精细化工工艺学第二版重点.docx
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精细化工工艺学第二版重点
第一章
1.精细化工产品具有何特点?
请举例说明
答:
生产特点有:
小批量,多品种、具有特定的功能、技术密集度高、 大量采用复配技术、附加价值高、设备生产流程综合性高、商品性强
商业特点:
技术保密,专利垄断、重视市场调研,适应市场需求、重视应用技术和技术服务
2.精细化工产品发展的趋势和重点是什么?
答:
趋势:
1)精细化工产品在化学工业中所占的比重迅速增大 2)精细化工产品的新产品不断增加,尤其是适应高科技发展的精细化工新领域不断涌现,因此所涉及的范围越来越广,多学科交叉。
3)在高科技术应用的同时,在精细化工产品的生产、制造、复配、包装、贮存、运输各环节日益广泛采用各种新技术,促进了精细化工产品的发展。
重点:
强化自主创新,突破核心催化技术、现代反应工程技术和精细加工技术,开发环境友好工艺。
第二章
1.从结构和性质两方面论述表面活性剂的概念
答:
表面活性剂是一类具有两亲结构(即同时含有亲水和亲油基团)的化合物,分子中一般含有两种极性与媒亲性迥然不同的基团,并且表面活性剂具有改变液体表面张力和改变界面状态的性质。
2.何谓缩合反应,它的基本原理是什么?
答:
两个或多个有机分子相互作用后以共价键结合成一个大分子,同时失去水或其它比较简单的无机或有机分子的反应叫缩合反应。
其基本原理是:
缩合反应可以通过取代、加成、消除等反应途径 来完成。
多数缩合反应是在缩合剂的催化作用下进行的,常用的缩合 剂是碱、醇钠、无机酸等。
缩合作用是非常重要的一类有机反应,在有机合成中应用很广,是由较小分子合成较大分子有机化合物的重要方法
3.请你构思一个比较理想的、完整的LAS生产工艺,并简述新工艺流程。
答:
天然煤油 分子筛长链正构烷烃
氯化
正构氯烷
与苯缩合
NaOH中和
烷基苯
SO3磺化
R--SO3Na
R--SO3H
工艺流程:
1、空气压缩和干燥,冷却至5℃左右,除去大部分水,再用硅胶干燥塔进行干燥吸附。
2、硫黄燃烧和SO3发生 固体硫黄加热熔化与干燥空气反应生成SO2气体,冷却后进入SO2/SO3转化塔,V2O5为触媒,温度在430℃-450℃,出口处SO2转化率可达98%,然后SO3通过SO3冷却器冷却至50-55℃。
3、磺化反应 经干燥空气稀释的SO3气体除雾后与烷基苯反应,除去生成的磺酸与未反应的尾气,经过30min的老化和水解反应,通过输送泵至产品贮罐,得到稳定产品。
4、尾气处理
4.简要叙述脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚的生产方法
答:
将脂肪醇(烷基酚)烷基酚与催化剂定量加入到脱水搅拌釜中,在90-110℃下减压脱水。
然后用氮气置换,继续升温到160℃左右,通入液态环氧乙烷,环氧乙烷进入反应器后立即被气化并充满反应器;而溶有催化剂的脂肪醇(烷基酚)经泵压和喷嘴以雾状均匀喷入反应器的环氧乙烷气相中,并迅速反应,液相物料连续循环喷雾与环氧乙烷反应,保持环氧乙烷分压0.2-0.4MPa,直至配比量的环氧乙烷反应完为止,取样分析,中和脱色,即出料包装。
5.阳离子表面活性剂有哪几类?
各主要用途是什么?
答:
有胺盐类、季铵盐类和其他类。
胺盐类主要用作牙膏的活性组分;季铵盐类主要用作织物的柔软剂,制备有机膨润土,杀菌剂;其他类可用作纺织柔软剂,杀菌剂,染色助剂。
6.甜菜碱型两性表面活性剂生产主要包括哪几个工艺步骤?
答:
1、长链脂肪酸与卤素
-碳上发生取代反应
2、三级胺取代卤素使长链脂肪酸季铵盐化
第四章
1.人类皮肤划分为几种类型?
划分的依据是什么?
针对这几种皮肤类型,选用膏霜类、粉类等化妆品的原则是什么?
答:
3类,依据是:
皮脂腺分泌脂肪的多少。
干性皮肤用油包水型;油性皮肤用水包油型;中性皮肤夏季用水包油型,冬季用油包水型。
2.自然环境与人类皮肤的正常生理功能之间有着密切的联系,试论述不同自然环境下化妆品的选用原则?
答:
在气候炎热、空气潮湿的地区,使皮肤易出汗,需选用吸收性较好的香粉;在气候寒冷、空气干燥的地区,皮肤易干裂,需选用补水类化妆品或吸收性差的香粉。
3.何谓增稠剂?
论述普通化妆品中哪些种类的化妆品需要采取增稠措施?
答:
增稠剂是
4.抗氧剂与防腐剂的功能有何区别和联系?
哪些品种的化妆品中需加入抗氧剂或防腐剂?
答:
抗氧剂:
防止或延缓油脂氧化腐败。
一般在化妆品易光照变质、水分含量多或含金属离子时使用。
防腐剂:
抑制或杀灭微生物的生长繁殖。
一般在含有脂肪、蛋白质、胶质、维生素等易被微生物作用变质的化妆品中使用。
5.何谓化妆品的基料?
何谓化妆品的辅助原料?
基料与辅助原料在化妆品中的功能往往不止一种,各举一例说明之
答:
基料是组成化妆品基体的原料,它在化妆品配方中占有比较大的比例。
辅料是使化妆品成型、稳定或赋予化妆品以色、香及其他特定作用的原料。
例如羊毛脂是性能很好的原料,对皮肤有保护作用,具有柔软、润滑及防止脱脂的性能。
乳化剂的功能有:
起乳化性能和控制乳化类型。
6.工业用乙醇制备香水用乙醇.
答:
1、乙醇中加入0.02%-0.05%KMnO4,剧烈搅拌,同时通空气鼓泡,如有棕色的MnO2沉淀,静置过滤除去,再经蒸馏备用。
2、每升乙醇中加入1-2滴30%的双氧水,在25-30℃下储存几天。
3、乙醇中加入1%活性炭,每天搅拌几次,放数天后,过滤备用。
4、在乙醇中加入香料,如秘鲁香脂、安息树脂等,放置30-60天,消除和调和乙醇气味,使气味醇和。
7.试论述自然乳化法制备乳状液的过程特征及操作步骤。
(无相转移,无外力作用,水始终为连续相)
答:
操作步骤:
将乳化剂先溶于矿物油(易于流动的)中,然后投入大量水中。
油滴在水中逐渐缓慢下沉,表面不断被乳化,同时不断分裂成若干细小液滴,并进一步被乳化后完全乳化液。
特征:
1、自然乳化法中,水不断从油表面渗入内部,当乳化剂预先溶于油中,可将微量的水与乳化剂一起加入油中,改善乳化效果。
2、粘度高时,可提高操作温度。
8.卷发剂产生卷发定型过程的机理是什么?
由上述机理判断卷发剂是单组分好还是双组分好?
答:
机理是又冷烫液将角朊中的二硫键还原头发在卷曲状态下重新生成新的二硫键,而达到永久形变。
单组份好
9.讨论具有一定治疗功能的化妆品与药物之间的区别
答:
具有一定治疗功能的化妆品仍以化妆为主要目的,而药物是以治疗为主要目的的。
10.写出几种重要的?
-苯乙醇的合成路线
答:
1、由Friedel-Crafts反应合成 +CH2-CH2 AlCl3 -(CH2)2OAlCl3+HCl
O
-(CH2)2OAlCl3+H2O -CH2CH2OH+Al(OH)Cl2
2、格瓦反应 -MgCl+CH2-CH2甲苯 -CH2CH2OMgCl水解 -CH2CH2OH
+Mg(OH)Cl O
3、由苯乙烯制得 -CH=CH2NaBr/NaClO3/H2SO4 -CHOH-CH2BrNaOH -CH-CH Ni/H2 -CH2CH2OH
O
第五章第六章
1.防腐剂的作用是什么?
影响防腐效果的因素有哪些?
答:
作用:
抗菌、杀灭或抑制微生物生长繁殖、防止食品腐败变质
影响因素:
1、pH酸性防腐剂 pH降低,防腐效果升高
2、食品的污染程度 防腐剂是抑菌为主,杀菌为辅
3、在食品中的分散状态 均匀分布的效果最好
4、加热方式
5、联合使用
2.苯甲酸类、山梨酸类防腐剂的防腐效果是怎样受pH值影响的?
在酸性条件下使用应注意什么?
答:
苯甲酸和山梨酸都属于弱酸,在水中存在电离平衡。
随着pH的降低,苯甲酸和山梨酸浓度增加,防腐效果增强(苯甲酸类和山梨酸类防腐剂中其防腐效果的是其酸)。
注意:
因苯甲酸的代谢在肝脏中进行,所以肝脏功能衰弱者不宜食用。
山梨酸在pH为5-6时,对霉菌、酵母菌、好氧菌有抑制作用。
3.天然甜味剂有哪几种?
那些最具发展特点?
各自呈甜味的特点有什么不同?
答:
有蔗糖、葡萄糖、淀粉糖、麦芽糖、果葡糖浆
4.抗氧化剂的氧化机理是什么?
答:
1、吸收O2 2、释放H,破坏过氧化物 3、吸收过氧化物或自由基 4、抑制或阻止氧化酶的活性
5.各种抗氧化剂的抗氧化作用有什么特点?
答:
丁基羟基茴香醚(BHA)有强抗微生物作用
特丁基对二苯酚(TBHQ)有良好的抗细菌、霉菌、酵母菌作用
6.什么是HLB值?
HLB值与乳化剂的适用性有什么关系?
答:
HLB值是亲水-亲油平衡值反映表面活性剂的亲水基和亲油基之间的平衡关系。
乳化剂是表面活性剂,具有亲水亲油基团。
食品中所添加的乳化剂属于水包油型乳化剂,其HLB值为8-18。
7.增稠剂的作用机理是什么?
答:
机理:
增稠剂分子结构中含有许多亲水基团,能与水分子发生水化作用,从而以分子状态高度分散在水中,形成高粘度的单相均匀分散体系。
8.食品强化剂分哪几类?
常用哪些品种?
为什么营养强化剂日益受到人们的重视?
答:
食品强化剂分为氨基酸类、维生素、矿物质三大类。
常用品种:
1、氨基酸类 L型赖氨酸、蛋氨酸、牛磺酸 2、维生素 VA、VB、VC、
-胡萝卜素 3、矿物质 乳酸钙、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸锌
因为营养强化剂对人类的健康和正常生理功能有着非常重要的作用,它不仅能提高食品的营养质量,还可提高食品的感官质量和改善其保藏功能。
第七章
1.简单叙述胶粘剂、粘连技术及其特点
答:
填充于两物件之间能将其连接在一起并具有足够强度的一类物质称为胶黏剂,简称“胶”。
用胶黏剂将两个物件连接在一起的技术叫粘连技术。
特点是能简化连接物件的工艺,较小影响被粘物的性能,能使接触处均匀致密。
2.合成胶粘剂有哪些主要组成部分?
各有什么作用?
试举例说明
答:
主要组成有基料、固化剂、填料、偶联剂、增塑剂、防老剂、稀释剂。
基料起粘合作用,要求有良好的粘附性和湿润性。
固化剂加速固化。
填料可降低成本,改善物理机械性能。
偶联剂增大了胶层的内聚强度和粘接技术。
增塑剂改善胶层塑性,增进熔融流动性。
防老剂延长胶黏剂的使用寿命。
稀释剂降低胶黏剂粘度,提高流动性、润湿性、渗透性,便于混合均匀。
3.从分子运动与互相作用的观点说明胶粘剂与被粘物之间能形成足够粘合力的原因
答:
1、粘接力的产生a.胶黏剂与被粘物之间通过共价键相互结合。
b.分子间力的存在(取向力、诱导力、色散力、氢键)c.界面静电引力d.摩擦力(表面毛糙、多孔)2、界面化学:
良好润湿性、接触角小于90° cos
=
4.胶粘剂是如何固化的?
按固化方式可将胶粘剂分为几类?
答:
通过适当方法将胶黏剂由液态变为固态的过程叫固化过程。
分为水基蒸发型、溶剂挥发型、热熔型、化学反应性、压敏型5类。
5.什么是环氧树脂胶粘剂?
试说明环氧胶具有优良综合性能的原因
答:
具有脂肪族羟基、醚基和极活泼环氧基,能够粘接多种材料的胶黏剂叫环氧树脂胶黏剂。
因为羟基和醚基都有高度的极性,使环氧树脂分子能与邻界面产生电磁引力,而环氧基团能与介质表面游离基起反应形成化学键。
6.常用的环氧树脂固化剂有哪些?
它们是如何固化环氧树脂的?
答:
有反应型固化剂(如脂肪族和脂环族胺类、芳香族胺类和有机酸酐低分子物类)和催化型固化剂(如叔胺、咪唑、硼化物等)。
胺类固化剂主要通过“活泼氢”与环氧基起反应,使树脂固化交联。
催化剂固化剂主要是使环氧基开环,使环氧树脂进行均聚,生成以醚键为主要结构的均聚物。
7.简述酚醛树脂的合成原理,影响合成的主要因素及酚醛树脂的作用
答:
合成原理:
苯酚和甲醛在一定条件下反应生成羟甲酚,羟甲酚再与苯酚或羟甲酚反应(反复进行)生成线型或体型聚合物。
影响因素:
1.酚类结构a.三官能度的酚-体型b.二官能度-线型c.单官能度-不能缩聚。
2、取代基的位置和体积 3、苯酚和甲醛的摩尔比4、催化剂类型
第八章
1.人们常说的油漆和涂料是一回事吗?
答:
不是一回事,涂料指用特定的方法涂覆于物体表面,可得一层致密坚韧的涂膜,对材料起保护、装饰、标志或其他特殊功能。
应用范围极广。
油漆即通称的油基树脂涂料。
2.什么是水性涂料?
答:
水性涂料是以水溶性树脂为成膜物质的水分散体系。
成膜物质是一些分子链上含亲水基团(如胺基、羧基、羟基、醚基、酰胺基等)的树脂,通过中和剂中和作用或皂化而赋予水溶性。
3.简述干性油、半干性油、不干性油的基本含意
答:
干性油:
分子的不饱和度大,碘值大于140。
不干性油:
分子的不饱和度较小,碘值小于100。
半干性油:
分子的不饱和度处于干性和不干性油之间。
4.什么是涂料的酸值(酸价)?
答:
指中和1g天然脂肪中游离酸所需要消耗氢氧化钾毫克数。
5.涂料的流平性是什么?
如何控制流平性?
答:
涂料在涂装后,有一个流动及干燥成膜的过程。
膜能达到平整光滑的特性为流平性。
涂加流平剂来改善流平性,其作用原理在于降低涂料与底材间的表面张力,使二者具有良好的润滑性,调整粘度延长流平时间。
6.什么是颜料?
颜料和染料是一回事吗?
答:
颜料是不溶性有色物质的小颗粒,制造色漆时,首先要求颜料能均匀的分散、稳定的存在于漆料中。
它与染料不同。
染料能溶于水、醇、油和其他溶剂中,其溶液能渗入木材与木材的组成物质(纤维素、木质素和半纤维素)发生复杂的物理化学反应,而颜料是物理固着。
7.涂料的挥发分和非挥发分是指什么?
答:
挥发分是值涂料涂布后逐渐挥发掉的组分。
非挥发分是成膜物质,是决定涂膜性能的主体材料。
第十二章
1.钻具在作业时受到什么样的腐蚀?
可采取哪些措施进行保护?
答:
O2腐蚀(措施:
1、用机械或化学法除氧2、加缓蚀剂:
R4N+Cl-、RNH2)、H2S腐蚀(措施:
1、加除硫剂:
Zn2+、ZnCO3、Fe3O4等2、缓蚀剂:
有机胺、季铵盐和吡啶咪唑啉在金属表面吸附成膜)、CO2腐蚀(措施:
1、调节pH使pH>6 2、缓蚀剂:
咪唑啉及其衍生物缓蚀剂)。
2.为什么要进行酸化作业?
酸化时选用什么类型的缓蚀剂好,为什么?
答:
油井酸化是指采用机械的方法将大量酸液挤入地层,酸液对岩层、井壁附近的堵塞物(如泥浆、泥饼等)有化学溶蚀作用。
目的是扩大油流孔道、提高岩层渗透率和提高油井生产能力。
缓蚀剂选用有机胺类和硫醇(N、S、O、P)类缓蚀剂。
因为这些缓蚀剂通过物理吸附或化学吸附形成吸附膜对金属起到保护作用。
3.减少油田污水腐蚀的主要措施是什么?
为什么要投加除氧剂?
答:
1、加注水除氧剂(NH2-NH2、Na2SO3)2、加缓蚀剂吸附成膜。
因为在原油集输过程中,微量氧的溶入都会引起严重的腐蚀。
4.比较酸化作业和污水处理作用的缓蚀剂的异同点
答:
相同点:
按其抑制腐蚀电池的原理均可分为阳极控制型、阴极控制型、混合控制型。
均可在金属表面形成保护膜。
不同点:
酸化腐蚀剂只能通过物理吸附或化学吸附成膜。
而污水处理缓蚀剂除了吸附成膜外,还可氧化成膜和沉淀成膜。
第十四章
1.比较有机染料和有机颜料的异同点?
答:
相同点:
均可用于材料的着色。
不同点:
有机染料与被染物之间形成了化学键,而有机颜料与被着色物之间是通过物理吸附固着的。
2.简述影响重氮化反应和偶合反应活性的主要因素?
答:
影响重氮化反应因素:
1、pH 酸性 2、温度0-10℃3、亚硝酸钠用量及其加入速度控制、搅拌强度
影响偶合反应因素:
1、pH值 2、反应温度、反应浓度 3、加料速度、终点控制
3.染料 当R1=R2时,λmax=453nm。
如R1=-CH3,R2=,其λmax是增大还是减小?
染料的颜色将会产生什么变化?
同时指出该染料属于哪种类型的染料?
答:
增大,颜色变深,因为颜色的深与浅是由吸收光波的多少和宽窄决定的。
单偶氮组分类染料。
4.H算与重氮组分进行偶合反应时,重氮基进入H酸的哪一位置,并解释其原理?
答:
酸性条件下,偶合主要在氨基的邻位发生。
因为O的电负性大,半径小,对电子束缚能力强,给电能力弱。
碱性条件下,H酸上-OH转变为O-,此时羟基邻位的电子云密度较氨基邻位的电子云密度大,所以此时偶合主要在羟基的邻位发生,。
5.以苯,甲苯和萘为原料制备颜料永固红FRR与染料活性艳红B?
答:
活性艳红B:
由H酸(1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸)与三聚氯氰缩合,再与邻氨基苯磺酸重氮盐进行偶合,而后经盐析;过滤;干燥等处理过程,而制得产品。
永固红FRR:
3-羟基-4-[(2-甲基-4-硝基苯基)偶氮]-N-(2-甲基苯基)-2-萘甲酰胺
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