聚合反应工程基础

1 绪论001

2 化学反应工程基础003
2.1化学反应和反应器分类003
2.1.1化学反应的分类003
2.1.2反应速率004
2.1.3反应器的分类005
2.1.4连续流动反应器内流体流动的两种理想型态008
2.2均相反应动力学009
2.2.1等温恒容简单反应动力学方程式010
2.2.2复杂反应012
2.2.3等温变容过程019
2.3理想反应器的设计020
2.3.1理想反应器设计的基本原理020
2.3.2间歇反应器022
2.3.3平推流反应器024
2.3.4理想混合流反应器027
2.3.5多级串联理想混合流反应器030
2.3.6反应器型式和操作方法的评比和选择036
2.4理想混合流反应器的热稳定性044
2.4.1热稳定性原理044
2.4.2影响热稳定性的因素046
2.4.3T与Tw间的*大温差047
2.5连续流动反应器的停留时间分布049
2.5.1停留时间分布表示方法050
2.5.2停留时间分布的测定051
2.5.3停留时间分布的数字特征052
2.6流动模型055
2.6.1理想流动模型056
2.6.2非理想流动模型058
2.7停留时间分布与化学反应069
2.7.1反应器内流体的混合状态070
2.7.2微观混合反应器的计算070
2.7.3宏观混合反应器的计算075
习题078

3 化工流变学基础081
3.1非牛顿流体081
3.1.1牛顿黏性定律和流动曲线082
3.1.2非牛顿流体的分类082
3.2非牛顿流体的流变特性085
3.2.1非牛顿流体的表观黏度085
3.2.2聚合物溶液的流变特性086
3.2.3悬浮液的流变特性088
3.3非牛顿流体在圆管中层流流动的分析090
3.3.1流动分析090
3.3.2表观黏度及雷诺数091
3.3.3流量092
3.3.4平均流速与流速分布092
3.3.5压力降094
3.4非牛顿流体在圆管中的湍流流动096
3.5非牛顿流体流变性的测量097
3.5.1落球黏度计097
3.5.2旋转锥板黏度计098
3.5.3旋转圆筒黏度计099
3.5.4毛细管挤出流变仪100
习题101

4 聚合反应工程分析103
4.1概述103
4.2聚合反应速率的工程分析105
4.2.1活性链浓度［P·］与聚合反应机理105
4.2.2平均聚合度Pn与反应机理106
4.3聚合物的聚合度及聚合度分布表示法108
4.3.1平均聚合度109
4.3.2瞬时聚合度109
4.3.3聚合度分布函数110
4.4连锁聚合反应的平均聚合度及聚合度分布113
4.4.1间歇聚合时的聚合度分布113
4.4.2连续聚合时的聚合度分布119
4.5黏度对聚合反应的影响121
4.6均相自由基共聚123
4.6.1间歇共聚操作124
4.6.2半间歇共聚操作126
4.6.3连续共聚操作127
4.7缩聚反应128
4.8非均相聚合反应133
4.8.1间歇乳液聚合133
4.8.2连续乳液聚合139
4.8.3乳液聚合反应器设计要点143
4.9流动与混合对聚合度分布的影响144
4.9.1返混的影响144
4.9.2混合尺寸的影响145
4.10聚合过程的调节与控制145
4.10.1温度的调控146
4.10.2聚合速率的调控148
4.10.3聚合度与聚合度分布的调控148
4.10.4粒径及粒径分布的调控148
习题151

5 搅拌聚合釜内流体的流动与混合153
5.1概述153
5.2搅拌釜内流体的流动状况154
5.2.1循环流动与剪切流动154
5.2.2搅拌雷诺数与流态155
5.2.3挡板与导流筒156
5.3搅拌器的构形及选择158
5.3.1搅拌器的构形158
5.3.2搅拌器的选用160
5.4搅拌功率的计算162
5.4.1搅拌过程的因次分析162
5.4.2均相流体搅拌功率的计算163
5.4.3非均相体系搅拌功率计算166
5.4.4非牛顿流体的搅拌168
5.5搅拌器的流动特性及转速的确定172
5.5.1搅拌器的循环特性172
5.5.2搅拌转速的确定173
5.6搅拌器的混合特性179
5.6.1混合机理及混合特性180
5.6.2混合时间的计算181
5.7搅拌釜中的分散过程183
5.7.1搅拌釜内的液液分散与合并183
5.7.2搅拌对聚合物颗粒特性的影响185
习题187

6 搅拌聚合釜的传热与传质189
6.1聚合过程的传热问题189
6.2搅拌聚合釜的几种传热方式190
6.3搅拌聚合釜的传热计算193
6.3.1均相液体的传热194
6.3.2非均相体系的传热196
6.3.3非牛顿流体的传热197
6.3.4搅拌聚合釜总传热系数的计算198
6.4搅拌釜内的传质过程200
6.4.1分散体系的传质膜系数200
6.4.2伴有相间传质的聚合反应202
6.5聚合反应釜的安全操作204
习题205

7 搅拌聚合釜的放大207
7.1概述207
7.2搅拌聚合釜的传热放大208
7.3搅拌聚合釜的搅拌放大214
7.4非几何相似放大218
7.5放大准则的确定222
7.5.1按几何相似理论确定放大准则222
7.5.2按非几何相似理论确定放大准则223
习题223

8 聚合过程及聚合反应器225
8.1工业聚合方法225
8.1.1本体聚合226
8.1.2悬浮聚合226
8.1.3乳液聚合226
8.1.4溶液聚合227
8.2聚合反应器228
8.2.1釜式聚合反应器228
8.2.2塔式聚合反应器230
8.2.3管式聚合反应器230
8.2.4特殊型聚合反应器231
8.3聚合反应器选择原则234
8.4聚合过程实例235
8.4.1苯乙烯连续本体聚合235
8.4.2高压聚乙烯238
8.4.3丙烯淤浆聚合239

符号表243

参考文献245