精细化工工艺学期末考前总复习

化工09011精细化工工艺学期末考前总复习第一章绪论1.精细化学品的定义、分类（11类）答：1.初级或次级化学品经过深加工而制取的具有特定功能、特定用途、小批量生产的系列产品，称为精细化学品。2.(1)农药；(2)染料；(3)涂料(4)颜料；(5)试剂和高纯物；(6)信息用化学品(7)食品和饲料添加剂；(8)粘合剂；(9)催化剂和各种助剂；(10)化学药品和日用化学品(11)功能高分子材料2.精细化工的特点（6个）、原料（4个）答：1.（1）小批量，多品种（2）技术密集（3）综合生产流程和多功能生产装置（4）大量采用复配技术（5）投资少、利润大、附加值高；（6）产品更新换代快。2.（1）石油（2）天然气（3）煤（煤焦油、水煤气）（4）农副产品3.什么叫精细化工产值率（精细化率）？精细化工产值率（精细化率）＝精细化工产品总值/化工产品总值*100%第二章精细化工工艺学基础及技术开发1.精细化工工艺学的主要内容答：①对具体产品，选择和确定在技术和经济上最合理的合成路线和工艺路线；②对单元反应，确定最佳工艺条件、合成技术和完成反应的方法，以得到高质量、高产率的产品；③产品的主要应用、商品化和发展动向。2.概念：合成路线、工艺路线、工艺条件、合成技术、完成反应的方法合成路线：选用什么原料，经过哪几步单元反应来制备目的产品。工艺路线：对原料的预处理和反应物的后处理采用哪些化工过程、采用什么设备和什么生产流程等。工艺条件：指反应物的摩尔比，主要反应物的转化率（反应深度），反应物的浓度、反应过程的温度、时间和压力，催化剂和溶剂的选择和使用等。合成技术：主要是指非均相催化技术、均相络合催化、相转移催化、光有机合成、电解有机合成和酶催化等合成技术。完成反应的方法：指的是间歇操作和连续操作的选择，反应器的选择和设计。3.化学计量学（反应物的摩尔比、限制反应物和过量反应物、过量百分数、转化率、选择性、理论收率、原料消耗定额、单程转化率和总转化率）。（1）反应物的摩尔比：指加入反应器中的几种反应物之间的物质的量之比。（2）化学反应物不按化学计量比投料时，其中以最小化学计量数存在的反应物叫作“限制反应物”。（3）某种反应物的量超过“限制反应物”完全反应的理论量，该反应物称为“过量反应物”。（4）过量百分数即过量反应物超过限制反应物所需理论量部分占所需理论量的百分数。（5）某一种反应物A反应消耗掉的量NAR占其向反应器中输入量NA，in的百分数，叫做反应物A的转化率XA。（6）选择性：指某一反应物转变成目的产物，其理论消耗的摩尔数占该反应物反应中实际消耗掉的总摩尔数的百分数。（7）指生成的目的产物的摩尔数占输入的某一反应物摩尔数的百分数。这个收率又叫做理论收率。（8）原料消耗定额是指每生产1t产品所消耗的各种原料的量（多少吨或多少公斤）。对于主要反应物来说，它实际上就是重量收率的倒数。化工09012（9）设NA,inR和NA,outR分别表示反应物A输入和输出反应器的摩尔数。NA,inS和NA,outS分别表示反应物A输入和输出全过程的摩尔数。例14.在苯一氯化制备氯苯时，为了减少副产二氯苯的生成量，每100mol苯用40mol氯，反应产物中含38mol氯苯，1mol二氯苯，还有61mol未反应的苯，经分离后可回收60mol苯，损失1mol苯。转化率？选择性？4.精细化工新产品开发程序如何？（5个）（1）选择研究课题（2）课题的可行性分析和论证（3）实验研究（4）性能、质量检测和鉴定（5）功能扩展、复配第三章表面活性剂1.表面活性剂定义、分类及各个类别的作用（阴离子、非离子、阳离子、两性离子）、用途答：1.表面活性剂：在低浓度下就能显著降低液体的表面张力的化一类化合物。化学结构具有两亲结构即具有亲水疏油基（亲水基）和亲油疏水基（亲油基）。2.阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性离子表面活性剂，非离子型2.表面活性剂的活性原理答：3.亲水亲油平衡值（HLB）的两种表示方法及公式，以及计算答：戴维斯法(HLB)D＝7＋∑L＋∑H格里芬法4.胶束量、缔合度、临界胶束浓度（cmc）、克拉夫特点、浊点答：1.胶束量=表面活性剂的分子量×缔合度2.缔合度即为缔合成一个胶束的分子个数。3.表面活性剂开始形成胶束的浓度为临界胶束浓度，简称CMC。4.使表面活性剂的溶解度突然增大的温度点，成称为克拉夫特点5.聚乙二醇型非离子表面活性剂与离子表面活性剂相反，将其溶液加热，到达一定温度时，透明溶液会突然变浑浊，这一温度点称为浊点5.活性剂的应用性能答：表面主要的包括起泡、消泡、乳化、分散、增溶、洗净、润湿、渗透等。6.烷基苯的磺化原理、主要设备、工艺条件答：1.磺化原理：亲电取代反应属于样离子反应机理。磺化剂都是阳离子，缺乏电子，很容易进攻具有亲核性能的苯分子，在电子云密度大的地方，接受电子，形成共价键，和苯环上的氢发生取代反应。2.磺化反应器：膜式反应器，单膜多管式和双膜式3.磺化反应工艺条件：膜式反应器内气-液非钧相反应；空气-SO3中SO3浓度3-7%；温度40℃；气速：20-90m/s，管高0.8-5m；通二次保护风。7.非离子表面活性剂亲油基、亲水基的原料答：亲油基原料：具有活泼氢原子的疏水化合物。脂肪醇，脂肪酸，脂肪胺和脂肪酸酯。亲水基原料：环氧乙烷，多元醇和氨基醇等8.了解聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂苯的单程转化率=*100%10061—100%=39.00苯的总转化率=*100%10061—100%=—6097.50=*100%%=97.44氯苯的选择性11*38100-61=*100%%=95.00氯苯的总收率11*38100-60单程转化率=NA,inR-RNA,outNRA,in*100%总转化率=NA,in-NA,outNA,in*100%SSS化工090139.乙氧基化反应的影响因素及聚合度分布的模型有哪些？答：1.影响因素：反应物结构及催化剂；温度；反应压力2.模型：泊松分布，Weibull-Nycander分布和Alfonic窄分布。10.为什么禁用烷基酚聚氧乙烯醚？答：烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)不仅生物降解差，而且它的降解代谢物中存在烷基酚和APEO的低EO(1～2个EO)代谢物，1～2个氧乙烯代谢物的毒性较大，最终生成烷基酚则毒性更大。11.司盘、吐温答：在司盘系列产品中，分别缩合约20个环氧乙烷，就成为相应的吐温系列。12.洁尔灭、新洁尔灭等阳离子表面活性剂的合成原理答：第八章香料、香精、化妆品1.香料、香精的定义答：1.香料一些来自自然界动，植物的或经人工单离，合成而得到的发香物质叫香料。2.香精以香料为原料，经调香，有时加入适当的稀释剂配成的多成分的混合体叫香精。2.有香物质必须具备的条件答：①具有挥发性；②在脂类、水等物质中有一定的溶解度；③分子量为26-300的有机物；④分子中具有某些原子或原子团，发香原子在元素周期表中处于ⅣA-ⅦA族中，其中，P、As、Sb、S、Te属于恶臭原子；⑤折射率大多在1.5左右；⑥Raman光谱测定吸收波数，大多数在1400-3500cm-1范围内。3.香料、香精的分类答：1.香料的分类：天然香料（动物性和植物性）合成香料（单离香料合成香料）2.香精的分类：食用香精日用香精其他香精4.动物性天然香料的品种、化学结构式答：动物性天然香料主要品种有麝香、灵猫香、海狸香、龙涎香和麝香鼠香五种。5.天然香料常用的提取办法答;①水蒸气蒸馏法②萃取法③冷榨冷磨法④吸附法6.植物性天然香料的生产实例P286答：玫瑰油的生产原料：玫瑰花（蔷薇科植物）生产方法：水中蒸馏主要成分：香茅醇、香叶醇、苯乙醇、橙花醇、氧化玫瑰等。用途：食用、烟用、花香型香精的原料7.合成香料包括哪些、主要原料、主要合成反应答;1.合成香料包括：全合成香料、半合成香料、单离香料、生物合成香料2.①农、林、牧，渔副产品为原料②煤焦油为原料③石油和天然气工业中得到的化工原料3.主要反应：缩合，酯化，硝化，卤化，氧化，还原，异构化。8.合成香料的生产实例（香兰素P295、水杨酸异戊酯）答：1.香兰素的合成方法有多种，可分为:愈创木酚法、木质素法、黄樟素法、丁香酚法、对羟基苯甲醛法、4-甲基愈创木酚法、对甲酚法、微生物法等几种。2.水杨酸异戊酯主要的生产方法由水杨酸和异戊醇经酯化反应制得。化工090149.什么是调香答：调配香精简称为调香。将几种乃至数十种香料通过一定的调配技艺，配制出和谐又具特色、酷似天然鲜花、鲜果或幻想出具有一定香型、香韵的有香混合物。10.香精调配需要经过的三个阶段答：处方试验、试样试验、大样调配和加香实验。11.化妆品的定义、作用答：1.指以涂擦、喷洒或者其他类似的方法，散布于人体表面任何部位以达到清洁、消除不良气味、护肤、美容和修饰目的的日用品。2.①清洁作用；②护肤作用；③营养作用；④美容作用；⑤治疗作用12.化妆品的生产工艺（乳化方法、原理）答：1.乳化方法：①转相乳化②自然乳化③机械强制乳化④低能乳化2.低能乳化原理：把外相-水（连续相）分为A，B两部分，质量分数分别为α和β，加热时只是加热内相-亲油性部分和B部分的外相，故可节省能量：（1-β）H=αH外相/内相值越大或α/β值越大，节能越有效。13.雪花膏P362、普通香波P370的生产工艺答：1.雪花膏：将丙二醇与苛性钾加于蒸馏水中，加热至70度，制成水相，其余成分混合，加热至70度，制成油相。把油相缓缓加入水相中搅拌乳化，约45度时加香精，继续搅拌至冷。2.普通香波：将油酸，椰子油脂肪酸，三乙醇胺和甘油加热至65度，搅拌至混合均匀，加入乙二胺四乙酸四钠和水，继续搅拌，加入香精和色素，搅拌至均匀。第四章合成材料助剂1.应用中需要注意的问题答：（1）助剂与聚合物的配伍性（2）助剂的耐久性（3）助剂的加工适应性（4）助剂必须适应产品的最终用途（5）助剂配合中的协同作用和相抗作用2.增塑剂的定义答：凡添加到聚合物体系中，能使聚合物体系增加塑性的物质。3.非极性部分与极性部分的比例（AP/P0）计算Ap/Po=增塑剂分子中非极性的脂肪酸碳原子数（Ap)/极性基（Po)值3DOP的生产工艺4阻燃剂的定义、氧指数、阻燃机理答：1.减缓合成材料燃烧性能的助剂称阻燃剂。2.氧指数是指使试样像蜡烛状持续燃烧时，在氮-氧混合气流中所必需的最低氧含量。3.阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。5抗氧化原理、主要品种答：1.①链终止型抗氧剂②预防性抗氧剂2.（1）胺类抗氧剂（2）酚类抗氧剂（3）二价硫化物和亚磷酸酯类（4）其它抗氧剂化工090156防老剂4010NA的合成答：酮铬催化剂，对氨基二苯胺、丙酮按比例在配制槽中配制以后，被高压泵连续压往反应器1、2、3。三个反应器温度控制在200℃左右，压力为15.2-20.3MPa。新鲜和循环的氢气从反应器1的底部进入。物料从反应器3出来，经冷却后于分离器8中分出氢气，然后去后处理。过量氢气用泵循环。丙酮用量可为1.5-4mol/每千克分子产品，过量丙酮循环使用。产品以蒸馏或结晶法提纯。7.了解发泡剂的合成原理、合成工艺答：发泡剂是掺进聚合物体系中，在加工过程中适时释放出气体，使高分子材料形成微孔的一类助剂，根据气体形成的机理分为物理发泡剂和化学发泡剂。第六章胶黏剂1.胶黏剂的定义、组成、分类答：1.胶粘剂是一种媒介，其功能是使两个单独的物质粘结成一个整体物质，该整体物质所具备的独特性能是单独物质所不具备的2.组成：基料、固化剂、填料、增韧剂、稀释剂以及其他辅料配合而成。3.分类：（1)按基料分类：无机，有机，天然，合成胶黏剂（2）按物理形态分：溶液型，水基型，膏状或糊状型，固体型，膜状型（3）按固化方式分：水基蒸发型，溶剂挥发型，热熔型，化学反应型，压敏型（5）按受力情况分：结构胶黏剂，非结构胶黏剂2.胶接的特性、影响因素答：1.界面中底胶（胶粘剂）和被粘物表面以及吸附层之间无明显边界；界面的结构性质与底胶（胶粘剂）或被粘表面的结构、性质是不同的；界面的结构和性质是