A \rightleftarrows B 가역 발열 반응에서 높은 전환율을… | [7급 국가직 반응공학] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 반응공학] 22년 1회차

A  $\rightleftarrows$  B 가역 발열 반응에서 높은 전환율을 얻기 위해 그림과 같이 세 개의 단열 플러그흐름반응기(PFR)와 두 개의 냉각기를 조합하여 반응공정을 구성한다. 흐름에 따른 온도( $T$ )와 A의 전환율( $X_{\mathrm{A}}$ )의 변화는 아래 그래프와 같다. (가) 위치에서의 흐름 온도가 600 K일 때, (나)와 (다) 위치에서 흐름 온도[K]를 바르게 연결한 것은?

(나) (다)

800 600

800 700

900 600

900 700

해설

(나) 위치는 800 K, (다) 위치는 600 K이다.
단열 PFR에서는 에너지수지에 따라 전환율과 온도가 직선으로 함께 오르고, 냉각기에서는 전환율이 그대로인 채 온도만 내려간다(그래프의 점선). 첫 반응기는 600 K에서 출발해 900 K,  $X_{\mathrm{A}} = 0.4$ 에 이르고, 냉각 후 600 K에서 두 번째 반응기가 시작된다.
두 번째 반응기 출구 (나)는 직선이 끝나는  $X_{\mathrm{A}} = 0.7$ , 800 K이며, 이어지는 냉각기 출구 (다)는 다시 600 K로 내려간 지점이다.
(나)를 900 K로 보는 조합: 900 K는 첫 반응기 출구 온도이다.
(다)를 700 K로 보는 조합: 두 번째 냉각선은 600 K까지 이어진다.
(나) 900 K·(다) 700 K 조합: 두 위치 모두 그래프와 맞지 않는다.

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