第一章 聚合反应工程基础1-2
聚合反应工程基础(全套课件567P)
1.1.1 高分子化合物的分类和命名
2. 结构系统命名法：由（International Union of Pure and Applied
Chemistry, IUPAC）提出
I 26
1.1.2 高分子化合物的基本特点
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
重复结构单元
结构单元
结构单元
n
例2：尼龙66 的重复单元与结构单元
----( CH2--CH=CH--CH 2 -)--(-CH --CH-)---2 y x
n
例3：丁苯橡胶 的重复结构单元与结构单元
I 24
1.1.2 高分子化合物的基本特点
实际上，分子量的大小并无明确的界限，一般
-- -- - --< 1,000 < - - - - - - < 10,000 < - - - - - < 1,000,000 < - - - - 低分子物 低/齐聚物 （Oligomer） 高聚物 (Polymer)
PS
PVC PTFE PAA PET
polystyrene
Polyvinyl chloride Polytetrafluoroethylene polyacrylic acid polyester
聚甲基丙烯酯 甲酯
聚醋酸乙烯 聚乙烯醇 聚丁二烯 聚丙烯腈
PMMA
PVAc PVA PB PAN
polymethylmet hacrylate
主要参考书目
1. 陈甘棠著，《聚合反应工程基础》，中国石化出版社，1991 2. 史子瑾主编，《聚合反应工程基础》，化学工业出版社， 1991 3. C.McGreavy(Ed),“Polymer Reactor Engineering”,Blackie
《聚合反应工程》PPT课件
聚合反应工程
完整版ppt
11
第一章 绪论
聚合反应工程
完整版ppt
12
第一章 绪论
热量、质量、动量 三传
高分子化学工艺
化工仪器仪表 聚合反应工程
系统工程
化学工程
高分子化学
聚合反应工程
完整版ppt
13
第一章 绪论
聚合反应工程
完整版ppt
14
第15
聚合物反应工程
• 3．多数聚合物体系粘度很高； • 4．所以各种化工基础数据甚为缺乏。
聚合反应工程
完整版ppt
5
第一章 绪论
• 聚合反应工程研究的内容为： • 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；
聚合反应工程
完整版ppt
6
第一章 绪论
• 本课程分为八章，由理论到实际，完成对聚合 反应工程内容讲授。
聚合反应工程
完整版ppt
2
聚合物反应工程
• 包括： • 化学过程：反应动力学 • 物理过程：热量的传递、物质的流动、反应器
内产生温度分布和浓度分布。 • 动力学和传递结合成为化学反应工程研究中最
活跃的因素．
聚合反应工程
完整版ppt
3
聚合物反应工程
• 学时 48 • 学位课程 • 主要参考书 • 《高分子化学》 • 《聚合物流变学》 • 教材 • 史子瑾 《聚合反应工程基础》化学工业
聚合反应工程
聚
合
反
应
20 06
工 程
9
完整版ppt
1
聚合物反应工程
• 简介 • 聚合反应工程是化学反应工程的一个分支，
它是研究聚合物制造中的化学反应工程问 题。 • 在60年代国际上提出这一方向。 • 化学反应工程学是以工业规模进行的化学 规律为研究对象，以化学反应动力学和传 递过程作为主要基础。
聚合反应工程基础 - 整理
理想流动和理想反应器的设计
进行化学反应时，动量、热量、与质量的传递对反应速率有直接的影响， 所以在设计反应器时必须进行物料，热量及动量的衡算。
由于在有的反应器内，物料的浓度和温度是随着时间和空间的变化而变化 的，要准确地建立物料衡算方程式，有必要先对时间或空间进行微分，然后再 积分的方法进行计算。
不为零。
理想流动和理想反应器的设计
理想化学反应器
理想化学反应器的定义： 当反应器中没有任何传递过程的影响因素存在，反应的结果唯一地
由化学因素决定时，就称它为理想化学反应器。
实践中性能和行为接近于这种理想化学反应器的两种反应器： • 搅拌充分的间歇釜式反应器 • 连续流动的理想管式反应器
作为问题的另一方面，有时把无限偏离理想化学反应器的反应器也 作为“理想”化学反应器，如：
2 聚合反应的装置
2.塔式聚合反应器
一般用于连续生产且对物料的停留时间有一定要求的较高粘度的物 料体系,主要是一些缩聚反应。
苯乙烯本体聚合反应器
己内酰胺连续缩聚用的VK塔
2 聚合反应的装置
3. 管式聚合反应器
优点：简单，单位体积所具有的传热面积大，单位体积生产能力大、 单程转化率高，适用高温、高压操作。
均相反应动力学
2．化学反应动力学的表达式 影响化学反应速率的最主要因素是反应物料的浓度和反应温度，可
写成：
ri f (C,T )
式中： r i——组份I 的反应速率； C——反应物料的浓度向量； T——反应温度。
对于多组分多反应的系统，由于化学计量关系的约束，在反应过程
中只要某一组分的浓度确定，其它各组分的浓度也将随之而定 :
3 聚合反应的操作方式
2.连续式操作（有反混）
聚合反应工程基础教学设计 (2)
聚合反应工程基础教学设计1. 背景聚合反应工程是高分子化学重要分支之一，它涉及到反应动力学、传热传质、流体力学等多学科知识。
聚合反应工程的发展极大地促进了高分子材料的生产和应用。
在高等学校化学工程专业中，聚合反应工程已经成为一个必修课程，对于专业技能的培养和研究生的继续深造也非常重要。
针对聚合反应工程的教学，如何使学生掌握基本理论和实验操作，成为一个重要的问题。
本文针对聚合反应工程的教学进行设计和讨论。
2. 教学目标本课程旨在让学生掌握以下内容：•完全和半聚合反应的定义、判别及其动力学•树枝状聚合及其分支反应机理•高分子的重量平均和数平均分子量的计算方法•溶液聚合反应的条件、过程及反应控制方法3. 教学内容3.1 完全和半聚合反应完全聚合反应和半聚合反应是高分子聚合反应中最基本的两种类型。
完全聚合反应是指反应物完全转化为高分子聚合物的反应过程，而半聚合反应则是反应物转化为高聚物的同时，部分未反应物参与组成高聚物。
本部分将介绍完全聚合反应和半聚合反应的定义、判别及其动力学。
3.2 树枝状聚合树枝状聚合是高分子聚合反应中的一种重要分支反应机理。
树枝状聚合相比于线性聚合更具有分支特点，使聚合物的结构更加复杂和多样化。
本部分将介绍树枝状聚合的分支反应机理。
3.3 高分子量的计算方法高分子量是高分子聚合物物理性质的重要指标之一，它可以通过重量平均分子量和数平均分子量来计算。
在本课程中将介绍这两种计算方法及其公式。
3.4 溶液聚合反应溶液聚合反应是高分子化学中常见的一种反应类型。
本部分将介绍溶液聚合反应的条件、过程及反应控制方法，并通过实验操作帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
4. 教学方式和教学手段本课程采用一系列教学方式和教学手段，包括：•理论讲授：通过课堂讲授、多媒体演示等方式，讲解相关理论知识点。
•实验操作：通过根据课程内容设计的实验方案，让学生亲身参与实验操作，掌握相关实验技能和知识点。
•课程练习：通过作业、练习题等方式，让学生巩固和回顾所学知识，并提高思维能力和解题能力。
聚合反应工程第一章1
1.3 聚合反应工程
1.3.1 聚合物生产特点 ①反应机理多样，动力学关系复杂。 ②需要考虑转化率，聚合度、聚合度分布、 聚合物结构、聚合物性能等问题。 ③体系黏度高，与低分子体系有很大的不同。 ④聚合产品种类多，实验数据缺乏， 聚合反应器的设计和放大受到一定的限制。
研究内容
• ①反应动力学：反应物浓度与时间的关系，产 量与时间的关系…… • ②反应过程的分析：反应器内质量和热量的传 递……
• ③反应技术的开发：需要多少级反应器，反应 物料如何加入…… • 反应器的分析和设计：需要多大的反应器…… • 优化工艺条件的确定：反应物初始浓度、反应 温度……
1.2.3 化学反应工程的分支
一般是立式圆柱形高压釜，带有夹套，以便通入 蒸汽或冷水来加热或冷却。用于乳液聚合的， 内有不锈钢的水平桨式搅拌器，由电动机通过 传动装置和减速器传动。釜的外壁常用碳钢制 成，内衬不锈钢，也有衬搪瓷的。聚合时可以 单釜间歇生产，也可以是多釜串联连续生产。 聚合反应物由一个釜的下部进入下一釜的上部。 釜上装有温度、压力等仪表，以及进出料口等。 用于本体聚合的，则釜内不装搅拌器，且不串 联。此外，还有在长方形金属箱的浅盘中，以 一定的速度流入而进行聚合的。
• 技术方法：后两章 • ①聚合反应器的放大 • ②聚合过程及聚合反应器
1.3.4 聚合反应工程的发展 • 开始于1944年Denbigh的研究工作 • 20世纪60年代，计算机技术使其进入快速 发展阶段 • 近年来，聚合反应中数学模型的建立，使 研究更实际化
1.4 课程研究内容
基本原理和技术方法。分为八章 • 基本原理：前六章内容
• ①绪论 ②化学反应工程基础 ③聚合反应工程基础 ④化工流变学基础 ⑤流体的搅拌和混合 ⑥搅拌聚合釜的传热和传质
聚合反应工程基础教学设计
聚合反应工程基础教学设计前言聚合反应是一种重要的化学反应过程，涉及了广泛的应用领域，包括材料科学、制药、生物技术等。
因此，聚合反应工程已成为化工专业中的重要组成部分。
为了提高学生的理论水平和实践技能，开展聚合反应工程的基础教学，具有重要的意义。
本文围绕聚合反应工程基础教学设计展开讨论。
教学目标本课程旨在使学生掌握聚合反应的基本原理和实验技能。
具体包括以下目标：1.理解聚合反应的定义、性质和机理；2.掌握聚合反应的常见实验方法和技术；3.学习聚合反应工程的计算方法和模拟技术；4.能够在实验中熟练操作并完成相关实验数据处理、分析和判断；5.培养学生的实验能力和科学素养，为其日后的从业和学术研究打下坚实基础。
教学内容聚合反应工程基础课程，涵盖以下内容：第一章聚合反应的基本概念与分类1.1 聚合反应的定义和性质1.2 单体、聚合度和分子量1.3 聚合反应的分类第二章聚合反应的机理与动力学2.1 聚合反应的机理2.2 速率方程和动力学模型2.3 温度和催化对聚合反应速率的影响第三章聚合反应的实验方法和技术3.1 聚合反应实验的原理和方法3.2 聚合反应实验的基本操作技巧3.3 聚合反应实验数据的处理、分析和判断第四章聚合反应工程的计算方法和模拟技术4.1 聚合反应工程的计算方法4.2 聚合反应工程模拟技术和应用第五章聚合反应在工业和研究领域的应用5.1 聚合反应在化工领域的应用5.2 聚合反应在材料科学、生物技术、制药等领域的应用教学方式1.理论课程采用传统讲授和互动探讨相结合的方式，以问题为导向，结合生活和实际情景，强化理论知识的实用性和有效性。
2.实验课程采用小组实践和实验竞赛的形式，培养学生的实验能力和科学脑筋，并通过数据处理和实验报告，检查学生对实验知识和能力的掌握情况。
3.课堂练习和课外作业的安排，通过编程和计算实战题目，进一步加深学生对聚合反应工程原理的理解和掌握。
教学评价1.考核方式：理论考试、实验考核和课堂作业评估2.考核内容：课本知识的掌握情况、实验实践的能力、数据处理和报告撰写能力、编程和计算技能。
聚合反应工程基础(全套课件567P)
I
1
传递过程 化学工程 （三传一反） 单元操作 化学反应工程
高分子化学 高分子物理 高分子科学与工程 聚合反应工程 聚合物加工工程
聚合反应工程
I
2
•Black box (experiential) model •Mechanism-based model
基本问题：
均相自由基均聚 均相自由基共聚 非均相自由基聚合 连续聚合 缩合聚合 Modeling？ 聚合反应速度 Computable！ 聚合物分子量及其分布 Designable！ 共聚物组成及其分布 Operable！ 聚合物粒径及粒径分布 Controllable！
均聚物：“聚（Poly）”＋单体名，如：
乙烯 聚乙烯 (Polyethylene,PE) 甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate, PMMA)
甲基丙烯酸
也有以假想单体为基础命名，如聚 乙烯醇(polyvinyl alcohol)
[CH2
CH] n OH
乙烯醇为假想的单体，聚乙烯醇实际上是聚醋酸乙烯(polyvinyl acetate)的水解产物。 I
甘油+ 邻苯二甲酸酐
合成橡胶：
丁二烯(Butadiene)+ 苯乙烯(Styrene) 丁二烯(Butadiene)+ 丙烯腈(Acrylonitrile) 乙烯(ethylene)+丙烯(propylene)
I
乙丙橡胶(EPR)
15
1.1.1 高分子化合物的分类和命名
2) 以高分子链的结构特征命名
4. N.A.Dotson et al., “Polymerization Process Modeling”, VCH,
第一章 聚合反应工程基础1-2
非均相反应
液-液相、气-液相、液-固相、 气-固相 非催化反应 气-固相、气-液-固相
表2-3 按反应过程进行的条件分类 操作方式 非均相反应 间歇反应、半连续反应、连续反应 等温反应、绝热反应、非绝热变温反应
2.1.2 反应速率
• 反应速率定义为单位反应体积内反应程度随时 间的变化率。 • 对于均相反应，一般以反应体积为基准。
返混：反应器内不同年龄的流体微元间的混合。
平推流反应器
• 反应器内每一微元体积中的流体均以同样 的速度向前移动； • 稳态操作时，反应器各个截面上物料浓度 不随时间而变化； • 物料浓度沿流动方向而改变，反应速率随 空间位置改变。
理想混合流反应器
• 强烈搅拌作用，刚进入反应器的物料微元 与器内原有的物料微元瞬时充分混合，各 点浓度相等，出口流体组成与器内相同。 • 微元停留时间分布 • 管径小、流速大的管式反应器作为平推流 反应器处理；带有强烈搅拌的釜式反应器 作为理想混合流反应器。
新工艺、新产品开发
传统技术改造 优化操作
目标：
单位设备容积净度大 目的产物单一性大 安全,稳定
核心 ——复杂系统的工程放大
四）课程主要内容
1）化学反应工程基础
等温情况下动力学方程式的建立； 反应器设计基本原理；
停留时间分布的测定及数字特征；
……
2）聚合反应工程分析 • 自由基总浓度及聚合度随转化率规律分析聚合反
向反应速度相等时，反应达到平衡，称
为化学平衡。
平衡常数: 在可逆反应达到平衡时，各生成物浓 度（或分压）幂的乘积与各反应物浓度
（或分压）幂的乘积之比为一常数，称为
平衡常数。
2.2.2 建立动力学方程式的方法
• 动力学方程表现的是化学反应速率与反应 物温度、浓度之间的关系。而建立一个动 力学方程，就是要通过实验数据回归出上 述关系。 • 实验数据的处理有：积分法、微分法
聚合反应工程基础
聚合反应工程基础
聚合反应工程是一项对聚合反应做出反应结果的工程，是一种合成技术，旨在改善已有物质的性能，从而获取新物质。
与它相关的反应条件是:反应成分、反应温度、反应压力、反应时间和反应环境等因素。
反应成分是指反应时有害物质和原料，需要考虑事先性能和安全性；反应温度对反应有重要影响，选定的反应温度可能会影响反应的速度和产物的性质；反应压力也是影响反应的重要因素，一般情况下越高的压力会使反应终止更快；反应时间是指反应发生的时间，反应时间的不同可能会影响反应的结果；反应环境一般有液相反应和气相反应，液相反应对热反应有一定的特点，气相反应则更加灵活，在重要的应用领域可能会产生有用的物质。
通过调整上述反应因素，我们可以实现理想的反应结果，从而获取理想的物质。
聚合反应工程的研究主要集中在调节上述反应条件，以获得最终产品的最佳性能，重点是获得较高的生产效率。
同时，随着反应条件的变化，反应物和生成物之间的变化也会有所不同，这些变化也需要观察并进行改进。
总之，聚合反应工程主要是通过调节反应条件，使反应物和生成物在必要的条件下，实现理想的反应结果，以及高效的生产效率，为后续工程提供资源资源。
聚合反应工程课件
连续反应器
反应物A 反应物B
连续反应器特点：
1、反应物料连续加
入，反应产物连续 引出。
生成物R
2、稳态操作，反应 器内任一点的组成
不随时间改变。 C 0 t
半连续反应器
B
半连续反应器特点：
1、某些反应物料一次 加入，其余物料连续加 入，或者将某种产物连 续取出。
C 2、非稳态操作。 t 0
n
rA kCA
k CA0 n1
xA
0
(1 A xA )n1 dxA n (1 xA )
例：在700℃及3kg/cm2恒压下发生下列反应 C4H10 2C2H4 + H2
放热反应、吸 热反应
（2）
按反应物料的相态分类
催化反应 非催化反应 催化反应
均相反应
气相反应、液相反应
液-液相、气-液相、液 -固相、气、固相 气-固相、固相、气-液 -固相
非均相反应 非催化反应
（3）
按反应过程进行的条件分类
操作方式 温度条件
间歇反应、半连续反应、连续反应 等温反应、绝热反应、非绝热变温 反应
有利于A P
k1 = k0e- E1/RT
若 E1>E2 T
若 E1<E2
T
有利于P
A
(3)、k的单位随n而变化
0级 1级 2级
mol/l.s s-1 1/mol.s
2、等温、恒容、单一反应动力学方程式
单一反应是指用一个化学反应式和一个动力学方 程式便能代表的反应。
为简化起见，只研究、等 温、恒容、单一反应动力 学 不可逆反应
1 rB = V 1 rM= V
dnB dt dnM dt
聚合反应工程基础复习提纲 2
2. 在连锁聚合中，采用间歇操作和连续操作对其转化率和平均聚合度和 分子量分布有何影响？
同一歧化终止，无链转移时，理想混合流操作的瞬间聚合度及聚合度分布与 间歇操作相同；平均聚合度及聚合度分布不同。
单基终止，无链转移时，理想混合流操作的聚合度分布比间歇操作的窄； 平推流操作：平均聚合度和聚合度分布与间歇操作相同。 对于理想混合反应器，分子量分布窄；（浓度不变） 对于间歇反应器，分子量分布宽。（浓度从高到低）
也越均匀,分子量分布也越窄.
8.对非牛顿流体在圆管中层流流动规律进行研究有何重要意义? 非牛顿流体与牛顿流体不同流动特性,二者动量质量传递特性也有所差别,
进而影响到热量传递,质量传递,及反应结果.因此对流速分布及压力降等问题研 究,不仅能决定管中流体输送量与功率消耗,同时能了解影响管式反应,塔式反应 器中物料浓度,温度分布,进而影响反应速度和分子量分布情况.
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
15. 实现反应器的热稳定操作需满足哪些条件? ① Qr=Qc, 体 系 放 出 热 量 ; Qr ② dQc/dT>dQr/dT, 除 热 量 ; Qc ③ △ T=T-Tw<RT2/E, E 反应活化能,T 反应器温度,Tw 冷却液温度
5.返混和混合对聚合度分布的影响 。 当活性链的寿命较物料在反应器中的平均停留时间短时，浓度历程是影响聚
合度分布的主要因素，聚合度分布由窄至宽为：理想混合反应器，非理想混合反 应器，平推流反应器；
当活性链的寿命较平均停留时间长时，停留时间分布是决定聚合度分布的主 要原因。上述情况正好相反。
6.粘度对聚合物反应的影响。 粘度增加，链自由基卷曲，活性端基被包裹，双基扩散终止困难，链终止速
《聚合反应工程》课件
安全与环保实践：在实际操作中，严格按照安全与环保要求进行操作，确保生产过程 的安全与环保。
安全与环保检查：定期对生产现场进行安全与环保检查，及时发现并解决问题，确保 生产过程的安全与环保。
感谢您的观看
汇报人：
应用领域：广泛应 用于建筑、汽车、 电子、医疗等领域
聚合反应工程实验 技术
反应器：用于进行聚合反应的容器，包括搅拌器、加热器等 温度计：用于测量反应温度，确保反应在适宜的温度下进行 压力计：用于测量反应压力，确保反应在适宜的压力下进行 流量计：用于测量反应物料的流量，确保反应物料的供应和排出 真空泵：用于抽真空，确保反应在无氧环境下进行 冷却器：用于冷却反应物料，确保反应物料的温度在适宜的范围内
聚合反应工程安全 与环保
实验前，确保所有设备、仪器和试剂都经过安全检查 实验过程中，穿戴适当的防护装备，如防护眼镜、手套和口罩 实验结束后，及时清理实验现场，确保无残留物 实验过程中，注意观察反应情况，如有异常，及时采取措施
减少废气排放：采用先进的 废气处理技术，如催化燃烧、 吸附等
废水处理：采用先进的废水 处理技术，如生物处理、膜 处理等
聚合反应工程PPT课 件
汇报人：
目录
添加目录标题
聚合反应工程概述
聚合反应工程基础知 识
聚合反应工程实验技 术
聚合反应工程应用实 例
聚合反应工程前沿技 术与发展趋势
添加章节标题
聚合反应工程概述
聚合反应工程是 研究聚合反应过 程及其控制的一 门学科
聚合反应是指由 单体分子通过化 学反应形成高分 子聚合物的过程
聚合反应工程主 要包括聚合反应 机理、聚合反应 动力学、聚合反 应器设计、聚合 反应过程控制等 方面
聚合反应工程基础复习提纲（精品PDF）
第一章绪论1. 说明聚合反应工程基础研究内容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. 第二章化学反应工程基础1.间歇反应器、连续反应器间歇反应器：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、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。
具有此种流动型态的反应器叫平推流反应器。
特点：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。
3. 理想混合流、理想混合流反应器及其特点：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。
与理想混合流相适应的反应器称为理想混合流反应器。
特点：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。
5. 容积效率：指同一反应在相同的温度、产量、和转化率的条件下，平推流反应器与理想混合反应器所需的总体积比7.返混：指反应器中不同年龄的流体微元间的混合8、宏观流体、微观流体宏观流体：流体微元均以分子团或分子束存在的流体；微观流体：流体微元均以分子状态均匀分散的流体；9.宏观流动、微观流动宏观流体指流体以大尺寸在大范围内的湍动状态，又称循环流动；微观流体指流体以小尺寸在小范围内的湍动状态11.微观混合、宏观混合P70微元尺度上的均匀化称为宏观混合；分子尺度上的均匀化称为微观混合。
聚合反应工程基础教学大纲
聚合反应工程基础教学大纲《聚合反应工程基础》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称:聚合反应工程基础课程英文名称:The Basic of Polymerization Reaction Engineering 课程编号:06132090课程类型:专业(方向)课总学时: 54 实验学时:0 上机学时:4 课外学时:0 学分: 3适用专业:化学工程与工艺(四年级本科)先修课程:物理化学、化工原理、高分子化学、高分子物理开课院系:化工与制药学院化学工艺学科部二、课程的性质与任务《聚合反应工程基础》是化学工程及工艺专业的一门主要专业课，主要讲授聚合反应器。
以搅拌聚合釜为重点。
讨论聚合过程(流动、混合、传热等物理过程及聚合反应过程)对聚合反应器设计和操作控制要求。
学生通过学习该课程后，应了解聚合反应器的设计、操作和控制的基本方法。
能够根据聚合物性能要求合理确定聚合反应器的设计、操作和控制条件。
三、课程教学基本要求学生学习本课程后应达到如下要求:1(掌握理想反应器的设计和分析方法。
2(掌握聚合反应过程动力学分析方法。
3(对不同类型的化学反应选择合适的反应器和反应器操作方式。
4(了解理想流动反应器和理想流动反应器的差别5(掌握连续流动反应器的热稳定性原理(了解实际生产过程中聚合反应器。
67(了解聚合反应器的放大。
四、理论教学内容和基本要求绪论(1)聚合反应工程基础的主要内容(2)聚合反应工程发展的历史及现状化学反应工程基础(一)化学反应和反应器分类for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Holdfast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels,strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthen source management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadres of the(1)化学反应和分类(2)反应速率(3)反应器的分类(4)连续流动反应器内流体流动的两种理想型态基本要求:1(了解:化学反应的分类掌握:反应速率的表达和定义 2(了解:反应器分类办法理解:连续流动反应器内流体流动的两种理想型态(二)均相反应动力学(1)等温恒容单一反应动力学方程式(2)复合反应(3)等温变容过程基本要求:(掌握:等温恒容单一反应温度对反应速率的影响 12(掌握:复合反应动力学方程式的建立与解析 3(了解:等温变容过程(三)理想反应器的设计(1)理想反应器设计的基本原理(2)间歇反应器(3)平推流反应器(4)理想混合反应器(5)多级串联理想混合反应器(6)反应器型式和操作方法的评比和选择基本要求:1(掌握:理想反应器设计的基本原理理解:理想反应器的物料平衡方程和热量平衡方程2(掌握:间歇反应器的设计方程理解:间歇反应器的微分物料平衡方程了解:间歇反应器的微分热量平衡方程 3(掌握:平推流反应器的设计方程 for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Hold fast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission againstcorruption interview system, increase the leadership and the day-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthen source management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadres of the理解:平推流反应器的微分物料平衡方程了解:平推流反应器的微分热量平衡方程 4(掌握:理想混合反应器的设计方程理解:理想混合反应器的基本假设5(掌握:多级串联理想混合反应器的设计计算了解:图解法设计和计算多级串联理想混合反应器 6(掌握:反应器型式和操作方法的评比和选择理解:根据化学反应的类型采取的操作策略 (四)理想混合反应器的热稳定性(1)热稳定性原理(2)影响热稳定性的因素(3)T与T间的最大温差 W基本要求:1(了解:理想混合反应器的热稳定性原理掌握:理想混合反应器的物料平衡方程和热量平衡方程及定态操作分析2(了解:影响热稳定性的因素掌握:理想混合反应器的热稳定性与操作因素的关系理解:理想混合反应器操作的多态现象3(掌握:T与T间的最大温差的计算 W了解:理想混合反应器的热稳定性判据(五)连续流动反应器的停留时间分布(1)停留时间分布表示方法(2)停留时间分布的测定(3)停留时间分布的数字特征基本要求:1(掌握:停留时间分布的表示方法理解:停留时间分布的意义2(掌握:停留时间分布函数的测定方法理解:阶跃法和脉冲法测定停留时间分布函数的原理 3(掌握:停留时间分布的数字特征理解:无因次平均停留时间和方差的意义、计算、用途for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Hold fast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots partyorganizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthensource management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadresof the(六)流动模型(1)理想流动模型(2)非理想流动模型基本要求:1(掌握:理想流动模型的建立掌握:理想流动模型数字特征的解析方法2(了解:非理想流动模型的建立了解:非理想流动模型数字特征的解析方法(七)停留时间分布与化学反应 (1)反应器内流体的混合状态 (2)微观混合反应器的计算(3)宏观混合反应器的计算基本要求:1(了解:反应器内流体的混合状态 2(掌握:微观混合反应器的计算 3(掌握:宏观混合反应器的计算聚合反应工程分析(一)概述(1)聚合反应过程的特点(2)聚合反应过程的目标函数基本要求:1(了解:聚合反应过程的特点2(理解:聚合反应过程的目标函数 (二)聚合反应速度的工程分析.(1)活性链浓度[P]与聚合反应机理 (2)平均聚合度与反应机理 Pn基本要求:.1(了解:活性链浓度[P]与聚合反应机理的关系. 掌握:活性链浓度[P]的计算方法 2(掌握:平均聚合度P与反应机理的关系 n(三)聚合物的聚合度及聚合度分布表示法for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Hold fast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots partyorganizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthensource management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadresof the(1)平均聚合度(2)瞬时聚合度(3)聚合度分布函数基本要求:1(掌握:几种平均聚合度的表示方法理解:距法表示的平均聚合度2(掌握:几种瞬时聚合度的表示方法掌握:反应机理与瞬时聚合度3(掌握:聚合度分布函数的表示方法(四)连锁聚合反应的平均聚合度及聚合度分布 (1)间歇聚合时的聚合度分布(2)连续聚合时的聚合度分布基本要求:1(掌握:连锁聚合反应间歇聚合时的瞬时聚合度和产品聚合度及其分布理解:连锁聚合反应机理与聚合度及其分布 2(掌握:连续聚合时的聚合度及其分布了解:多级串联连续聚合釜时的聚合度及其分布 (五)粘度对聚合反应的影响基本要求:1(了解: 粘度对聚合反应的聚合度及其分布的影响 (六)均相自由基共聚(1)间歇共聚操作(2)半间歇共聚操作(3)连续共聚操作基本要求:1(了解:均相自由基共聚合动力学方程的建立理解:均相自由基共聚合动力学分析的基本假设掌握:均相自由基共聚物平均聚合度及组成分布的计算 2(掌握:半间歇共聚操作时均相自由基共聚物平均聚合度及组成分布的计算了解:半间歇共聚操作时均相自由基共聚体系体积收缩与单体组成的关系3(了解:连续共聚操作时的聚合度及其分布for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Holdfast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthensource management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadresof the(七)缩聚反应基本要求:1(掌握:用微分方程法建立缩聚反应动力学方程2(掌握:线性缩聚反应的聚合度及其分布的表达 (八)非均相聚合反应(1)间歇乳液聚合 (2)连续乳液聚合(3)乳液聚合反应器设计要点基本要求:1(掌握:间歇乳液聚合动力学分析理解:间歇乳液聚合的基本假设 2(了解:连续乳液聚合过程的特点了解:连续乳液聚合过程动力学(九)流动与混合对聚合度分布的影响1)返混的影响 ((2)混合尺寸的影响基本要求:1(了解:流动与混合对聚合度分布的影响 2(了解:混合尺寸对聚合度分布的影响 (十)聚合过程的调节与控制(1)温度的调控(2)聚合速率的调控(3)聚合度与聚合度分布的调控 (4)粒径及粒径分布的调控基本要求:1(了解:聚合过程温度的调控2(了解:聚合过程聚合速率的调控 3(了解:聚合过程聚合度与聚合度分布的调控 4(了解:聚合物粒径及粒径分布的调控化工流变学基础(一)非牛顿流体for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Hold fast to implement "red credit", "red stake" two major projectopportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthensource management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadresof the(1)牛顿粘性定律和流动曲线(2)非牛顿流体的分类基本要求:1(了解:牛顿粘性定律和流动曲线2(了解:非牛顿流体的分类(二)非牛顿流体的流变特性(1)非牛顿流体的表观粘度(2)高聚物溶液的流变特性(3)悬浮液的流变特性基本要求:1(理解:非牛顿流体的表观粘度的定义2(了解:高聚物溶液的流变特性3(了解:悬浮液的流变特性(三)非牛顿流体在圆管中层流流动的分析 1)流动分析 ((2)表观粘度及雷诺数(3)流量(4)平均流速与流速分布(5)压力降基本要求:1(掌握:非牛顿流体在圆管中层流流动的分析理解:非牛顿流体在圆管中层流流动时的表观粘度及雷诺数 2(掌握:非牛顿流体在圆管中层流流动时的流量计算 3(了解:非牛顿流体在圆管中层流流动时的平均流速与流速分布4(了解:非牛顿流体在圆管中层流流动时的压力降计算 (四)非牛顿流体在圆管中的湍流流动基本要求:1(了解:非牛顿流体在圆管中的湍流流动时的流量、平均流速与流速分布、压力降的计算(五)非牛顿流体流变性的测量(1)落球粘度计for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Holdfast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthensource management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadres of the(2)旋转锥板粘度计(3)旋转圆筒粘度计(4)毛细管挤出流变仪基本要求:1(了解:落球粘度计测量聚合物粘度的原理 2(掌握:旋转锥板粘度计测量聚合物粘度的原理与应用3(掌握:旋转圆筒粘度计测量聚合物粘度的原理与应用4(了解:毛细管挤出流变仪搅拌聚合釜内流体的流动与混合(一)概述基本要求:1(了解:搅拌应具有的混合、搅动、悬浮、分散的功能(二)搅拌釜内流体的流动状况(1)循环流动与剪切流动(2)搅拌雷诺数与流态(3)挡板与导流筒基本要求:1(了解:搅拌釜内流体的循环流动与剪切流动 2(了解:搅拌雷诺数与流态3(了解:挡板与导流筒的作用(三)搅拌器的构形与选择(1)搅拌器的构形(2)搅拌器的选用基本要求:1(了解:搅拌器的构形2(了解:搅拌器的选用(四)搅拌功率的计算(1)搅拌过程的因次分析(2)均相流体搅拌功率的计算(3)非均相体系搅拌功率计算(4)非牛顿流体的搅拌for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Holdfast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, nationalpublic officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthen source management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadresof the基本要求:1(了解:搅拌过程的因次分析 2(了解:均相流体搅拌功率的计算 3(了解:非均相体系搅拌功率计算 4(了解:非牛顿流体的搅拌(五)搅拌器的流动特性及转速的确定 (1)搅拌器的循环特性(2)搅拌转速的确定基本要求:1(了解:搅拌器的循环特性2(了解:搅拌转速的确定(六)搅拌器的混合特性(1)混合机理及混合特性(2)混合时间的计算基本要求:1(了解:混合机理及混合特性 2(了解:混合时间的计算(七)搅拌釜中的分散过程(1)搅拌釜内的液-液分散与合并 (2)搅拌对聚合物颗粒特性的影响基本要求:1(了解:搅拌釜内的液-液分散与合并了解:搅拌釜中的分散过程的韦伯准数 2(了解:搅拌对聚合物颗粒特性的影响搅拌聚合釜中的传热与传质(一)聚合过程的传热问题基本要求:1(了解:聚合过程的传热问题的重要性 (二)搅拌聚合釜的几种传热方式基本要求:1(了解:搅拌聚合釜的几种传热方式for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Holdfast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthen source management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadres of the(三)搅拌聚合釜的传热计算 (1)均相液体的传热(2)非均相体系的传热(3)非牛顿流体的传热(4)搅拌聚合釜总传热系数的计算基本要求:1(了解:均相液体的传热计算 2(了解:非均相体系的传热计算 3(了解:非牛顿流体的传热计算 4(了解:搅拌聚合釜总传热系数的计算 (四)搅拌釜内的传质过程(1)分散体系的传质膜系数 (2)伴有相间传质的聚合反应基本要求:(了解:分散体系的传质膜系数 12(了解:伴有相间传质的聚合反应 (五)聚合反应釜的安全操作基本要求: 1(了解:聚合反应釜的安全操作搅拌聚合釜的放大(一)概述基本要求:1(了解:搅拌聚合釜的放大的重要性 (二)搅拌聚合釜的传热放大基本要求: 1(了解:搅拌聚合釜的传热放大理解:传热分系数在搅拌聚合釜放大后的变化(三)搅拌聚合釜的搅拌放大基本要求:1(了解:搅拌聚合釜的搅拌放大2(理解:搅拌器的N与D的关系for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Holdfast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthensource management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carryout the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadres of the(四)非几何相似放大基本要求:1(了解:搅拌聚合釜的非几何相似放大 (五)放大准则的确定(1)按几何相似理论确定放大准则 (2)按非几何相似理论确定放大准则基本要求:1(掌握:按几何相似理论确定放大准则的方法2(了解:按非几何相似理论确定放大准则聚合过程及聚合反应器(一)工业聚合方法基本要求:1(了解:工业聚合方法(二)聚合反应器(1)釜式聚合反应器(2)塔式聚合反应器(3)管式聚合反应器(4)特殊型聚合反应基本要求:1(了解:釜式聚合反应器2(了解:塔式聚合反应器3(了解:管式聚合反应器4(了解:特殊型聚合反应器 (三)聚合反应器的选择原则基本要求:1(了解:聚合反应器的选择原则 (四)聚合过程实例(1)苯乙烯连续本体聚合(2)高压聚乙烯(3)丙烯淤浆聚合基本要求:for more than 60 years of rural senior party member care funds; System of regulating the activities of grass-roots party organizations, and enhance the sense of belonging of grass-roots party members; Holdfast to implement "red credit", "red stake" two major project opportunities, strive to explore new ways of development of village collective economy, rural collective economy achieve breakthrough; A progress review by the Secretary of the party work of grass-roots party organizations, strengthens the responsibility of grasping party building, Party Secretary. Second, strengthening the construction of clean and honest Government and fight against corruption. Seriously implement the honest responsibility, actively carry out the independent Commission against corruption interview system, increase the leadership and theday-to-day supervision of party members and cadres at all levels, strengthen the not Winds of special treatment, treatment of "laid-back luxury and arrogance" and "three-pronged" problem, non-gang, national public officers, serving in leadership positions is not land, above-standard equipped with buses and cars for private purposes, and recreational city of gifts, hospitality, luxury and waste, "emptied the rating" special rectification work. Adhere to the rot will be punishing, corrupt Su, and 1 village, 4 disciplinary administrative cadres and workers. Three is to strengthen peace to create a work. Strengthensource management, adhere to prevention, focusing on prevention. Carry out the "big reception, big tour" campaign, petitioning for the cadres of the1(了解:苯乙烯连续本体聚合2(了解:高压聚乙烯3(了解:丙烯淤浆聚合五、有关教学环节的要求本课程教学方式主要为课堂教学，部分章节的例题和习题应上机求解。
聚合反应工程讲课课件优选文档
内容提要
搅拌聚合釜的传热和传质
(The Heat and Matter Transfer of Polyreactor with Stirred)
讨论搅拌聚合釜的传热和传质过程。传热对聚合过程 有巨大影响，在设计搅拌聚合釜时对传热方式及传热面 积必须作出可靠设计。本章就传热的计算方法进行讨论。
聚合反应器简介 (Introduction of Polyreactor)
➢ 牛顿黏性定律实验
y
实验是在两平行平板间充满水时进
u 行的，如图所示。设有上下两块平
行放置而相距很近的平板，两板间
充满着静止的液体，下平板固定不
动，上平板在其自身平面内以等速
U向X轴方向运动。此时附于上下平
板的流体质点的速度分别为U和0，
u=0 两平板间的速度呈线性分布。 x
运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子运动而产生
相对分子质量 1.2~1.8×104 相对分子质量 25~30×104
相对分子质量 5~15×104
➢ What is the reason about
聚合反应工程是以高分子聚合物工业中聚 合反应过程为主要研究对象的一门学科， 主要讨论聚合反应器的设计、操作与控制 等。 而要设计合理的聚合反应器，必须要对流 体的流动行为进行研究。
流体黏性越大，其流动性 就越小。从桶底把一桶甘 油放完要比把一桶水放完 慢得多，是因为甘油流动 时内摩擦力比水大的缘故。
Flow pattern for impeller with wall scraper simulated with CFD (Computational fluid dynamics)
➢聚合反应工程讲课课件
（优选）聚合反应工程讲课课 件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
40年代，霍根(Hougen)、华生(Waston)著作《化学过程原理》 法兰克-卡明聂斯基著作《化学动力学中的扩散与传热》问世 1957年，荷兰阿姆斯特丹第一次欧洲反应工程会议——确立 了化学反应工程的名称
• 计其达.《聚合过程及设备》化工出版社，1981；
第二章 化学反应工程基础
2.1 化学反应和反应器分类
2.1.1 化学反应分类
表2-1 按化学反应的特性分类
反应机理 反应的可逆性 反应分子数 反应级数
简单、复杂反应 可逆、不可逆反应 单分子、双分子、三分子反应 一级、二级、三级、分数级反应
反应热效应 放热反应、吸热反应
1.3 聚合物合成材料的发展
1910年，美国正式工业化生产酚醛树脂，随后相继合成出丁 苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、尼龙-66、聚酯纤维、高压聚乙 烯和聚氯乙烯，产量和品种在世界大战中得到快速发展。 1920年，H. Staudinger提出了“高分子化合物的概念，建立 了大分子链的学术观点并系统研究了加聚反应。
聚合反应工程基础
第一章 绪论 1.1 课程简介 一）课程产生背景
高分子化学 高分子物理
化学反应工程
聚合反应工程
连接桥梁
二）课程研究对象与拟解决的关键问题
• 研究对象：工业规模的聚合过程 • 关键问题：聚合反应动力学
聚合物系的传递过程 聚合反应器设计、放大
三）聚合反应工程的任务
创新与选择最适反应器型式 确定最优工艺条件 估算反应器尺寸大小
1994年，全世界三大合成材料的产量超过1.4×104万吨，按体 积计算超过钢铁。
世界三大合成材料产量(万吨)
1.4 国内外聚合釜发展情况
随着生产规模的不断扩大，反应器日趋大型化，以 氯乙烯悬浮聚合为例： • 我国20世纪60年代全部使用7~13.5m3聚合反应器， 70年代普遍使用30m3的反应器，80年代后，80m3的 大型聚合反应器投入使用；
内夹套： KA↑40％
新搅拌： KA↑20％
日本往友重机的二种新PVC反应器(90m3以上)
参考书籍
• 朱炳辰.《化学反应工程》，化学工业出版社， 1993；
• 张濂、许志美、等.《化学反应工程原理》，华东 理工大学出版社；
• 陈甘棠.《聚合反应工程基础》，中国石化出版社， 北京，1991年6月；Hale Waihona Puke 5）搅拌聚合釜的传热与传质
• 聚合釜的传热方式及强化方法； • 牛顿流体及非牛顿流体的传热计算； • 搅拌釜内传质过程；
……
6）聚合反应器的放大
• 几何相似放大； • 非几何相似放大；
……
7）聚合过程及聚合反应器
• 工业聚合方法； • 聚合反应器选择原则；
……
1.2 聚合反应工程发展简史
一）反应工程概念的提出
dCi dt
上式中，对于反应物，取负号；对于产物， 取正号。
对于反应 A 2B 3C 4D
• 以反应物B为基准定义的反应速率为：
rB
1 V
dnB dt
mol m3s1
• 以反应产物C为基准定义的反应速率为：
应机理； • 不同操作方式对聚合过程的影响； • 粘度对聚合反应的影响；
……
3）化工流变学基础 • 非牛顿流体的分类、流变特性；
• 非牛顿流体在圆管中的流动分析； ……
4）搅拌釜内流体的搅拌与混合 • 搅拌釜内流体的流况； • 搅拌桨叶动力、循环、混合特性； • 功率、转速、混合时间计算方法；
……
1931年，W. H. Carothers提出高聚物溶解与合成的理论， 同时广泛研究了缩聚反应。 Flory也系统研究了高分子链 行为和高分子溶液理论。
1925-1935年，逐渐明确了有关高分子化合物的基本概念， 诞生了“高分子化学”这一新兴学科。反过来，它又有力 地促进高分子化合物的工业生产。
表2-2 按反应物料的相态分类
均相反应 非均相反应
催化反应 气相反应、液相反应
非催化反应
催化反应 液-液相、气-液相、液-固相、 气-固相
非催化反应 气-固相、气-液-固相
表2-3 按反应过程进行的条件分类 操作方式 间歇反应、半连续反应、连续反应 非均相反应 等温反应、绝热反应、非绝热变温反应
2.1.2 反应速率
• 日本1968年前多使用30~50m3的反应器，1971年后 普遍使用127m3反应器；
• 德国目前反应器容积已达到200~400m3。
工业级PVC聚合釜
国产30m3
国产80m3
日本信越127m3
工业级PVC聚合釜
美国Goodrich70m3 德国Huls200m3 日本神钢泛技术75m3
NEW！
20世纪40年代初，由于第二次世界大战所需橡胶数量巨大， 大力发展合成橡胶，奠定了石油化学工业的基础。
50年代以后，Ziegler-Natta 发现了由有机金属化合物和过渡 金属化合物组成的催化剂体系，可以容易地使烯烃、二烯烃聚 合为性能优良的高聚物，同时由于石油化学工业的建立与发展， 高分子合成材料的产量激增。
二）聚合反应工程发展简史
1944年，登比（Denbigh），将聚合反应速率分析 与聚合反应器的研究结合。缺乏定量的数据；
1961年，何蒙特森（Amundson），建立数学模型， 对聚合过程进行定量分析；
60年代后期，对复杂体系模拟；
近年来，研究更接近生产实际，但目前在很大程度 上仍然需要依靠经验。
新工艺、新产品开发 传统技术改造 优化操作
目标：
单位设备容积净度大 目的产物单一性大 安全,稳定
核心 ——复杂系统的工程放大
四）课程主要内容
1）化学反应工程基础
等温情况下动力学方程式的建立； 反应器设计基本原理； 停留时间分布的测定及数字特征；
……
2）聚合反应工程分析 • 自由基总浓度及聚合度随转化率规律分析聚合反
• 反应速率定义为单位反应体积内反应程度随时 间的变化率。
• 对于均相反应，一般以反应体积为基准。
ri＝
1 dni V dt
ri: 体系中i组分的反应速率； ni：反应体系内，反应物i的摩尔数； V：反应容积
单位: mol•m-3 s-1
对于恒容过程，有
ri＝
1 dni = V dt
d（ni ）＝ dt V