Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
V = ?, k = 0,1 min⁻¹Q = 10 L/minX = 95%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,1 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) 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 95 % Umsatz von A.

Q = 10 L/mink = 0,1 min⁻¹X = 95%
V = L
2.Leicht
V = ?, k = 0,15 min⁻¹Q = 40 L/minX = 90%

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 90 % Umsatz von A.

Q = 40 L/mink = 0,15 min⁻¹X = 90%
V = L
3.Mittel
QX = 95%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 95 % 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 = 95%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
4.Mittel
Q = 50 L/minX = 95%V = ?, k = 0,12 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,12 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 95 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,12 min⁻¹X = 95%
V = L
5.Schwer
V = 2000 LV = 2000 LQ = 20 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,05 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 2000 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 = 2000 L (×2)Q = 20 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 50 LV = 50 LQ = 100 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,25 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 50 L. Der Zulauf beträgt 100 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 50 L (×2)Q = 100 L/mink = 0,25 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. V = 1900 L
  2. 2. V = 2400 L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 6,342
  4. 4. V = 1248 L
  5. 5. X = 97,22 %
  6. 6. X = 20,99 %

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