Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = ?, k = 0,1 min⁻¹Q = 80 L/minX = 80%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,1 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) 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 = 0,1 min⁻¹X = 80%
V = L
2.Leicht
τ = ?k = 0,15 min⁻¹X = 80%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,15 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 80 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,15 min⁻¹X = 80%
τ = min
3.Mittel
Q = 50 L/minX = 80%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 50 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 = 50 L/mink = 0,3 min⁻¹X = 80%
V = L
4.Mittel
Q = 10 L/minX = 70%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 10 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 = 10 L/mink = 0,25 min⁻¹X = 70%
V = L
5.Schwer
V = 1500 LV = 1500 LQ = 80 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,08 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 1500 L. Der Zulauf beträgt 80 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 1500 L (×2)Q = 80 L/mink = 0,08 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 40 L/minX = ?V = 100 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,1 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 100 L und einem Zulauf von 40 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 100 LQ = 40 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. V = 3200 L
  2. 2. τ = 26,67 min
  3. 3. V = 268,2 L
  4. 4. V = 48,16 L
  5. 5. X = 84 %
  6. 6. X = 22,12 %

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