Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
V = ?, k = 0,05 min⁻¹Q = 50 L/minX = 90%

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 90 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,05 min⁻¹X = 90%
V = L
2.Leicht
τ = ?k = 0,08 min⁻¹X = 75%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,08 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 75 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,08 min⁻¹X = 75%
τ = min
3.Mittel
Q = 80 L/minX = 80%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 80 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 = 80 L/mink = 0,4 min⁻¹X = 80%
V = L
4.Mittel
Q = 50 L/minCA0​ = 2,5 mol/LCA​ = ?V = 100 L, k = 0,08 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,08 min⁻¹) läuft in einem idealen Strömungsrohr (PFR) mit 100 L. Der Zulauf tritt mit 50 L/min und CA0 = 2,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 100 LQ = 50 L/mink = 0,08 min⁻¹CA0 = 2,5 mol/L
CA = mol/L
5.Schwer
V = 500 LQ = 10 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,3 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 500 L und einem Zulauf von 10 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 500 LQ = 10 L/mink = 0,3 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 500 LV = 500 LQ = 40 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,08 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 500 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 = 500 L (×2)Q = 40 L/mink = 0,08 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. V = 9000 L
  2. 2. τ = 37,5 min
  3. 3. V = 321,9 L
  4. 4. CA = 2,13 mol/L
  5. 5. X = 93,75 %
  6. 6. X = 75 %

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