化學工程 92 年化學反應工程(亦稱化工動力學)考古題

一級（first order）液相反應A → B 在25℃時的反應速率常數為0.01 m3/sec。在連續 反應系統中，進料為純A，其濃度為0.1 kmole/m3，體積總流率為0.05 m3/sec，整個 反應系統保持在溫度25℃。為求轉化率90%，以下系統的個別反應器體積為何？ （20 分） 串聯的兩個同體積連續攪拌反應器（CSTR） 並聯的兩個同體積連續攪拌反應器，進料等份流入反應器 串聯的兩個同體積栓流反應器（PFR） 並聯的兩個同體積栓流反應器，進料等份流入反應器

在恆溫管狀反應中進行不可逆一級（first order）氣相反應A → B。反應物A 與稀釋 氣體C 以等莫爾比流入反應器，A 的轉化率可達80%。 若A 的莫爾流量減半，但C 的莫爾流量不變，則A 的轉化率為何？假設溫度與壓力不變。（20 分）

某工廠內有兩反應器：連續攪拌反應器（CSTR）與栓流反應器（PFR）。反應物A 以觸媒進行分解時，A 進料的流量FA0 與反應速率-rA 的比值（FA0/-rA）與轉化率的關 係如圖所示。此二反應器並聯以進行反應，觸媒用量均為16kg。（20 分） 試問個別反應器出口的轉化率為何？ 若總進料的1/3 流入連續攪拌反應器，2/3 流入栓流反應器，流體由此兩反應器流 出後均勻混合，求整體轉化率（overall conversion）。 提示：從圖上求得的面積即反應器體積。作圖求取數據時，須在圖上標示清楚答案。 FA0 -rA 九十二年專門職業及技術人員 考試試題 代號： 類 科： 化學工程技師 全一張 （背面） 01630 高等考試建築師、技師、不動產估價師 暨普通考試不動產經紀人、地政士

在640°C 進行一個可逆基本反應（elementary reaction）A（g）⇔ B（g），正向的反應速 率常數為2 min-1，濃度平衡常數（concentration equilibrium constant）為0.5。一個栓 流反應器（PFR）中進料是純A，流量為4 gmole/min，總壓為3 bar。為了讓出口的 轉化率為平衡轉化率（equilibrium conversion）的90%，反應器體積必須為何？ （20 分）

在一個連續攪拌槽（CSTR）裡進行A + B → C 的氣相反應，此反應對A 與B 均為 一級反應（first order），反應速率常數為kA = 0.25 liter/mol/min。進料中含有 40 mol% A，40 mol% B，及20%惰性氣體，總流量為1.5 mol/min，體積流率為 2.5 liter/min。試求出口中含有60 mole%的產物所需的反應器體積。假設溫度與壓力 不變。（20 分）