于人体有害.污染环境,聚合物后处理工序包括脱水. 干燥.加入助剂及形状处理等方面;但是树脂与橡胶处理略有区别,树脂后 处理主要包括脱水.干燥.加入添加剂.直接得到粉状树脂;或者经过脱水. 干燥.加入添加剂.混炼.切粒.混合均化.包装得到颗粒状树脂;橡胶后处理 根据用途也不同,乳液用于涂料或其他直接使用乳液的场合,乳液可以直 接使用或浓缩后包装.使用;需要得到固体橡胶时则需要凝聚.脱水.水洗. 挤压干燥.压块.包装。在这些后处理工序中,最关键的是脱灰和干燥工序, 这些工序使用的设备若不合理,仍会出现废品。橡胶产品导致凝胶含量高, 塑料树脂导致分子量降低或交联。
2011 聚合物制备工程
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一、基本概念与简述题
1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么?聚合物制备工程的内容主要包括哪 些方面? (1) 原料精制与准备,催化剂配制,聚合过程,分离过程,后处理过程, 回收过程 (2) 合理设计及选用最佳的聚合实施方法,合理设计及选用相应的反应 器,合理选择原料、催化剂的制备或精制工序,合理地选择或设计 后处理工序设备,过程的优化或系统化及其控制方法。
3. 三烯、三苯是哪些化学品?简述三烯、三苯和乙炔的来源。 (1) 三苯:苯,甲苯,二甲苯 三烯:乙烯,丙烯,丁二烯 三烯来源:石油化工路线;三苯来源:石油化工路线,煤化工路线; 乙炔来源:煤化工路线 (三苯主要由石脑油的催化重整制得,也可由煤的炼焦制得 三烯主要由石脑油等化工轻油的裂解制得 乙炔主要由煤的炼焦制得)
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4. 聚合物工业的原料来源有哪些?哪些属于可再生资源? 不可再生资源:化石资源(石油、天然气,煤炭、油页岩),废弃物,可燃 冰 可再生资源:生物资源(动物、植物、微生物及其排泄物)
5. 反应器按照操作形式如何分类,及其特点? 间歇反应器: a.反应物料间歇加入与取出,反应物料的温度和浓度等操作参数随时间 而变,不随空间位置而变,所有物料质点在反应器内经历相同的反应时 间; b.操作灵活,弹性大,投资小; c.需较多辅助时间,设备利用率低; d.产品质量不易均匀。
一种)、挤出。 釜式反应器的结构特征:①釜体(圆形筒体、上下封头)
②换热装置(夹套、内冷件、釜外循环) ③搅拌装置(搅拌器、搅拌轴、传动装置【电机、 减速机、联轴器】、搅拌附件【挡板、导流筒、内 盘管等】) ④密封装置(动密封:搅拌轴与筒体之间;静密封: 各法兰之间) ⑤其他结构(接管、入【手】孔、支座等)。 搅拌附件:挡板、导流筒等(注意:内冷管、蛇管的传热附件也起到类似 作用); 挡板安装:以搅拌雷诺数NRe判断 NRe<20.一般无需挡板; NRe=20~!03-4,不完全挡板(<4) NRe>103-4,需全挡板(4个) 导流筒安装方式:1.对于推进式搅拌器,导流筒套在桨叶的外面;
8.挡板、导流桶作用是什么?在实际安装时需要注意哪些问题? 答:消除漩涡和涡流,改善流动效果,提高混合效率,加强传质和传热
挡板:消除漩涡和涡流,改善流动效果,一般相距90°,垂直安装,并留有 挡板宽度1/6的空隙; 导流筒: 安装方式: 1.对于推进式搅拌器,导流筒套在桨叶的外面; 2.对于涡轮式搅拌器,导流筒则置于桨叶的上方。 作用: 1.提高釜内流体的搅拌程度,加强桨叶对流体的直接剪切作用; 2.造成一定的循环流型,使物料均可以通过导流筒内的强烈混合区,提高混 合效率
半连续反应器 a.有利于聚合物组成的控制; b.可以控制聚合速率,从而利于控制聚合反应; c.非稳态过程,主要应用:乳液聚合。
连续反应器 a.反应器内任一点的组成不随时间而改变,属于稳态过程; b.生产能力高,易实现自动控制,适于大规模生产; c.产品质量均一。
6.聚合反应器按照结构特征分类有几种?釜式反应器的结构特征及搅拌附件的 安装;釜式聚合反应器的除热方式及其所适用的场所。 答:按结构特征分为:釜式(单釜、多釜串连)、塔式、管式、流化床(塔式的