Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
τ = ?k = 0,12 min⁻¹X = 50%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,12 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 50 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,12 min⁻¹X = 50%
τ = min
2.Leicht
V = 250 L, k = 0,1 min⁻¹Q = 5 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,1 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 250 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 = 250 LQ = 5 L/mink = 0,1 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
3.Mittel
QX = 95%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 95 % Umsatz erreichen. Wie viel größer muss ein Rührkessel (CSTR) sein als ein Strömungsrohr (PFR) bei gleichem Zulauf, gleicher Geschwindigkeitskonstante und gleichem Umsatz? Bestimme das Verhältnis VCSTR/VPFR.

X = 95%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
4.Mittel
QX = 50%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 50 % Umsatz erreichen. Wie viel größer muss ein Rührkessel (CSTR) sein als ein Strömungsrohr (PFR) bei gleichem Zulauf, gleicher Geschwindigkeitskonstante und gleichem Umsatz? Bestimme das Verhältnis VCSTR/VPFR.

X = 50%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
5.Schwer
V = 2000 LQ = 50 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,3 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 2000 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 = 2000 LQ = 50 L/mink = 0,3 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 2000 LQ = 10 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,05 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 2000 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 = 2000 LQ = 10 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 8,333 min
  2. 2. CA = 0,1667 mol/L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 6,342
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1,443
  5. 5. X = 92,31 %
  6. 6. X = 90,91 %

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