單釜與多釜串聯實驗裝置

A. 反應工程專題：3.4 連續釜式反應器的串聯與並聯

1.示意圖 2.反應速率計算 3.濃度和速率倒數關系     1）單釜體積     2）兩釜串聯體積 4正常動力學情況下，全混串聯操作的體積小於單釜 5.反常動力學情況下，全混單釜操作的體積小於串釜 6.結論： 1.並聯操作一般要求： 2.要求出口濃度或轉化率相同時，兩個反應器空時相同：

B. 單釜與多釜串聯的區別在於

多釜串聯反應器與單釜的區別在於:多釜串聯反應器是指反應器的一種型號;而單釜則是指只有一個釜(也是泛指)物體

C. 單釜多釜操作方式對收率的影響

提高反應物濃度。單釜多釜操作方式對收率的影響是提高反應物濃度。聚合時可以單釜間歇生產，也可以是多釜串聯連續生產，聚合反應物由一個釜的下部進入下一釜的上部。

D. 順丁橡膠的性質，合成方式

順丁橡膠是順式1，4-聚丁二烯橡膠的簡稱，其分子式為(C4H6)n，屬混合物 n C4H6 —— （C4H6）n 順丁橡膠的生產工序包括：催化劑、終止劑和防老劑的配製計量,丁二烯聚合,膠液凝聚和橡膠的脫水乾燥。其聚合幾乎都採用連續溶液聚合流程，聚合裝置大都用3～5釜串聯，單釜容積為12～50m。 所用溶劑和所得產物隨催化劑不同而異。 ①用丁基鋰為催化劑生產順丁橡膠,多以環己烷(或己烷)作溶劑。這種聚合體系的催化活性高,工藝簡單，反應容易控制；但所得順丁橡膠的順式1，4含量低，分子量分布窄，不易加工，硫化後的順丁橡膠的物理性能較差，一般只與聚苯乙烯樹脂混煉作改性樹脂。②用鈦或鈷催化體系生產順丁橡膠時，一般選用苯或甲苯作溶劑，製得順丁橡膠的順式1，4含量高，硫化膠的物理性能類似，不同的是鈦系順丁橡膠的分子量分布窄、冷流傾向大，加工性能也不如鈷系和鎳系順丁橡膠好。③用鎳系催化劑生產順丁橡膠，芳烴（如苯或甲苯）和脂肪烴（如環己烷、己烷、庚烷或加氫汽油）均可作為聚合溶劑，而且都能得到高分子量、高順式順丁橡膠，以環烷酸鎳-三異丁基鋁-三氟化硼乙醚絡合物作催化劑、以抽余油作溶劑生產順丁橡膠的技術（我國生產橡膠的主要技術方法），中國自1959年開始研究，於1971年建成萬噸級生產裝置並投產。④尚有三種新型催化劑即：稀土催化劑（如環烷酸稀土－一氯二乙基鋁－三異丁基鋁）、 π－烯丙基氯化鎳催化劑〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和鹵化π－烯丙基鈾催化劑【如(π-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R為乙基】均可製得高順式(96％～99％)的順丁橡膠，而且活性和所得硫化膠的物理性能也好，但由於開發較晚，至80年代中期尚未達到工業化生產的程度。 順丁橡膠可用傳統的硫磺硫化工藝硫化，其加工性能除混煉時混合速度慢、輕度脫輥外，其他如膠片平整性和光澤度、焦燒時間等均與一般通用橡膠類似。

E. 水流速快慢對管式反應器返混程度有何影響

、實驗目的本實驗通過單釜、多釜及管式反應器中停留時間分布的測定，將數據計算結果用多釜串聯模型來定量返混程度，從而認識限制返混的措施。... 再通過數據處理得以證明返混對管式和釜式反應器的影響

F. 攪拌反應釜的傳熱裝置有哪幾種,各有什麼特點

攪拌反應釜常用的傳熱裝置是：夾套，蛇管。
1、夾套：是反應釜最常
用的傳熱裝置，整體夾
套由圓柱形殼體和下封
頭組成。夾套與內筒采
用法蘭連接和焊接
俄兩
種連接萬式。法蘭連接
用於操作條件差、需定
期檢查和經常清洗夾套
的場合。夾套上設有蒸
汽、冷卻水或其他加熱、
冷卻介質的進出口。當
加熱介質是蒸汽時，進
口管靠近夾套上端，冷
凝液從底部排出;當加熱
(冷卻)介質是液體時，
則進口管應設在底部，
使液體下進上出，有利
於排除氣體和充滿液體。
2、蛇管：
當夾套傳熱不能滿足要求
或不宜採用夾套傳熱時，可采
用蛇管傳熱。
蛇管置於釜內，浸人反應
介質中，傳熱效果比夾套好，
但檢修困難。
蛇管一般由無縫鋼管繞制
而成，常用的結構形狀有圓形
螺旋狀、平面環形、彈簧同心
圓組並聯形式等。
當蛇管中心直徑較小、圈
數較少時，蛇管利用進出口管
固定在釜蓋或釜底上;
若中心直徑較大、圈數較多、
重量較大時，則設立固定的支
架支撐。
蛇管的進出口最好設在同一
端，一般設在上封頭，結構簡
單，裝拆方便。

G. MBS的生產工藝

MBS樹脂的生產過程是先以丁二烯和苯乙烯在水和乳化劑中進行乳化，在引發劑的引發作用下進行聚合，生產丁苯膠乳(SBR膠乳)，再加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯進行乳液接枝聚合，得到MBS樹脂接枝膠乳(MBS樹脂膠乳)，最後經過凝聚、脫水和乾燥處理後得到MBS樹脂成品。
在MBS樹脂的整個生產工藝過程中，有3大關鍵技術，其一是SBR膠乳的合成技術，因為SBR膠乳的粒徑不但決定了MBS樹脂，pvc合金的抗沖擊性能，同時還決定了它的透光性能;其二是MBS樹脂膠乳的合成技術，因為核--殼比、接枝率和接枝過程單體的加料順序等對MBS樹脂膠乳的凝聚和後處理、MBS樹脂粉料的粒子形態及MBS樹脂與PVC的相容性和光學性能等均有非常顯著的影響;其三是MBS樹脂膠乳的凝聚技術，凝聚水平的高低直接決定了最終產品的粒度分布、顆粒規整性、流動性和表觀密度以及MBS樹脂在PVC中的分散性和相容性等指標。
1 丁苯膠乳的合成
將丁二烯、苯乙烯、引發劑和各種配製好的助劑按一定量和順序加到聚合反應釜中，在一定的溫度下攪拌進行乳液聚合，待反應達到一定轉化率後停止反應，脫除未反應的單體即可得到丁苯膠乳。對用於制備MBS樹脂的丁苯膠乳有其特殊的要求。首先是丁苯膠乳中丁二烯含量要為70%-80%。以保證製得的MBS樹脂在改性PVC時具有一定的抗沖擊性、耐寒性和良好的加工性。
為了盡量減少對MBS樹脂耐寒性的影響，苯乙烯含量宜控制在25%左右。此外，丁苯膠乳必須具有一定的交聯度、粒徑和粒徑分布。交聯有利於改善產品的光學性能和抗沖擊性能，便於加工。對於制備MBS樹脂的丁苯膠乳.對其粒徑及其分布均有特別的要求。在一般情況下，當MBS樹脂中橡膠含量相同時，膠乳粒徑越大，用MBS樹脂改性的PVC製品抗沖擊性能越好。
但是粒徑超過一定范圍時，改性PVC製品透明度下降，而且在彎曲時易出現發白現象，因此要同時得到具有最好的抗沖擊性、透明性和沒有彎曲發白現象的MBS樹脂，PVC共混物是極其困難的，各公司都把這一技術關鍵作為專利加以保密。
2 MBS樹脂接枝膠乳的合成
上面所得到的丁苯膠乳用水稀釋後，加入乳化劑、引發劑，再與苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯進行接枝聚合。常見的接枝工藝有一步法、兩步法和三步法等;也可以採用連續添加的方式，目前世界上大多數生產廠家採用兩步接枝法工藝。
從MBS樹脂改性PVC的機理來看，由於甲基丙烯酸甲酯與PVC溶解度參數相近，相容性好，處於MBS樹脂外殼層，有助於增加界面間的粘合力，對提高沖擊強度有利。
橡膠相和樹脂相的比例對MBS樹脂性能有很大的影響。在橡膠含量相對少的情況下，增加橡膠含量，銀紋引發中心會增多，支化及終止速度亦增加，沖擊強度隨之提高。但達到一定的程度之後，再增加橡膠含量，樹脂相比例相對減少，影響了MBS樹脂與PVC的相容性，反而使抗沖擊強度降低。
從國外專利來看，橡膠相在45%～60%之間較好。樹脂相中的甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯的比例根據產品性能不同而有差異。通常甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯的質量比為3：7～7：3為宜。
3 接枝膠乳的凝聚
凝聚過程對MBS樹脂產品的顆粒形態、與PVC樹脂共混的加工性能及加工工藝條件有很大的影響。
目前的凝聚方法主要有以下幾種：
(1)單釜凝聚工藝。
該工藝是最簡單、最容易操作的，也是大多數公司在MBS樹脂技術開發初期所採用的方法。目前該方法在我國的一些中小規模生產裝置上仍採用。其主要操作過程是將膠乳加入到有凝聚劑的反應釜中，或將凝聚劑加入到有膠乳的反應釜中。由於是單釜液相間歇操作，MBS樹脂顆粒形態和大小不容易控制，而且處理能力小，不符合大規模工業化生產的要求。
(2)多釜連續凝聚工藝。
多釜連續凝聚工藝實際上是多個單釜的串聯，其優點在於其連續性，便於進行工業化大規模生產。不足之處在於MBS樹脂的顆粒形態、流動性和表觀密度等指標沒有明顯提高。
(3)有機介質凝聚工藝。
日本鍾淵公司利用不同密度的有機介質作為分散劑，把凝聚劑和膠乳變成微小的液滴分散在溶劑中。兩種液滴由於上升和下降的速度不同，相互碰撞發生凝聚反應，得到粉末狀聚合物。該工藝的不足之處在於使用了有機溶劑，可能會吸附在樹脂表面，造成乾燥過程中易燃易爆成分的增加，而且有機溶劑的使用及其回收利用將使生產成本也相應增加。
(4)噴流凝聚工藝。
日本三菱人造絲公司採用噴流凝聚工藝，其特點是將膠乳通過多根細管噴入到凝聚劑中進行凝聚，所得到的樹脂流動性好，表觀密度大。該工藝的關鍵因素是細管的直徑以及膠乳與凝聚劑的相對流速。
(5)噴霧凝聚工藝。
日本鍾淵公司採用該工藝，其特點是將膠乳噴霧到筒形凝聚器中，凝聚劑則以氣相形式噴入，兩種物料碰撞到一起時，發生凝聚反應。該工藝的凝聚劑只限於易氣化的酸類(如鹽酸等)。優點在於樹脂的收率高、表面規整、流動性好以及表觀密度高等。
4 接枝膠乳的乾燥
脫水、洗滌後的MBS樹脂送到乾燥工段(水含量在35%左右)。由於MBS樹脂含有不飽和雙鍵，在高溫下易老化和變色。因此要求乾燥過程的溫度不能太高(烘箱乾燥溫度應小於60℃)，時間盡可能短。從經濟性和實用性考慮，氣流管一沸騰床連續乾燥法較為合理。

H. 絕熱操作的放熱反應最適合的反應器

全混流串接平推流反應器。對於絕熱操作的放熱反應，最合適的反應器為全混流串接平推流反應器。又稱理想混合流反應器或連續攪拌釜式反應器，進出物料的操作是連續的，可以單釜或多釜串聯操作。

I. 釜式反應器在什麼情況下要多釜使用

在化工生產中，既可適用於間歇操作過程，又可用於連續操作過程。可單釜操作，也可多釜串聯使用。通常在操作條件比較緩和的情況下，如常壓、溫度較低且低於物料沸點時，釜式反應器的應用最為普遍。