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다음과 같은 연속 반응에서 각 반응이 기초반응이라고 할 때 R의 수율을… | [화공기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 18년 1회차

다음과 같은 연속 반응에서 각 반응이 기초반응이라고 할 때 R의 수율을 가장 높게 할 수 있는 반응계는? (단, 각 경우 전체 반응기의 부피는 같다.)

ARS\mathrm{A}\rightarrow\mathrm{R}\rightarrow\mathrm{S}

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해설

중간생성물 R의 수율은 플러그흐름 반응기(PFR) 단독일 때 가장 높다.

A→R→S처럼 R이 다시 소모되는 연속반응에서는 역혼합(back-mixing)이 적을수록 생성된 R이 곧바로 빠져나가 S로 더 변하지 않는다. 총 부피가 같다면 체류시간 분포가 가장 좁은 플러그흐름이 유리하다.

  • 순환비 1을 준 플러그흐름 반응기는 출구 흐름의 절반이 입구로 되돌아와 혼합이 커지므로 순수 플러그흐름보다 R 수율이 떨어진다.
  • 혼합흐름 반응기 한 대는 유입되자마자 출구 농도로 희석되어 가장 불리하고, 같은 부피를 둘로 나눠 직렬로 잇는 방식은 플러그흐름에 가까워지긴 하나 여전히 미치지 못한다.

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