令和3年度 問30

下図は酢酸メチル（A）の加水分解反応の反応速度（－r_A）の逆数（1/（－r_A））を反応成分Aの反応率x_Aに対して示したものである。この反応は反応率x_{A, max}＝0.45で反応速度の最大値を持つ。（図の縦軸の（1/（－r_A））では最小值。）連続槽型反応器（CSTR）と管型反応器（PFR）又はそれらの組合せの連続反応器で、この反応を入口反応率x_A＝0から出口反応率x_{A, out}＝0.8まで行いたい。全体の反応器容積が最小となるのは1～5のどれか。

1. 単独のCSTRでx_{A, out}まで反応させる。
2. 単独のPFRでx_{A, out}まで反応させる。
3. PFRとCSTRを連続させて、x_{A, max}までPFRで反応させ、その後CSTRで反応させる。
4. CSTRとPFRを連続させて、x_{A, max}までCSTRで反応させ、その後PFRで反応させる。
5. 2つのCSTRを連続させて、x_{A, max}まで最初のCSTRで反応させて、その後次のCSTRで反応させる。

解答解説

正答は4番です。