Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = ?, k = 0,15 min⁻¹Q = 40 L/minX = 75%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,15 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 40 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 75 % Umsatz von A.

Q = 40 L/mink = 0,15 min⁻¹X = 75%
V = L
2.Leicht
V = ?, k = 0,2 min⁻¹Q = 25 L/minX = 85%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,2 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 25 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 85 % Umsatz von A.

Q = 25 L/mink = 0,2 min⁻¹X = 85%
V = L
3.Mittel
Q = 100 L/minX = 70%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 70 % Umsatz von A.

Q = 100 L/mink = 0,3 min⁻¹X = 70%
V = L
4.Mittel
Q = 40 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?V = 50 L, k = 0,5 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,5 min⁻¹) läuft in einem idealen Strömungsrohr (PFR) mit 50 L. Der Zulauf tritt mit 40 L/min und CA0 = 2 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 50 LQ = 40 L/mink = 0,5 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
5.Schwer
V = 1000 LQ = 80 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,15 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 1000 L und einem Zulauf von 80 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 1000 LQ = 80 L/mink = 0,15 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 200 LQ = 50 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,5 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 200 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 = 200 LQ = 50 L/mink = 0,5 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. V = 800 L
  2. 2. V = 708,3 L
  3. 3. V = 401,3 L
  4. 4. CA = 1,071 mol/L
  5. 5. X = 65,22 %
  6. 6. X = 66,67 %

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