Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = 1500 L, k = 0,08 min⁻¹Q = 100 L/minCA0​ = 2,5 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,08 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 1500 L. Der Zulauf tritt mit 100 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 = 1500 LQ = 100 L/mink = 0,08 min⁻¹CA0 = 2,5 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = ?, k = 0,1 min⁻¹Q = 5 L/minX = 70%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,1 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 = 0,1 min⁻¹X = 70%
V = L
3.Mittel
Q = 50 L/minX = 95%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 95 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,4 min⁻¹X = 95%
V = L
4.Mittel
Q = 5 L/minX = 60%V = ?, k = 0,2 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,2 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 60 % Umsatz von A.

Q = 5 L/mink = 0,2 min⁻¹X = 60%
V = L
5.Schwer
Q = 5 L/minX = ?V = 400 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,05 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) 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 = 0,05 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 500 LV = 500 LQ = 100 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,25 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 = 0,25 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 1,136 mol/L
  2. 2. V = 116,7 L
  3. 3. V = 374,5 L
  4. 4. V = 22,91 L
  5. 5. X = 98,17 %
  6. 6. X = 80,25 %

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