안녕하세요.

 

PRO/II를 이용해서 tert butyl alcohol을 연간 만 톤을 생산해야하는 화학 공정을 모델링하는 대회에 참가하고 있는 학생입니다.

제가 공정 중 반응기 부분을 맡아서 활동을 하고 있는데 여러 문제점이 있어 몇가지 질문 드립니다.

 

주어진 반응 조건은

 

주반응(liquid phase 에서 macroporous ion-exchange resin 촉매를 이용한 isobutylene의 수화반응)

=> isobutylene + water -> tert butyl alcohol (역반응 X)

 

부반응(주반응이 homogeneous liquid phase를 유지하기 위해 acetic acid를 첨가해서 발생하는 반응)

=> tert butyl alcohol + acetic acid -> tert butyl acetate + water (역반응 O)

 

그리고 반응에 관련된 Kinetics는 주어져 있습니다.

 

(1) 반응기에 공급되는 흐름이 isobutylene + butane혼합물, water , acetic acid 3가지가 있는 데
Mixer 1개를 이용해서 흐름을 전부 합쳐 반응기에 넣는 것이 좋은지, 아니면 Mixer 2개로 2가지 흐름을 혼합한 뒤 나머지 흐름을 혼합 시켜 반응기에 넣는게 좋은지 알고 싶습니다.

 

(2) liquid phase반응이기 때문에 반응기에 들어가고 나가는 흐름이 liquid phase가 되야하나요? 아니면 기체와 액체가 섞여 들어가고 나가야 하나요?

 

(3) 반응기 고정 온도, 공급물들의 유량 비율 및 온도 압력, isobutylene의 전환율을 설정하기 위해서 관련 반응 실험 자료를 찾아야하는데 현재 주어진 조건과 완벽히 일치하는 실험 자료가 없어서 주반응인 액상에서 isobutylene의 수화반응 실험자료를 참고해서 위 값들을 설정해도 될까요?

 

(4) 위의 방법이 맞다면 각 설정값 범위를 정하고 시행 오차법을 통해 반응기 조건을 최적화해도 될까요?

 

(5) 반응기로 PFR을 쓰는데 조건이 다 정해지면 그 조건을 통해 반응기 길이, 튜브 지름을 직접 계산해야 할까요?

생전 처음 화학공정을 PRO/ii로 모델링 해보는 거라 막막하네요. 도움이 필요합니다!