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化學反應工程學
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98年 - 98 專技高考_化學工程技師:化學反應工程(亦稱化工動力學)#35748
> 申論題
題組內容
一、水溶液中之一酯類進行皂化反應,批式實驗顯示此反應為不可逆之一級反應,且在 所需設定之溫度下於八分鐘完成 50%之轉化率。在連續式反應系統中,我們要處理 100 莫耳/小時之進料(該酯類之濃度為 4 莫耳/升)使其達到 95%之轉化率,計算完 成此轉化率所需要之下列反應器的體積:
⑴一個塞狀流動反應器(Plug flow reactor, PFR)。(7 分)
相關申論題
⑵一個連續攪拌槽反應器(Continuous stirred tank reactor, CSTR)。(6 分)
#96863
⑶四個等體積之連續攪拌槽反應器(CSTR)串聯。(7 分)
#96864
⑴ PFR 和 CSTR 中那種反應器有較高之乙烯選擇率?敘述其理由。(5 分)
#96865
⑵在此氧氣轉化率下,計算在 CSTR 中之乙烯選擇率。(10 分)
#96866
⑶在此氧氣轉化率下,敘述如何算出在 PFR 中之乙烯選擇率,列出所需之方程式及 計算方法。(5 分)
#96867
⑴計算平衡轉化率Xe及達到 90% Xe之轉化率所需要之時間。(10 分) 此批式反應器有夾套,其內有循環之熱油經過此夾套以維持反應器之溫度於 575 K,反應 器之體積為 400 立方公分,夾套和反應器間之整體熱傳導係數與熱傳面積之乘積(=UhA) 為 50 cal/℃.min。假設夾套內之油為均勻混合且其溫度為穩定狀態(steady state),
#96868
⑵計算在時間t=0 及時間達到 90% Xe之轉化率時所需要之熱油的溫度以維持批式反 應器的溫度於 575K。 (10 分)
#96869
⑴決定真正(intrinsic)之反應速率(-rA)int,並計算真正之反應速率常數k。(5 分)
#96872
⑵計算當dP =5, 20, 25-mm時之有效因子(effectiveness factor)η及Thiele modulus Φ。(6 分)
#96873
⑶計算有效擴散係數(effective diffusivity)De 。(4 分)
#96874
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