Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
τ = ?k = 0,25 min⁻¹X = 90%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,25 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 90 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,25 min⁻¹X = 90%
τ = min
2.Leicht
τ = ?k = 0,25 min⁻¹X = 95%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,25 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 95 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,25 min⁻¹X = 95%
τ = min
3.Mittel
Q = 25 L/minCA0​ = 1 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 25 L/min und CA0 = 1 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 50 LQ = 25 L/mink = 0,2 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
4.Mittel
QX = 95%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 95 % Umsatz erreichen. Wie viel größer muss ein Rührkessel (CSTR) sein als ein Strömungsrohr (PFR) bei gleichem Zulauf, gleicher Geschwindigkeitskonstante und gleichem Umsatz? Bestimme das Verhältnis VCSTR/VPFR.

X = 95%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
5.Schwer
V = 400 LQ = 5 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,4 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 400 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 = 400 LQ = 5 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 100 LV = 100 LQ = 25 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,12 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 100 L. Der Zulauf beträgt 25 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 100 L (×2)Q = 25 L/mink = 0,12 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 36 min
  2. 2. τ = 76 min
  3. 3. CA = 0,6703 mol/L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 6,342
  5. 5. X = 96,97 %
  6. 6. X = 54,35 %

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