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國營聯招 化工製程化工熱力學、化學反應工程學114 年第 47 題單選題考點:CSTR低濃度特性考點:PFR濃度變化

反應物 A 發生平行反應生成產物 R 及 S,已知產物 R 之瞬時產率 φR_A = 1 / (CA² + 2),若進料及反應條件皆相同,下列何種反應器設計可於出口獲得產物 R 之最大濃度 CR-max?

A單座 CSTR正確答案
B單座 PFR
C2 座 PFR 並聯
DPFR(前)串聯 CSTR(後)
答案與詳解
A
正確答案
當瞬時產率隨反應物濃度降低而增加時,應維持全程低濃度以最大化產率,故選擇 CSTR。

逐選項解析

A單座 CSTRCSTR低濃度特性✓ 正確
瞬時產率隨濃度降低而增加,CSTR 內濃度始終維持在最低的出口濃度,可獲得最大整體產率與產物濃度。
B單座 PFRPFR濃度變化✕ 易錯陷阱
PFR 內濃度由高漸低,高濃度區間的瞬時產率較低,導致整體平均產率不如 CSTR。
C2 座 PFR 並聯✕ 錯誤
DPFR(前)串聯 CSTR(後)✕ 錯誤

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