Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = ?, k = 0,1 min⁻¹Q = 10 L/minX = 60%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,1 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) 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 60 % Umsatz von A.

Q = 10 L/mink = 0,1 min⁻¹X = 60%
V = L
2.Leicht
τ = ?k = 0,2 min⁻¹X = 90%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,2 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 90 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,2 min⁻¹X = 90%
τ = min
3.Mittel
Q = 100 L/minX = 95%V = ?, k = 0,3 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,3 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) 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 95 % Umsatz von A.

Q = 100 L/mink = 0,3 min⁻¹X = 95%
V = L
4.Mittel
Q = 5 L/minX = 50%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 5 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 = 5 L/mink = 0,25 min⁻¹X = 50%
V = L
5.Schwer
V = 50 LV = 50 LQ = 25 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 25 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 50 L (×2)Q = 25 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 25 L/minX = ?V = 2000 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,05 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 2000 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 = 2000 LQ = 25 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. V = 150 L
  2. 2. τ = 45 min
  3. 3. V = 998,6 L
  4. 4. V = 13,86 L
  5. 5. X = 69,14 %
  6. 6. X = 98,17 %

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