Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = 250 L, k = 0,12 min⁻¹Q = 20 L/minCA0​ = 2,5 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,12 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 250 L. Der Zulauf tritt mit 20 L/min und CA0 = 2,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 250 LQ = 20 L/mink = 0,12 min⁻¹CA0 = 2,5 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = ?, k = 0,05 min⁻¹Q = 100 L/minX = 85%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,05 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 100 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 = 100 L/mink = 0,05 min⁻¹X = 85%
V = L
3.Mittel
Q = 5 L/minX = 70%V = ?, k = 0,08 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,08 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) 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 = 0,08 min⁻¹X = 70%
V = L
4.Mittel
Q = 100 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 100 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 = 100 L/mink = 0,1 min⁻¹X = 90%
V = L
5.Schwer
V = 250 LV = 250 LQ = 20 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,1 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 250 L. Der Zulauf beträgt 20 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 250 L (×2)Q = 20 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 1500 LV = 1500 LQ = 40 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,12 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 1500 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 = 1500 L (×2)Q = 40 L/mink = 0,12 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 1 mol/L
  2. 2. V = 11333 L
  3. 3. V = 75,25 L
  4. 4. V = 2303 L
  5. 5. X = 80,25 %
  6. 6. X = 96,69 %

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