[2020 인하대 화학공학실험 A+]CSTR 예비보고서

소개

"[2020 인하대 화학공학실험 A+]CSTR 예비보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 참고 문헌

본문내용

1.실험 목적
이번 실험은 연속반응기의 한 종류인 CSTR을 이용해 동일한 농도에서 반응시키면 일어나게 되는 Ethyl acetate와 NaOH의 비누화 반응(Saponification reaction)을 통해 반응속도를 측정하고, 반응 속도식을 활용해 속도 상수(Kr)와 반응차수(n)를 구해보고자 한다.

2.실험 이론
① 반응기의 종류
(1) 회분 반응기 (Batch reactor)
회분식 반응기는 화학 산업현장에서 광범위하게 사용되는 반응기로 한 번 용기에 reactor를 넣은 다음 교반을 실시한 다음 혼합된 product를 얻을 때까지 반응을 계속하는 방식을 말한다. 이러한 반응기는 완전 혼합이 가능하고 반응 도중 열의 공급 및 제거가 용이하다. 또한 1회 통과 시 단위 부피당 높은 전환율을 가지고 있고, 같은 반응기로 한 번은 제품A를 생산하다가 다음 반응에서는 제품B를 생산할 수 있는 운영이 유연하다라는 장점이 있지만 운영 비용이 비싸고 한 번 반응이 완료되며 세척, 준비 시간이 필요하기 때문에 대규모 생산은 어렵다는 단점이 있다. 따라서 이러한 회분식 반응기는 소규모 생산, 제약분야, 발효, 농업화학, 중간 제품 또는 one shot 제품 생산 등에 사용된다.

(2) 연속 교반 탱크 반응기 (Continuous stirred tank reactor)
회분식 반응기와 유사하지만 reactor가 유입되고 product를 유출될 수 있게 즉, reactor 및 product가 연속으로 흐르면서 정상 상태로 운영이 가능한 반응기를 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)이라 한다. 사진에서 볼 수 있듯이 교반기가 장착되어 있는 반응기로 전체적으로 완전히 혼합되도록 시약을 섞어준다. 정상 상태에서 운영되므로 반응기 내부에서는 조성이 일정하게 유지되는 특성이 있다.

참고자료

· 김남석 외 4명 / 연속반응기(CSTR)에서 스티렌과 부틸메타크릴레이트 용액 공중합의 반응속도론 / Theories and Applications of Chem, Vol 2, No.1, 1996 / p. 1173~1176
· Octave Levenspiel / Chemical Reaction Engineering / WILEY / 1998 / P. 90~101
· Peter Atkins 외 2명 / Atkin’s Physical Chemistry 10th / 교보문고 / 2020 / p. 535~540, 553~556
· Edward J. Neth 외 4명 / Chemistry: Atoms First / Openstax / 2018 / p. 779~804, 896~932