다음의 액체상 1차 반응이 plug flow 반응기(PFR)와 mixe… | [화공기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 1회차

다음의 액체상 1차 반응이 plug flow 반응기(PFR)와 mixed flow 반응기(MFR)에서 각각 일어난다.
 $\mathrm{A}\rightarrow \mathrm{R},\qquad r_A=-kC_A$ 
반응물 A 의 전화율을 똑같이 80%로 할 경우 필요한 MFR 의 부피는 PFR 부피의 몇 약 배인가?

5.0

2.5

0.5

0.2

해설

1차 반응에서 전화율 80% 를 얻는 데 필요한 부피는 혼합흐름 반응기가 압출류 반응기의 약 2.5배다.
압출류 반응기(PFR): kτ_p = ln[1/(1−X_A)] = ln(1/0.2) = ln5 = 1.609
혼합흐름 반응기(MFR): kτ_m = X_A/(1−X_A) = 0.8/0.2 = 4
처리 유량과 k 가 같으므로 부피비는 공간시간의 비와 같아 V_MFR/V_PFR = 4/1.609 ≒ 2.5 다. 혼합흐름 반응기는 내부 농도가 낮은 출구 농도로 균일해져 반응속도가 느리므로 같은 전화율에 항상 더 큰 부피가 필요하다.

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