Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
τ = ?k = 0,08 min⁻¹X = 90%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,08 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 90 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,08 min⁻¹X = 90%
τ = min
2.Leicht
V = 50 L, k = 0,2 min⁻¹Q = 25 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,2 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 50 L. Der Zulauf tritt mit 25 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 = 25 L/mink = 0,2 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
3.Mittel
QX = 90%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 90 % 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 = 90%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
4.Mittel
Q = 50 L/minX = 60%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 50 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 60 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,08 min⁻¹X = 60%
V = L
5.Schwer
Q = 40 L/minX = ?V = 2000 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,05 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 2000 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 = 2000 LQ = 40 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 50 L/minX = ?V = 1000 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,12 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 1000 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 = 1000 LQ = 50 L/mink = 0,12 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 112,5 min
  2. 2. CA = 1,429 mol/L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 3,909
  4. 4. V = 572,7 L
  5. 5. X = 91,79 %
  6. 6. X = 90,93 %

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