\mathrm{A}\xrightarrow{k}\mathrm{R} 반응을… | [화공기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 17년 1회차

 $\mathrm{A}\xrightarrow{k}\mathrm{R}$  반응을, 2개의 같은 크기의 혼합 흐름반응기(mixed flow reactor)를 직렬로 연결하여 반응시켰을 때, 최종 반응기 출구에서의 전화율은? (단, 이반응은 기초반응이고, 각 반응기의 kτ=2이다.)

0.111

0.333

0.667

0.889

해설

같은 크기의 혼합 흐름 반응기 2개를 직렬로 놓았을 때 최종 전화율은 0.889다.
A→R은 1차 기초반응이므로, 같은 크기 혼합 흐름 반응기 N개를 직렬 연결하면  $\dfrac{C_N}{C_{AO}}=\dfrac{1}{(1+k\tau)^N}$  이 성립한다.
 $k\tau=2,\ N=2$  를 대입하면  $\dfrac{C_2}{C_{AO}}=\dfrac{1}{(1+2)^2}=\dfrac{1}{9}$ 
 $X_A=1-\dfrac{C_2}{C_{AO}}=1-\dfrac{1}{9}=0.889$  — 같은 크기 반응기 하나만 썼을 때의  $X=\dfrac{2}{3}=0.667$  보다 커지는 것이 직렬 연결의 효과다.

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