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Aufgabenstellung:

In einem absatzweise arbeitenden Rührkessel (AIK) werden Methylacetat bei verseift:

  1. Wie groß ist der maximale Umsatz des Esters?

  2. Wie lautet die Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Umsatzes?

  3. Welches Reaktionsvolumen ist für einen 80\%igen Esterumsatz von erforderlich?
    Die Totzeit für Füllung und Leerung beträgt 25 min.

  4. Wie groß ist die Umsatzleistung?

  5. Wie groß muss das Reaktionsvolumen eines kontinuierlich betriebenen Rührkessel (KIK) für Aufgabe 3 sein?

Lösungsweg:

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TIPP

mit

1. Wie groß ist der maximale Umsatz des Esters

ä

mit

Lösung der quadratischen Gleichung:

(zweite Lösung nicht sinnvoll)

2. Wie lautet die Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Umsatzes ?

Im chemischen Gleichgewicht ist die Reaktionsgeschwindigkeit null. Man erhält ebenso für .

3. Welches Reaktionsvolumen ist für einen 80\%igen Esterumsatz von erforderlich ?

Umsatzzeit: durch Einsetzen des Terms aus 2 in die Verweilzeitformel für den AIK. Man kann kürzen.

4. Wie groß ist die Umsatzleistung

Die Umsatzleistung des Reaktors ist die umgesetzte Stoffmenge pro Zeit, einschließlich Totzeiten, und hängt vom Reaktionsvolumen ab. Die molare Masse von Methylacetat ist . Es gilt .

5. Wie groß muss das Reaktionsvolumen eines kontinuierlich betriebenen Rührkessel (KIK) für Aufgabe 3 sein

Beim kontinuierlich betriebenen Rührkessel fließen Edukte zu, während Produkte gleichzeitig abfließen. Beim Einsetzen von aus 2 in die Verweilzeitformel für den KIK kann gekürzt werden. Der Volumenstrom ist .

Lösung: