등온 반응기에서 다음 두 개의 균일계 비가역 반응을 경쟁적으로 진행한다… | [7급 국가직 반응공학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

등온 반응기에서 다음 두 개의 균일계 비가역 반응을 경쟁적으로 진행한다. 일정한 온도에서 생성물 U에 대한 D의 순간 선택도($S_{\mathrm{D/U}}$)를 증대하기 위한 전략으로 옳지 않은 것은? (단, $S_{\mathrm{D/U}}=\dfrac{r_{\mathrm{D}}}{r_{\mathrm{U}}}$, $r_{\mathrm{j}}$는 j의 생성 속도, $C_{\mathrm{j}}$는 j의 농도이다)
○ 반응 1: $\mathrm{A}+\mathrm{B}\xrightarrow{k_1}\mathrm{D}$, $r_{\mathrm{D}}=k_1C_{\mathrm{A}}C_{\mathrm{B}}$
○ 반응 2: $\mathrm{A}+\mathrm{B}\xrightarrow{k_2}\mathrm{U}$, $r_{\mathrm{U}}=k_2C_{\mathrm{A}}^2C_{\mathrm{B}}^2$

플러그흐름반응기(PFR)보다는 연속교반탱크반응기(CSTR)를 사용한다.

기상 반응이라면 높은 압력보다는 낮은 압력에서 반응기를 운전한다.

반응에 참여하지 않는 물질로 희석한 원료를 사용한다.

B에 A를 천천히 유입시키는 반회분식반응기(semi-batch reactor) 보다는 회분식반응기를 사용한다.

A를 천천히 넣는 반회분식이 A 농도를 낮게 유지해 더 유리하므로, 반회분식 대신 회분식을 쓰라는 전략이 옳지 않다.
$S_{\mathrm{D/U}}=\dfrac{k_1}{k_2C_{\mathrm{A}}C_{\mathrm{B}}}$이므로 A와 B의 농도를 모두 낮게 유지할수록 선택도가 커진다.
CSTR은 내부가 출구의 낮은 농도로 유지되어 PFR보다 유리하다.
기상 반응에서 낮은 압력은 각 성분 농도를 낮춘다.
비활성 물질로 희석하면 반응물 농도가 낮아진다.