k = 0.1 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、5 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 = 5 L/mink = 0.1 min⁻¹X = 50%
V = L
2.やさしい
k = 0.25 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、25 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。
Q = 25 L/mink = 0.25 min⁻¹X = 50%
V = 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 90% 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 = 90%
V = L
4.ふつう
液相 1 次反応で 80% の反応率を達成しなければならない。供給速度、速度定数、反応率が同じとき、CSTR は PFR の何倍の体積が必要か。比 VCSTR/VPFR を求めよ。
X = 80%1 次反応、同じ k と Q
VCSTR/VPFR =
5.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.5 min⁻¹)を、40 L/min で供給される 150 L の CSTR で行う。密度は一定で、反応器は定常状態にある。反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 150 LQ = 40 L/mink = 0.5 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.25 min⁻¹)を、25 L/min で供給される 250 L の CSTR で行う。密度は一定で、反応器は定常状態にある。反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 250 LQ = 25 L/mink = 0.25 min⁻¹
X = %
解答
- 1. V = 50 L
- 2. V = 100 L
- 3. V = 1228 L
- 4. VCSTR/VPFR = 2.485
- 5. X = 65.22 %
- 6. X = 71.43 %
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。