Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = ?, k = 0,08 min⁻¹Q = 50 L/minX = 85%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,08 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 85 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,08 min⁻¹X = 85%
V = L
2.Leicht
τ = ?k = 0,25 min⁻¹X = 75%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,25 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 75 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,25 min⁻¹X = 75%
τ = min
3.Mittel
QX = 70%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 70 % 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 = 70%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
4.Mittel
Q = 10 L/minX = 90%V = ?, k = 0,1 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,1 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 90 % Umsatz von A.

Q = 10 L/mink = 0,1 min⁻¹X = 90%
V = L
5.Schwer
V = 800 LV = 800 LQ = 40 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,3 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 800 L. Der Zulauf beträgt 40 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 800 L (×2)Q = 40 L/mink = 0,3 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 1500 LQ = 50 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,25 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 1500 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 = 1500 LQ = 50 L/mink = 0,25 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. V = 3542 L
  2. 2. τ = 12 min
  3. 3. VCSTR/VPFR = 1,938
  4. 4. V = 230,3 L
  5. 5. X = 97,96 %
  6. 6. X = 88,24 %

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