Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = 150 L, k = 0,12 min⁻¹Q = 10 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,12 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 150 L. Der Zulauf tritt mit 10 L/min und CA0 = 2 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 150 LQ = 10 L/mink = 0,12 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = ?, k = 0,5 min⁻¹Q = 50 L/minX = 75%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,5 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 50 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 75 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,5 min⁻¹X = 75%
V = L
3.Mittel
Q = 50 L/minX = 90%V = ?, k = 0,15 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,15 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) mit einem Zulauf von 50 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 90 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,15 min⁻¹X = 90%
V = L
4.Mittel
Q = 10 L/minX = 95%V = ?, k = 0,05 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,05 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) mit einem Zulauf von 10 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 95 % Umsatz von A.

Q = 10 L/mink = 0,05 min⁻¹X = 95%
V = L
5.Schwer
Q = 50 L/minX = ?V = 1000 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,1 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 1000 L und einem Zulauf von 50 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 1000 LQ = 50 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 400 LV = 400 LQ = 80 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,15 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 400 L. Der Zulauf beträgt 80 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 400 L (×2)Q = 80 L/mink = 0,15 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 0,7143 mol/L
  2. 2. V = 300 L
  3. 3. V = 767,5 L
  4. 4. V = 599,1 L
  5. 5. X = 86,47 %
  6. 6. X = 67,35 %

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