技術士試験（化学部門‐化学プロセス）⑩_令和2年_選択II-1-4解答例

実際には解答してません。故に判定結果はございません。
他の選択設問と迷い、とりあえずざっと解きましたが、計算ミスを恐れたのと、設問(4)がすぐに解けそうになかったので、結局II-1-3を選択・解答してます。参考までのご紹介です。

お題：アンモニアプロセスでの物質収支計算

設問の詳細は以下アドレスを参照ください。
https://www.engineer.or.jp/c_topics/007/attached/attach_7387_5.pdf

設問(1)： 
合成塔入口のAr成分流量を求めよ。

解答例：
(1)
合成器入口のAr流量をXkmol/hとすると、Ar濃度が0.5mol%であるから、
X / (25+75+X) =0.5/100
X = 0.503kmol/h

設問(2)：
リサイクルガス中のAr濃度を求めよ。

解答例：
(2)制御
合成塔での転化率が12%であるから、凝縮器出口ガスP+Rは（この時、回収アンモニアへのガス溶解、蒸気圧分のアンモニアガス同伴は無視する）、
N2 ＝ 25 x (100-12) / 100 = 22kmol/h,
H2 = 75 x (100-12) / 100 = 66lmol/h
一方Arは不活性であるから(1)で求めた0.503kmol/hとなる。
リサイクルガス組成は凝縮器出口ガスに等しいことから、
本ストリーム中のAr濃度 = 0.503 / (22+66+0.503) x 100 = 0.568mol%

設問(3)：
補給原料ガス中のAr濃度を求めよ。

解答例：
(3)
補給ガス中のN2流量をYkmol/hとすると、補給ガス中のH2流量は3Ykmol/h、Ar流量は0.98/78.03Ykmol/hとなり、
補給ガス中のAr濃度 = (0.98/78.03Y) / (Y + 3Y + 0.98/78.03Y) x 100
= 0.313mol%

設問(4)：
凝縮器を出る全未反応ガス流量の何%をパージするか求めよ。

解答例：
(4)
合成器入口のArバランスは、
F x 0.313 / 100+R x 0.568 / 100 = 0.503kmol/h・・・①
また合成器入口ガス総量は、
F + R = (25+75+0.503)・・・②
①、②より、R=73.725kmol/h
よって、パージガス率は、
P / (P+R) x 100 = (88.503-73.725) / 88.503 x 100 = 16.7%

 以上

【2023/1/22追記】

本マガジンを一通り投稿し終え、自分の記事がWeb検索に引っかかるか、試しに”技術士二次試験 and 化学プロセス”で検索した際に、☟のブログを発見！上記、小生の解答案は正解である可能性、確度が高そうです。

技術士二次試験【化学】の過去問（令和2年度）

小職、☝のブログを発見し、めちゃくちゃ嬉しかったです。志を同じくする方がいらっしゃった！と。小生受験当時、何度かいいネタ転がってないかとWeb検索しましたが、当時、有用な情報はほとんどなかったと記憶しています。

ご参考まで。