Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
τ = ?k = 0,3 min⁻¹X = 95%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,3 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 95 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,3 min⁻¹X = 95%
τ = min
2.Leicht
V = 250 L, k = 0,08 min⁻¹Q = 10 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,08 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 250 L. Der Zulauf tritt mit 10 L/min und CA0 = 2 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 250 LQ = 10 L/mink = 0,08 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
3.Mittel
Q = 40 L/minX = 90%V = ?, k = 0,08 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,08 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) 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 90 % Umsatz von A.

Q = 40 L/mink = 0,08 min⁻¹X = 90%
V = L
4.Mittel
Q = 5 L/minCA0​ = 0,5 mol/LCA​ = ?V = 50 L, k = 0,1 min⁻¹

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

V = 50 LQ = 5 L/mink = 0,1 min⁻¹CA0 = 0,5 mol/L
CA = mol/L
5.Schwer
V = 500 LQ = 40 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,08 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 500 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 = 500 LQ = 40 L/mink = 0,08 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 100 LQ = 10 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,05 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 100 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 = 100 LQ = 10 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 63,33 min
  2. 2. CA = 0,6667 mol/L
  3. 3. V = 1151 L
  4. 4. CA = 0,1839 mol/L
  5. 5. X = 50 %
  6. 6. X = 33,33 %

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