k = 0.25 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、20 L/min で供給される連続槽型反応器(CSTR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 50% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。
解答つき反応器の設計(CSTR と PFR)ワークシート
1.やさしい
Q = 20 L/mink = 0.25 min⁻¹X = 50%
V = L
2.やさしい
液相 1 次反応 A → B(k = 0.3 min⁻¹)を 150 L の連続槽型反応器(CSTR)で行う。 原料は 50 L/min、CA0 = 1 mol/L で供給される。密度は一定で、反応器は定常状態にある。出口濃度 CA を求めよ。
V = 150 LQ = 50 L/mink = 0.3 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
3.ふつう
k = 0.15 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、80 L/min で供給される押出し流れ反応器(PFR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 85% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。
Q = 80 L/mink = 0.15 min⁻¹X = 85%
V = L
4.ふつう
k = 0.4 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、40 L/min で供給される押出し流れ反応器(PFR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 60% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。
Q = 40 L/mink = 0.4 min⁻¹X = 60%
V = L
5.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.12 min⁻¹)を、各 200 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 10 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 200 L (×2)Q = 10 L/mink = 0.12 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.4 min⁻¹)を、各 50 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 50 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 50 L (×2)Q = 50 L/mink = 0.4 min⁻¹
X = %
解答
- 1. V = 80 L
- 2. CA = 0.5263 mol/L
- 3. V = 1012 L
- 4. V = 91.63 L
- 5. X = 91.35 %
- 6. X = 48.98 %
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。