Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = 500 L, k = 0,15 min⁻¹Q = 25 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,15 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 500 L. Der Zulauf tritt mit 25 L/min und CA0 = 2 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 500 LQ = 25 L/mink = 0,15 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = ?, k = 0,08 min⁻¹Q = 100 L/minX = 60%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,08 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 60 % Umsatz von A.

Q = 100 L/mink = 0,08 min⁻¹X = 60%
V = L
3.Mittel
Q = 20 L/minX = 80%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 20 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 80 % Umsatz von A.

Q = 20 L/mink = 0,08 min⁻¹X = 80%
V = L
4.Mittel
Q = 50 L/minX = 75%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 75 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,4 min⁻¹X = 75%
V = L
5.Schwer
V = 50 LV = 50 LQ = 40 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,4 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 50 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 = 50 L (×2)Q = 40 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 200 LQ = 100 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,15 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 200 L und einem Zulauf von 100 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 200 LQ = 100 L/mink = 0,15 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 0,5 mol/L
  2. 2. V = 1875 L
  3. 3. V = 402,4 L
  4. 4. V = 173,3 L
  5. 5. X = 55,56 %
  6. 6. X = 23,08 %

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