화공기사 2017년 1회 기출 풀이(81번,82번,83번,84번,85번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 81번, 82번, 83번, 84번, 85번

81. 크기가 다른 3개의 혼합흐름반응기(mixed flow reactor)를 사용하여 2차 반응에 의해서 제품을 생산하려 한다. 최대의 생산율을 얻기 위한 반응기의 설치 순서로서 옳은 것은?

(단, 반응기의 부피 크기는 A＞B＞C 이다.)

 ① A → B → C

 ② B → A → C

 ③ C → B → A

 ④ 순서에 무관

정답 : 3번

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n>1 일 때 PFR에서는 반응기를 큰 것 부터 배치하고,

CSTR에서는 작은 것 부터 배치한다.

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82. 2A + B → 2C 반응이 회분반응기에서 정압등온으로 진행된다. A, B가 양론비로 도입되며 불활성물이 없고 임의시간 전화율이 일 때 초기 전몰 수 에 대한 전몰수 의 비 를 옳게 나타낸 것은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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     2A + B → 2C

초기 :    2     1      0            합계() : 3

반응 : -2 - +2

결과 : 2-2 1- 2    합계() : 3-

= (3-)/3

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83. 균일 2차 액상반응(A→R)이 혼합반응기에서 진행되어 50%의 전환을 얻었다. 다른 조건은 그대로 두고, 반응기만 같은 크기의 플러그흐름 반응기로 대체시켰을 때 전환율은 어떻게 되겠는가?

 ① 47%

 ② 57%

 ③ 67%

 ④ 77%

정답 : 3번

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CSTR 설계식으로부터,

PFR 설계식으로부터,

τ 가 같으므로,

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84. 의 식에서 순환비 R을 0으로 하면 어떤 반응기에 적용되는 식이 되는 가?

(단, : 반응기부피, : 반응물유입몰속도, : 전화율, : 반응속도)

 ① 회분식 반응기

 ② 플러그 흐름 반응기

 ③ 혼합 흐름 반응기

 ④ 다중 효능 반응기

정답 : 2번

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순환 플러그 흐름 반응기에서 순환이 안되면 그냥 플러그 흐름 반응기이다.

직접 R=0 을 대입하면 PFR 설계식이 나온다.

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85. 다음 반응에서 이고 속도상수 이며 100L/h의  원료유입에서 R을 얻는다고 한다. 이 때 성분 R의 수득률을 최대로 할 수 있는 플러그 흐름 반응기의 크기를 구하면?

 ① 16.67L

 ② 26.67L

 ③ 36.67L

 ④ 46.67L

정답 : 1번

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연속(직렬) 반응이다.

PFR에서 수득률이 최대일 때 공간시간은 두 k 값의 대수평균의 역수이다.

그러나 문제처럼 두 k 값이 같을 때는 그냥 k 값의 역수이다. 즉 τ = 10 min

τ = V / v0, V = τ*v0 = 10min * (100/60)L/min = 16.666...

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