Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = 400 L, k = 0,5 min⁻¹Q = 25 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,5 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 400 L. Der Zulauf tritt mit 25 L/min und CA0 = 1 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 400 LQ = 25 L/mink = 0,5 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
τ = ?k = 0,3 min⁻¹X = 75%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,3 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 75 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,3 min⁻¹X = 75%
τ = min
3.Mittel
Q = 10 L/minX = 60%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 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 = 0,4 min⁻¹X = 60%
V = L
4.Mittel
Q = 80 L/minX = 95%V = ?, k = 0,2 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,2 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 95 % Umsatz von A.

Q = 80 L/mink = 0,2 min⁻¹X = 95%
V = L
5.Schwer
Q = 50 L/minX = ?V = 1500 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,1 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 1500 L und einem Zulauf von 50 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 1500 LQ = 50 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 10 L/minX = ?V = 200 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,15 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 200 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 = 200 LQ = 10 L/mink = 0,15 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 0,1111 mol/L
  2. 2. τ = 10 min
  3. 3. V = 22,91 L
  4. 4. V = 1198 L
  5. 5. X = 95,02 %
  6. 6. X = 95,02 %

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