按反应过程进行条件分类
操作方式:间歇反应、半连续反应、连续反应
温度条件:等温反应、绝热反应、非绝热变温反应
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。
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。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。
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。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。
积分法及其优缺点P9
微分法及其优缺点P9
二级不可逆反应P11
每一种反应器总应该满足以下三个基本要求:
提供反应物物料进行反应所需要的容积;具有足够的传热面积;保证参加反应的物料均匀混合。
物料衡算:(流入量)-(流出量)-(反应消失量)-(累积量)=0
理想混合反应器的基本设计方程P28
代数法P31
图解法P33
反应器型式和操作方法的评比和选择P44
反应热稳定性:反应过程的放热或除热速率发生变化时,过程的温度等因素将产生一系列的波动,当外扰消除后,过程能恢复到原来的操作状态,则反应器具有热稳定性。
反应器具有热稳定性必须具备两个条件:稳态条件Qr=Qc ;稳定条件dQc/dT > dQr/dT 返混:反应器内停留时间不同的流体微元间的混合
造成返混的主要原因: ① 物料与流向相反的运动造成的 ② 由于不均匀的速度分布所引起 ③ 由于反应器结构所引起的死角,短路,沟流,旁路
停留时间分布密度函数:系统出口流体中,已知在系统中停留时间为 t 到 dt 间的微元所占的分率 E(t)dt
停留时间分布函数:系统出口流体中,已知在系统中停留时间小于 t 的微元所占的分率 F(t) 阶跃示踪法P51
脉冲示踪法P51
停留时间分布的数字特征P52
流动模型:理想流动模型,非理想流动模型P55 P56 P57
模型参数:在多级理想混合模型中,级数N 是表征系统返混程度的一个定量指标。 σt^2=1/N
返混程度较大的情况P64
偏离平推流的E(t)曲线P68
接近理想混合流的几种E (t )曲线形状P69
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。
宏观混合:微元尺度上的均匀化。
微观混合:分子尺度上混合的状态。
宏观反应器:反应在宏观混合的条件下进行的反应器。
微观反应器:反应在微观混合的条件下进行的反应器。
连锁聚合中各基元反应及其速度表达式P79
平均聚合度与反应机理P81
乳液聚合过程的三个阶段及特征:第一阶段---乳胶粒生成期,第二阶段---反应恒速期,第三阶段---降速期。P107 P108
乳胶粒子的差别为什么会产生差异?P113
粒径分布方面的差别为什么会产生差异?P115
返混的影响:1停留时间分布:停留时间分布越窄则聚合度分布越窄;2浓度历程的影响:若反应器中物料浓度维持不变则聚合度分布越窄;
当活性链寿命短时,浓度历程是影响的主要原因,此时理想混合流反应器返混程度最大,浓度均一故聚合度分布最窄,平推流反应器分布最宽;当活性链寿命较长时,停留时间分布是决定聚合度分布的主要原因,此时平推流反应器停留时间分布分布最窄,故聚合度分布最窄。 从生产角度看,一个聚合过程应满足以下要求:
应保证达到希望的转化率;应有高的反应速率;应保证聚合产物达到要求的平均聚合度和聚合度分布;对非均相聚合,应保证聚合物粒子达到一定的颗粒度和粒径分布。
搅拌反应器应具有下述作用:
推动液体流动,混匀物料;产生剪切力,分散物料,并使之悬浮;增加流体的湍动,以提高传热速率;加速物料的分散和合并,增大物质的传递速率;在高黏体系,可以更新表面,促使低分子物蒸出。
流况:流体的流动状况。
宏观流动(循环流动) 流体以大尺寸在大范围内的湍动状态。
微观流动(剪切流动) 流体以小尺寸在小范围内的湍动状态。
搅拌雷诺数的不同,流态、特征也不同。P147
挡板在导流筒中的作用P147 P148
搅拌器的选用原则P151
计算题P156 P164
得到相同的搅拌强度:大浆径、小转速和小浆径、高转速各有什么优缺点?P163 搅拌转速的确定 P163
对流扩散:由宏观流动产生的全釜范围的扩散。
涡流扩散:由涡旋运动造成的局部范围内的对流扩散。
四个无因次的表达式以及物理意义P170 P171
剪切分散P173
湍流分散P173
四种传热装置:夹套、内冷件、回流冷凝、体外循环冷却器
为什么回流冷凝器不适用于乳液聚合?P178
看P181文
反应放大的方法有那些,各自原理是什么?
放大有数模放大和相似放大。 数模放大的基本原理是通过动力学研究,确定催化剂种类,反应物浓度,温度,反应时间,剪切等对反应速率,产品质量,和收率的关系,并综合以数学模型(动力学模型)来描述,同时有通过冷模试验掌握设备的几何尺寸及操作条件对搅拌釜内动量,热量,质量,停留时间分布和微观混合的定量关系。并相应建立传递过程模型。(传递模型)
相似放大原理是在配方不变的前前提下,不论反应机理如何,若工业反应器中的速度分布,浓度分布,和停留时间分布均与模试反应器相同,则两者的反应结果相同。
工业反应器中的速度分布、浓度分布、温度分布和停留时间均与模式反应器相同,则两者的反应结果也必然相同。
工业聚合的方法:本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合;各个聚合方法的优缺点。P210
按反应过程进行条件分类
操作方式:间歇反应、半连续反应、连续反应
温度条件:等温反应、绝热反应、非绝热变温反应
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。
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。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。
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。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。
积分法及其优缺点P9
微分法及其优缺点P9
二级不可逆反应P11
每一种反应器总应该满足以下三个基本要求:
提供反应物物料进行反应所需要的容积;具有足够的传热面积;保证参加反应的物料均匀混合。
物料衡算:(流入量)-(流出量)-(反应消失量)-(累积量)=0
理想混合反应器的基本设计方程P28
代数法P31
图解法P33
反应器型式和操作方法的评比和选择P44
反应热稳定性:反应过程的放热或除热速率发生变化时,过程的温度等因素将产生一系列的波动,当外扰消除后,过程能恢复到原来的操作状态,则反应器具有热稳定性。
反应器具有热稳定性必须具备两个条件:稳态条件Qr=Qc ;稳定条件dQc/dT > dQr/dT 返混:反应器内停留时间不同的流体微元间的混合
造成返混的主要原因: ① 物料与流向相反的运动造成的 ② 由于不均匀的速度分布所引起 ③ 由于反应器结构所引起的死角,短路,沟流,旁路
停留时间分布密度函数:系统出口流体中,已知在系统中停留时间为 t 到 dt 间的微元所占的分率 E(t)dt
停留时间分布函数:系统出口流体中,已知在系统中停留时间小于 t 的微元所占的分率 F(t) 阶跃示踪法P51
脉冲示踪法P51
停留时间分布的数字特征P52
流动模型:理想流动模型,非理想流动模型P55 P56 P57
模型参数:在多级理想混合模型中,级数N 是表征系统返混程度的一个定量指标。 σt^2=1/N
返混程度较大的情况P64
偏离平推流的E(t)曲线P68
接近理想混合流的几种E (t )曲线形状P69
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。
宏观混合:微元尺度上的均匀化。
微观混合:分子尺度上混合的状态。
宏观反应器:反应在宏观混合的条件下进行的反应器。
微观反应器:反应在微观混合的条件下进行的反应器。
连锁聚合中各基元反应及其速度表达式P79
平均聚合度与反应机理P81
乳液聚合过程的三个阶段及特征:第一阶段---乳胶粒生成期,第二阶段---反应恒速期,第三阶段---降速期。P107 P108
乳胶粒子的差别为什么会产生差异?P113
粒径分布方面的差别为什么会产生差异?P115
返混的影响:1停留时间分布:停留时间分布越窄则聚合度分布越窄;2浓度历程的影响:若反应器中物料浓度维持不变则聚合度分布越窄;
当活性链寿命短时,浓度历程是影响的主要原因,此时理想混合流反应器返混程度最大,浓度均一故聚合度分布最窄,平推流反应器分布最宽;当活性链寿命较长时,停留时间分布是决定聚合度分布的主要原因,此时平推流反应器停留时间分布分布最窄,故聚合度分布最窄。 从生产角度看,一个聚合过程应满足以下要求:
应保证达到希望的转化率;应有高的反应速率;应保证聚合产物达到要求的平均聚合度和聚合度分布;对非均相聚合,应保证聚合物粒子达到一定的颗粒度和粒径分布。
搅拌反应器应具有下述作用:
推动液体流动,混匀物料;产生剪切力,分散物料,并使之悬浮;增加流体的湍动,以提高传热速率;加速物料的分散和合并,增大物质的传递速率;在高黏体系,可以更新表面,促使低分子物蒸出。
流况:流体的流动状况。
宏观流动(循环流动) 流体以大尺寸在大范围内的湍动状态。
微观流动(剪切流动) 流体以小尺寸在小范围内的湍动状态。
搅拌雷诺数的不同,流态、特征也不同。P147
挡板在导流筒中的作用P147 P148
搅拌器的选用原则P151
计算题P156 P164
得到相同的搅拌强度:大浆径、小转速和小浆径、高转速各有什么优缺点?P163 搅拌转速的确定 P163
对流扩散:由宏观流动产生的全釜范围的扩散。
涡流扩散:由涡旋运动造成的局部范围内的对流扩散。
四个无因次的表达式以及物理意义P170 P171
剪切分散P173
湍流分散P173
四种传热装置:夹套、内冷件、回流冷凝、体外循环冷却器
为什么回流冷凝器不适用于乳液聚合?P178
看P181文
反应放大的方法有那些,各自原理是什么?
放大有数模放大和相似放大。 数模放大的基本原理是通过动力学研究,确定催化剂种类,反应物浓度,温度,反应时间,剪切等对反应速率,产品质量,和收率的关系,并综合以数学模型(动力学模型)来描述,同时有通过冷模试验掌握设备的几何尺寸及操作条件对搅拌釜内动量,热量,质量,停留时间分布和微观混合的定量关系。并相应建立传递过程模型。(传递模型)
相似放大原理是在配方不变的前前提下,不论反应机理如何,若工业反应器中的速度分布,浓度分布,和停留时间分布均与模试反应器相同,则两者的反应结果相同。
工业反应器中的速度分布、浓度分布、温度分布和停留时间均与模式反应器相同,则两者的反应结果也必然相同。
工业聚合的方法:本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合;各个聚合方法的优缺点。P210