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1[화공기사 필기] 17년 3회차
목적물이 R인 연속반응 A→R→S에서 A→R의 반응속도상수를 k1이라 하고, R→S의 반응속도상수를 k2라 할 때 연속반응의 설계에 대한 다음 설명 중틀린 것은?
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목적하는 생성물 R의 최대 농도를 얻는데는 k1=k2인 경우를 제외하면 혼합흐름 반응기보다 플러그흐름 반응기가 더짧은 시간이 걸린다.
2
목적하는 생성물 R의 최대 농도는 플러그흐름 반응기에서 혼합흐름 반응기보다 더 큰 값을 얻을 수 있다.
3
이면 반응물의 전환율을 높게 설계하는 것이 좋다.
4
이면 미반응물을 회수할 필요는 없다.
해설
k2/k1 > 1 이면 오히려 미반응 원료를 회수해 재순환해야 한다는 점에서 틀린 설명이다.
두 번째 단계가 더 빠르면 만들어진 R이 곧바로 S로 넘어가므로, R의 최대 농도를 얻으려면 전환율을 낮게 잡고 반응을 일찍 끊어야 한다. 그 결과 반응기 출구에 미반응 A가 많이 남아 회수·재순환이 사실상 필수가 된다.
- k2/k1 이 1보다 훨씬 작으면 R이 잘 분해되지 않으므로 전환율을 높게 밀어붙이는 설계가 유리하다.
- R의 최대 농도는 플러그흐름 쪽이 더 크고, 그 농도에 도달하는 시간도 두 속도상수가 같은 경우를 빼면 플러그흐름 쪽이 더 짧다.
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