Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
τ = ?k = 0,25 min⁻¹X = 90%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,25 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 90 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,25 min⁻¹X = 90%
τ = min
2.Leicht
V = 150 L, k = 0,3 min⁻¹Q = 100 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,3 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 150 L. Der Zulauf tritt mit 100 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 = 100 L/mink = 0,3 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
3.Mittel
Q = 20 L/minX = 70%V = ?, k = 0,25 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,25 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 70 % Umsatz von A.

Q = 20 L/mink = 0,25 min⁻¹X = 70%
V = L
4.Mittel
Q = 20 L/minX = 60%V = ?, k = 0,25 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,25 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 = 0,25 min⁻¹X = 60%
V = L
5.Schwer
Q = 20 L/minX = ?V = 50 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,5 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 50 L und einem Zulauf von 20 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 50 LQ = 20 L/mink = 0,5 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 100 LQ = 100 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,4 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 100 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 = 100 LQ = 100 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 36 min
  2. 2. CA = 0,6897 mol/L
  3. 3. V = 96,32 L
  4. 4. V = 73,3 L
  5. 5. X = 71,35 %
  6. 6. X = 28,57 %

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