Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = 200 L, k = 0,12 min⁻¹Q = 5 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,12 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 200 L. Der Zulauf tritt mit 5 L/min und CA0 = 1 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 200 LQ = 5 L/mink = 0,12 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = ?, k = 0,05 min⁻¹Q = 50 L/minX = 80%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,05 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) 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 80 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,05 min⁻¹X = 80%
V = L
3.Mittel
Q = 20 L/minX = 60%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 20 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 = 20 L/mink = 0,15 min⁻¹X = 60%
V = L
4.Mittel
Q = 80 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?V = 150 L, k = 0,3 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,3 min⁻¹) läuft in einem idealen Strömungsrohr (PFR) mit 150 L. Der Zulauf tritt mit 80 L/min und CA0 = 1 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 150 LQ = 80 L/mink = 0,3 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
5.Schwer
Q = 25 L/minX = ?V = 150 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,5 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 150 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 = 150 LQ = 25 L/mink = 0,5 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 2000 LQ = 100 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,2 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 2000 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 = 2000 LQ = 100 L/mink = 0,2 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 0,1724 mol/L
  2. 2. V = 4000 L
  3. 3. V = 122,2 L
  4. 4. CA = 0,5698 mol/L
  5. 5. X = 95,02 %
  6. 6. X = 80 %

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