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101年 - 101 專利商標審查特種考試_三等_一般化工：化學反應工程學#26461

科目：化學反應工程學 | 年份：101年 | 選擇題數：0 | 申論題數：7

試卷資訊

所屬科目：化學反應工程學

選擇題 (0)

申論題 (7)

一、兩個串聯之連續式攪拌槽反應器（Continuous stirred-tank reactor, CSTR）被使用來探 討反應物 A 的液相裂解反應動力學，串聯之連續式攪拌槽反應器中第二個反應器是第 一個反應器體積的兩倍。其中第一個反應器的進料濃度為 1.0 mole A/liter，平均滯留 時間為 96 秒。第一個反應器與第二個反應器中的反應物濃度分別為 0.5 mole A/liter 與 0.25 mole A/liter。根據上述的條件請找出此裂解反應之動力方程式。（20 分）
⑴連續式攪拌槽反應器（Continuous stirred-tank reactor, CSTR）（10 分）與
⑵平 推流反應器（plug flow reactor, PFR）所需之滯留時間分別為何？（10 分）
【已刪除】三、反應物A在金屬觸媒表面進行可逆恆溫反應生成產物B，此反應之反應式為A  。在適當的情況下，反應物A與產物B具有相同的密度且為可混溶之液體；此反 應的平衡常數（K = k1/k2）為 5.8（單位與濃度有關）。以純反應物A進料之下，此 反應使用固定床恆溫流反應器可達 55%的淨轉換效率，此反應器中的逆向混合可被 忽略（如同plug flow reactor, PFR）且此反應為基礎反應（elementary reaction）。若在此 反應器出口串聯第二個條件相同之反應器，則此串聯反應器的總轉化效率（XA）為何？ （20 分）
四、一勻相反應在三個等體積連續式攪拌槽反應器（CSTR）串聯反應器中進行，其反 應速率式為：－rA = 0.045 CA（g mole/liter．min）。整個反應維持在恆溫且體積固 定。當進料速率與反應物A起始濃度（CA0）分別為 5 liter/min與 3 g mole/liter時，請 計算欲達到 90%的轉化率所需之反應器總體積。（20 分）
(1)之基礎反應（elementary reaction） 且氮氣的反應速率常數（kN2 ）為 40 cm3 /mole．s。請將⑴平推流反應器（PFR）之 反應速率式以轉化率X來表示；（10 分）
⑵連續式攪拌槽反應器（CSTR）之反應 速率式以轉化率X來表示。（10 分）