Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
τ = ?k = 0,5 min⁻¹X = 50%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,5 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 50 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,5 min⁻¹X = 50%
τ = min
2.Leicht
V = 500 L, k = 0,1 min⁻¹Q = 40 L/minCA0​ = 0,5 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,1 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 500 L. Der Zulauf tritt mit 40 L/min und CA0 = 0,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 500 LQ = 40 L/mink = 0,1 min⁻¹CA0 = 0,5 mol/L
CA = mol/L
3.Mittel
Q = 80 L/minX = 85%V = ?, k = 0,15 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,15 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) mit einem Zulauf von 80 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 = 80 L/mink = 0,15 min⁻¹X = 85%
V = L
4.Mittel
Q = 10 L/minX = 50%V = ?, k = 0,5 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,5 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 50 % Umsatz von A.

Q = 10 L/mink = 0,5 min⁻¹X = 50%
V = L
5.Schwer
V = 150 LQ = 80 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,3 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 150 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 = 150 LQ = 80 L/mink = 0,3 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 25 L/minX = ?V = 250 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,25 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 250 L und einem Zulauf von 25 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 250 LQ = 25 L/mink = 0,25 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 2 min
  2. 2. CA = 0,2222 mol/L
  3. 3. V = 1012 L
  4. 4. V = 13,86 L
  5. 5. X = 36 %
  6. 6. X = 91,79 %

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