#에틸렌글리콜 집중 분석

연간 9만 톤의 에틸렌글리콜을 생산하고자 한다. 반응기는 연속 교반 탱크 반응기(CSTR, Continuous Stirred-Tank Reactor)이고 일정 온도에서 운전되며 16.1 mol/L의 에틸렌 옥사이드 수용액이 촉매인 0.9%(무게) 황산을 함유한 수용액과 함께 같은 부피로 반응기에 공급된다. 반응은 에틸렌옥사이드에 관하여 1차이며, 반응속도상수는 0.311 min⁻¹, 연간 가동일수 365일, 24시간 가동하며 전화율이 80%인 경우에 필요한 반응기의 부피(m³)를 구하시오.

본 문제는 연속교반탱크반응기(CSTR)의 부피를 계산하는 문제로, 에틸렌옥사이드의 반응 속도 상수, 전화율, 공급 농도 등의 정보를 활용하여 물질 수지식을 세우고 이를 통해 반응기 부피를 구하는 것이 핵심이다. 반응 속도식과 물질 수지식을 정확히 이해하고 적용하는 능력이 중요하며, 단위 환산에 주의해야 한다. 또한, 실제 공정에서 발생할 수 있는 변수들을 고려하여 안전율을 적용하는 것도 좋은 평가를 받을 수 있는 요소이다.