精化工程复习题.pdf

精化总复习计算题间歇釜式反应器计算 搅拌功率计算物性参数计算 物料衡算与热量计算 多组分吸收计算第一章 习题1、釜式反应器其高与直径之比一般在 1~3 之间2、塔式反应器其高与直径之比一般在 数倍 ~十多倍 3、精细化工中最基本的理想混合反应器有 间歇搅拌釜式反应器 和 连续搅拌釜式反应器；最基本的理想置换反应器有 管式反应器4、 偏离平推流的情况有 漩涡 运动、 截面上 截面上流速不均匀、 沟流 和 短路 5、偏离全混流的情况有产生 产生死角与短路 6、 实验室研究到工业生产的反应工程研究过程要做到 扩散 相似， 流体力学 相似，热 相似和 化学 相似7、化学反应对反应器的要求主要有反应器要有足够的 体积 、有适宜的 结构 、足够的 传热 面积、足够的 机械强度和 耐腐蚀 能力、易 操作 、易 制作 、易 安装 、易 维修 第二章简答题1. 试述釜式反应器的适用范围及特点？答案：液 -液均相，在气 -液、液 -液非均相反应过程既可适用于间歇操作，又可适用于连续操作过程它具有温度和压力范围宽、适应性强，操作弹性大，连续操作时温度、浓度容易控制， 产品质量均一等特点 但若应用在需要较高转化率的工艺要求时， 却有需要较大容积的缺点。

2. 釜式反应器液位对生产有何影响？如何控制？答案：一般反应釜液位控制在 70％左右，通过料液的出料速率来控制连续反应时反应釜必须有自动料位控制系统， 以确保液位准确控制 液位控制过低反应产率低； 液位控制过高，甚至满釜，就会造成物料浆液进入换热器、风机等设备中造成事故答案关键词： 70％，出料速率，自动料位控制，填空题 : 1. 化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（ 釜式 ）反应器和（ 管式 ）反应器2. 釜式反应器的基本结构主要包括反应器（ 壳体 ） 、 （ 搅拌器 ） 、 （ 密封装置 ）和（ 换热装 ） 3. 手孔或人孔的安设是为了检查 （ 内部空间 ） 以及安装和拆卸设备 （ 内部构件 ） 4. 釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（ 较小 ） ，传热介质压力（ 较低 ）的情况5. 间歇操作，对同一个反应， CＡＯ相同，处理物料量不等，达一定转化率时，每批所需的反应时间 ( 相等 )6. 间歇釜式反应器有效体积不但与（ 反应时间 ）有关，还与（ 非生产时间 ）有关7. 反应器型式和操作方法的选择，一是（ 生产能力 ）的比较；二是反应（ 选择性 ）的比较 ( 复合反应 )要重点进行选择性的比较。

8. 实际反应器： 物料流动存在一定程度的返混， 反应物浓度 （ 降低 ） ， 反应速度 （ 降低 ） ，使反应器容积（ 增大 ） 9. 非理想流动，各流体微元在反应器内（ 停留时间 ）不同返混越严重，流体微元间停留时间差别（ 越大 ） 10. 确定了反应釜的主要尺寸后，其（ 壁厚、法兰尺寸以及手孔、视镜、工艺接管口 ）等均可按工艺条件由标准中选择11. 串联釜数越多 , 反应器内浓度的变化越接近于理想流动管式反应器但釜数多（投资费 ）与（ 操作费 ）提高一般不超过（ 四段 ） 12. 开始反应快，单位时间内放热量大，因此：计算反应釜传热面积时应以（ 开始 ）阶段的放热速率为依据13、釜式反应器的发展趋势为设备（ 大型 ）化，操作（ 机械 ）化，控制（ 自动 ）化第三章釜式反应器中为什么安装搅拌器？常用搅拌器的类型有哪些？答案：釜式反应器安装搅拌器的作用是加强物料的均匀混合，强化釜内的传热和传质过程常用的搅拌器有桨式、框式、锚式、螺旋式、涡轮式和螺带式等答案关键词：均匀混合，传热和传质，桨式，框式，锚式，螺旋式，涡轮式，螺带式填空题1、搅拌装置（ 搅拌器 ） 、 （ 搅拌轴 ） 、 （ 传动装置 ）组成。

传动装置又由电动机、减速器、联轴器及机座等组成2、有时搅拌器可同时起到几种作用，强化（ 传热 ）和（ 传质 ）过程，搅拌的效果关系到过程的结果和产品成本3、搅拌方式有机械搅拌、 （ 气流搅拌 ） 、 （ 射流搅拌 ）和（ 管道混合 ） 4、径向叶轮特点为转速（ 高 ） ，叶片比较（ 宽） ，产生较高剪切力 , 增大液体循环量5、轴向叶轮（螺旋桨式叶轮）是一种高速旋转且能够一起（ 轴向 ）流动的搅拌器特点是具有流量（ 大 ） ，压头（ 低 ） 适合处理粘度（ 低 ）的大量液体6、 推进式搅拌器湍动程度不够， 但液体循环量 （ 较大 ） ,常用于低黏度液体的 （ 传热 ） 7、涡轮式搅拌器液体循环量（ 较大 ） ，湍动程度（ 高 ） ，流体有两个回路常用于低粘度和 （ 中等） 粘度的液体搅拌， 适合于小尺寸均匀， 不利于 （ 易分层 ） 的物料8、桨式搅拌器的径向搅拌范围（ 大 ） ，可用于较高粘度液体的搅拌9、 液体打旋时不产生 （ 轴向 ） 混合作用， 不互溶的液体会 （ 分层 ） ， 固体颗粒 （ 沉降 ） 10、 提高搅拌效率， 消除打旋现象的措施有 （ 装设挡板 ） ， （ 偏心安装 ） 破坏循环回路的对称。

11、导流筒作用是使桨叶排出的液体在导流筒内部和外部形成轴向循环流动，既提高了（ 循环流量 ）和（混合效果 ） ，又有助于消除短路与流动死区12、若反应过程中物料的粘度会发生显著变化，且反应对搅拌强度又很敏感，可考虑采用（ 变速 ）装置或（ 分釜 ）操作 ,以满足不同阶段的需要13、 涡轮式搅拌器具有较强的剪切作用和较大的循环流量， 尤其是平直叶的剪切作用比折叶和弯叶的（ 大 ） ，当液体的粘度较大时，为减少动力消耗，宜采用（ 弯叶 ）涡轮14、在低粘度液体中悬浮易沉降的固体颗粒时，应选用（ 开启涡轮 ） ，不致阻碍浆叶上下的液相混合，尤其是（弯叶开启涡轮 ） ，浆叶不易磨损15、浆式或锚式的转速（ 较低 ） ，仅适用于固液比较大或沉降速度较小的固体悬浮16、浆式需借助（ 挡板 ）来提高循环能力，用于易悬浮固体溶解操作第四章简答题 : 1、试述管式反应器的适用范围及特点？答案关键词：气相或液相连续，容积小，比表面大，返混少，易于控制但对于慢速反应，需要管子长，压降较大2、实际反应装置与理想流动模型比出现偏差的原因是什么？答案：设备放大，微元停留时间分布和返混程度改变，不均匀速度分布，不良设计引起流动方向相反的流动。

3、非理想流动对反应器体积、反应转化率有何影响？答案：返混，反应物浓度，推动力，反应速度，使反应器容积增大、转化率下降，影响反应质量4、工业上采取哪些措施来改善、限制返混？答案关键词： ①增大湍流，消除径向和轴向扩散，停留时间分布均匀；增大反应管长管径比 ②装设充填物， 速度分布和浓度分布③增加设备级数或在设备内增设挡板 ④气体分布装置，或调节各组反应管的阻力，使其均匀填空题1、反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应，称（平行反应） 当初始反应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时，称（连串反应） 2、平推流反应器实际体积与有效体积（相同） 3、 相同条件下用全混流反应器和平推流反应器处理物料， （平推流反应器） 所需有效容积小4、管式反应器内设有多孔挡板成（搅拌）装置，以加强（传热与传质）过程5、 流体在管式反应器内的径向流速分布是不均匀的， 中心处的流速 （最大） ， 靠壁处 （最小） 6、精细化工反应器中空时愈（小） ，空速愈（高） ，反应器生产能力愈大7、液相管式反应器中，反应前后物料密度变化不大，可视为（等容）过程8、平推流反应器和间歇釜式反应器反应时间计算公式完全相同，只是后者多个（非生产时间） ，因此生产能力较管式反应器低第五章1、鼓泡塔反应器结构特点是什么？答案：结构简单、运行可靠、易于实现大型化，适宜于加压操作，处理腐蚀性介质等。

但液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低，且不能处理密度不均一的液体2、如何减少鼓泡塔内的返混，强化其传质、传热？答案： 在塔内装气升管， 依靠气体分布器将气体输送到气升管的底部， 气升管中形成的气液混合物密度小于气升管外的液体的密度， 因此引起气液混合物向上流动， 气升管外的液体向下流动， 从而使液体在反应器内循环 气流的搅动比简单鼓泡塔激烈得多， 可以处理不均一的液体；气升管做成夹套式，内通热载体或冷载体，即具有换热作用为了提高气体分散程度和减少液体轴向循环，可以在塔内安置水平多孔隔板为了增加气液相接触面积和减少返混， 可在塔内的液体层中放置填料或采用中间设有隔板的多段鼓泡塔1、 在气液相反应过程中， 至少有一种反应物在气相， 另一些反应物在 （液相） ， 气相中的 （反应物）传递至（液相） ，并在液相中发生化学反应2、气液相反应器外形上可以分为（塔式）和（机械搅拌式）反应器两类3、鼓泡塔内的液体层中放置填料是为了增加气液相（接触面积）和减少（返混） 4、鼓泡塔内气泡大小直接影响气液传质面积，同样的空塔气速下，气泡越小，说明（分散）越好，气液接触面积就（越大） 5、鼓泡塔内的传质过程中，一般（气膜）传质阻力较小，而（液膜）传质阻力的大小决定了传质速率的快慢。

6、易产生泡沫的物料的反应选择（ ）塔较好，因塔内的（ ）对泡沫有限制和破碎的作用7、 易聚合或含有固体悬浮物的物料易采用 （ 板式 ） 塔或 （ 喷雾） 塔， 此类塔中不宜堵塞8、 （ ))吸收可以大大降低塔的高度，而（物理 ）吸收塔过高，不能够实现9、多组分吸收只能对吸收操作起关键作用的组分即（关键组分）规定分离要求吸收塔数为 1 时 ，吸收塔有（ ）个关键组分10、降膜反应器主要内部结构有（布液、降膜、布气）等装置11、为了（降低）界面的表面张力，以便使液膜稳定，常采用添加适宜的（表面活性剂）的方法12、鼓泡反应器返混严重，影响反应效果时，采用（多段式）鼓泡反应器以克服液相返混第六章填空题：1、熔化设备可制成（锅或箱的）形式，为了熔化过程进行得快，需将要熔化的物料（预先磨细） 2、反应气体预处理包括气体净化前用（ ）法除去（ ） ，压缩后还需用（ ）除去少量的（ ） 3、低于沸点温度下进行汽化的方法有两种：装有填料的塔中汽化时采用（表面膜型）型汽化过程；在锅型设备中气化时采用（鼓泡型汽化）型汽化过程4、对不在压力下使用的贮槽，可采用平底；当需从贮藏的物料中沉降出水分或杂质时，可采用（有圆锥形底的）立式贮槽；当需用压缩空气或抽真空放料时，设备应能（承压） ；对化学性活泼者，应加防护层如（橡胶） 、 （铅）或（耐酸砖） 、 （衬钛 ） 。

5、贮槽上应装有压力计、 （安全阀） 、液位计或浮标、 （放空管） 、加料管和压出管等6、贮槽的贮量 1~3 天，有着火或爆炸危险者，贮量不超过（ 1 一 2）批的投料量，并要求密闭，加（阻火器）等7、气体输送可用高压钢瓶，容积 20~40L ，以刷不同颜色油漆区分和标示气体的种类使用时要经减压阀减压8、圆筒形气柜作贮藏（液化气体）用，应有良好的绝缘层，装有安全阀、气压表和液面指示器球罐用作（受压气体的）贮藏9、对腐蚀性物料混合时需用耐腐蚀材料制成如衬灰绿岩耐酸砖的（铸铁）或（钢质）设备10、 液态原料常用的干燥剂是价廉易得的颗粒状熔融过的 （氯化钙） ， 此外还有熔融过的 （苛性钠） 、 （苛性钾） 、 （氧化钙）和氧化镁等等11、生物反应器是利用（酶）或（生物体） （如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统12、酶反应器与化学反应器相比，在低温、低压下发挥作用，反应时的耗能和产能较（少） 第七章简答题1、 化学工业是工业污染的大户，污染的来源有哪些？填空题1、化工分离过程中根据相态均匀性的不同分为（ ）分离和（ ）分离2、传质分离分为（ ）分离过程和（ ）分离过程3、反应过程与分离过程的偶合的过程有（ ） 、 （ ） 、 （ ）等。

4、分离过程与分离过程的偶合有（ ） 、 （ ） 、 （ ）等5、固体颗粒混合物的分离常用（ ）分离方法6、悬浮液的分离常用（ ）分离方。