Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,2 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 95 % Umsatz von A.

Q = 5 L/mink = 0,2 min⁻¹X = 95%
V = L
2.Leicht
V = ?, k = 0,2 min⁻¹Q = 25 L/minX = 70%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,2 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 25 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 = 25 L/mink = 0,2 min⁻¹X = 70%
V = L
3.Mittel
QX = 80%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 80 % 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 = 80%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
4.Mittel
Q = 50 L/minX = 60%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 50 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 60 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,05 min⁻¹X = 60%
V = L
5.Schwer
V = 500 LQ = 80 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,5 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 500 L und einem Zulauf von 80 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 500 LQ = 80 L/mink = 0,5 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 500 LV = 500 LQ = 100 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,3 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 500 L. Der Zulauf beträgt 100 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 500 L (×2)Q = 100 L/mink = 0,3 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. V = 475 L
  2. 2. V = 291,7 L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 2,485
  4. 4. V = 916,3 L
  5. 5. X = 75,76 %
  6. 6. X = 84 %

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