반응물 A가 단일 혼합흐름반응기에서 1차 반응으로 80%의 전환율을 얻… | [화공기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 20년 1회차

반응물 A가 단일 혼합흐름반응기에서 1차 반응으로 80%의 전환율을 얻고 있다. 기존의 반응기와 동일한 크기의 반응기를 직렬로 하나 더 연결하고자 한다. 현재의 처리속도와 동일하게 유지할 때 추가되는 반응기로 인해 변화되는 반응물의 전환율은?

0.90

0.93

0.96

0.99

해설

직렬로 연결한 두 번째 혼합흐름반응기를 거친 후 전체 전환율은 0.96이 된다.
첫 번째 반응기에서 1차반응  $k\tau=\dfrac{X_1}{1-X_1}=\dfrac{0.8}{0.2}=4$ 이므로, 동일한 크기·같은 처리유량의 반응기를 하나 더 이어붙이면 두 번째 반응기도 같은  $k\tau=4$ 를 가진다.
두 번째 반응기의 설계식  $k\tau=\dfrac{C_{A1}}{C_{A2}}-1$ 에서  $C_{A1}=0.2C_{A0}$ 를 대입하면  $C_{A2}=\dfrac{C_{A1}}{5}=0.04C_{A0}$ 가 되어, 전체 전환율  $X=1-0.04=0.96$ 이 된다.

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