플러그흐름반응기(PFR)에서 A ＋ B → C 비가역 액상 반응을 진행… | [7급 국가직 반응공학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 반응공학] 24년 1회차

플러그흐름반응기(PFR)에서 A ＋ B → C 비가역 액상 반응을 진행한다. 반응물 A와 B는 동일한 몰유량 및 200 K의 일정한 온도로 반응기 입구에서 유입되며, 반응기는 단열로 운전된다. 반응열( $\Delta H_R$ )이 －2,000 cal mol^-1로 일정하고 반응기 출구에서 A의 전환율이 80 %일 때, 반응기 출구에서의 온도[K]는? (단, A, B, C의 정압비열[cal mol^-1 K^-1]은 각각 5, 15, 20이며, 반응은 상변화를 수반하지 않는다)

해설

출구 온도는 280 K이다.
단열 에너지 수지:  $T=T_0+\dfrac{X(-\Delta H_R)}{\sum\Theta_iC_{p,i}+X\Delta C_p}$ 
A 기준 등몰 공급이므로  $\sum\Theta_iC_{p,i}=5+15=20$ ,  $\Delta C_p=20-5-15=0$ 
 $T=200+\dfrac{0.8(2000)}{20}=280\ \mathrm{K}$ 
B도 같은 몰유량으로 들어오므로 B의 비열을 분모에서 빠뜨리면 안 된다.
발열 반응이므로 단열 운전에서 출구 온도는 입구보다 높아진다.

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