Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = 2000 L, k = 0,4 min⁻¹Q = 20 L/minCA0​ = 1,5 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,4 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 2000 L. Der Zulauf tritt mit 20 L/min und CA0 = 1,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 2000 LQ = 20 L/mink = 0,4 min⁻¹CA0 = 1,5 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = ?, k = 0,08 min⁻¹Q = 20 L/minX = 50%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,08 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 20 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 50 % Umsatz von A.

Q = 20 L/mink = 0,08 min⁻¹X = 50%
V = L
3.Mittel
Q = 40 L/minX = 90%V = ?, k = 0,15 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,15 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 = 0,15 min⁻¹X = 90%
V = L
4.Mittel
Q = 20 L/minX = 50%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 20 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 50 % Umsatz von A.

Q = 20 L/mink = 0,3 min⁻¹X = 50%
V = L
5.Schwer
Q = 80 L/minX = ?V = 500 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,12 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 500 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 = 500 LQ = 80 L/mink = 0,12 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 100 LV = 100 LQ = 20 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,4 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 100 L. Der Zulauf beträgt 20 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 100 L (×2)Q = 20 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 0,03659 mol/L
  2. 2. V = 250 L
  3. 3. V = 614 L
  4. 4. V = 46,21 L
  5. 5. X = 52,76 %
  6. 6. X = 88,89 %

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