Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
τ = ?k = 0,05 min⁻¹X = 95%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,05 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 95 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,05 min⁻¹X = 95%
τ = min
2.Leicht
V = ?, k = 0,5 min⁻¹Q = 5 L/minX = 70%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,5 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 5 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 70 % Umsatz von A.

Q = 5 L/mink = 0,5 min⁻¹X = 70%
V = L
3.Mittel
Q = 5 L/minCA0​ = 0,5 mol/LCA​ = ?V = 50 L, k = 0,2 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,2 min⁻¹) läuft in einem idealen Strömungsrohr (PFR) mit 50 L. Der Zulauf tritt mit 5 L/min und CA0 = 0,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 50 LQ = 5 L/mink = 0,2 min⁻¹CA0 = 0,5 mol/L
CA = mol/L
4.Mittel
Q = 50 L/minX = 90%V = ?, k = 0,4 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,4 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 = 0,4 min⁻¹X = 90%
V = L
5.Schwer
V = 400 LQ = 25 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,05 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 400 L und einem Zulauf von 25 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 400 LQ = 25 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 5 L/minX = ?V = 250 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,08 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 250 L und einem Zulauf von 5 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 250 LQ = 5 L/mink = 0,08 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 380 min
  2. 2. V = 23,33 L
  3. 3. CA = 0,06767 mol/L
  4. 4. V = 287,8 L
  5. 5. X = 44,44 %
  6. 6. X = 98,17 %

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