Bloque A

¿Cómo se calcula YA de las ecuaciones de diseño de un reactor G-L?. Dividiendo la concentración de A en el líquido en equilibrio con el gas por la presión parcial de inertes. Dividiendo los moles de reactivo disuelto en el líquido por los moles de inerte que lo acompañan. Dividiendo los moles de inerte en el gas por los moles totales.

En los reactores solido/ fluido no catalíticos, con sólidos de igual tamaño, que operan como flujo en pistón en ambas fases, la conversión se puede calcular: Teniendo en cuenta la curva E(t). Haciendo un balance para el sólido y para el fluido e integrando para todo el reactor. Ambas son correctas.

En los reactores en los que es posible llevar a cabo una operación autotérmica: Hay que aportar energía para iniciar el proceso. Ambas son correctas. El proceso se automantiene por si solo energéticamente.

Tenemos una partícula muy porosa en la que la reacción puede llevarse a cabo en todo su interior desde el comienzo del proceso…. Habría que aplicar el modelo de núcleo sin reaccionar para partículas constantes. Se aplicaría el modelo de conversión progresiva. Podría aplicarse el modelo de tamaño decreciente.

¿Qué representa FA0 en la siguiente expresión, obtenida para una RFP adiabático?. El caudal molar de reactivo A en la corriente de alimentación. El caudal molar de reactivo A que ha reaccionado. El caudal molar de reactivo A sin convertir.

En sistemas solido- liquido, el efecto de la capa limite liquida externa: Se resolvería con la aproximación de Ranz y Marshall. Se abordaría de la misma forma que para el caso de sistema solido- gas. Tendría que tenerse en cuenta con la difusividades efectiva del liquido.

El estado estacionario (a) que se muestra en la figura, no es de gran interés por que: No corresponde a una conversión alta. Es inestable. Es de baja temperatura y aunque puede producir conversiones de las más altas, la velocidad de reacción será muy baja.

En los reactores solido/ fluido no catalíticos, con sólidos de igual tamaño, que operan con flujo en MC en ambas fases, la conversión se puede calcular: Teniendo en cuenta la curva E(t). Haciendo un balance para el sólido y para el fluido e integrando para todo el reactor. Ambas son correctas.

¿Qué reactor es el más indicado para una reacción G-L con un módulo de Hatta bajo y gases poco solubles en el líquido?. Una columna de platos. Una columna de burbujeo. Una torre de relleno.

En la capa limite externa a una partícula sólida, la transferencia de materia: Se produce en función de la difusividad efectiva. Se produce por difusión molecular y flujo másico (o advectivo). Se produce exclusivamente por difusión molecular.

Unas unidades coherentes para el valor de KA,L serian: Min -1. m2/s. cm/s.

En sistemas G-L, cuando la reacción química se produce tanto en la capa limite como en la masa de líquido: No podemos ignorar las resistencias que oponen las dos capas a la difusión ni tampoco la resistencia a la reacción química que se produce en la masa del líquido. Podemos despreciar los términos de resistencias a la transferencia de materia en ambas capas. No pueden darse las dos condiciones del enunciado.

¿En qué expresión de la velocidad global del proceso habrá que calcular el factor de mejora, E?. Cuando la reacción química es instantánea y CB es muy alto. Ambas son correctas. En una reacción G-L que se dé en una banda flotante.

En una reacción solido- gas la etapa que limita la velocidad del proceso…. Puede ser distinta a medida que transcurre la reacción. Será siempre la misma durante toda la reacción, siempre que no cambiemos las condiciones de operación. Será siempre la misma durante toda la reacción, aunque cambiemos las condiciones de operación.

¿Qué problema de cálculo presenta a priori la obtención del factor de mejora para una reacción infinitamente rápida?. Que no conocemos PA,g *. Que necesitamos calcular previamente el módulo de Hatta. Que no conocemos el valor de ᵹ/x.

Supongamos un caso donde la difusión externa sea muy rápida y no haya cenizas. Utilizando la gráfica. ¿Qué valor debe alcanzar el tiempo reducido para que el radio de la partícula sea un 40% de la inicial?. 0.8. 0.4. 0.6.

La constante de equilibrio de una reacción: Ambas son incorrectas. Depende poco de la temperatura. Aumenta siempre algo al subir la temperatura (solo aumenta al subir la t y ser ENDOTERMICA).

Para el diseño de un reactor no catalítico solido- gas, entre otros, hay que considerar los siguientes factores: Ambas correctas. La cinética de reacción, e grado de segregación y la distribución de tamaños. El modo de operación, el tipo de flujo y la cinética de reacción.

Si al calcular el módulo de Hatta obtenemos un valor de 17 ¿Qué tipo de reactor deberíamos considerar a priori?. Una torre de relleno. Una columna de burbujeo. Un reactor de tanque agitado gasificado.

Un reactor heterogéneo en el que el sólido fluya en régimen de MC y el fluido en régimen de FP. Correspondería a un caso en el que el sólido se mezcla perfectamente, mientras que el fluido avanza ordenado, con mezcla radial pero no axial. No suele darse por razones fluidodinámicas. Ambas son correctas.

Si en el sistema L-G se da una reacción infinitamente rápida con un valor de CBL muy alto respecto de la concentración del componente A: La reacción se da mayoritariamente en la masa del liquido. La reacción se da en una película situada prácticamente en la interfase. El gradiente de concentración de A en la capa limite liquida tendrá un perfil curvo debido a la reacción.

Cuando estudiamos una reacción solido- fluido no catalítica. ¿en qué caso debe usarse la expresión general de velocidad que incluye a las 3 etapas del proceso?. Ambas incorrectas. Cuando aplicamos el modelo de conversión progresiva. Cuando las 3 etapas no están en serie.

En el modelo de conversión progresiva, las etapas de transferencia externa, transferencia interna y reacción: Ocurren en serie-paralelo. Ocurren en paralelo. Ocurren en serie.

En sistemas S-G, el espesor de la capa límite externa gaseosa: Siempre se considerará constante, aunque la partícula vaya reaccionando. Siempre depende del avance de la reacción química. Puede variar a medida que avanza la reacción química.

Atendiendo a la siguiente figura, es posible afirmar que. El estado estacionario 3 no puede ser estable, pues el reactor aún no se ha “encendido”. Ninguna es correcta. No es posible que hacer que el reactor trabaje en el estado estacionario 7.

En un Reactor de Mezcla Completa. Se puede conseguir una progresión de temperatura óptima para reacciones reversibles exotérmicas. No es posible llevar a cabo una progresión de temperatura óptima. Es posible llevar a cabo una progresión de temperatura óptima.

¿En qué casos será necesario estimar el valor de UL, la relación entre el volumen del líquido en el reactor y el volumen total de reactor?. En reactores con reacción química lenta. Cuando la reacción química es instantánea y CB es muy alto. Cuando se desprecien las resistencias a la transferencia de materia.

Imagina que vas a diseñar un proceso en el que tendrá lugar una reacción exotérmica, pero quieres que el reactor trabaje de forma isotérmica. Solamente necesitas resolver el balance de materia. Tendrás que resolver conjuntamente los balances de materia y energía. El balance de energía saldrá igual a cero.

¿En qué casos deberíamos tener en cuenta el parámetro E (factor de mejora) para calcular la velocidad global de un proceso G-L?. Para un proceso reactivo con un módulo de Hatta cercano a 100. Para reacciones química que no sean demasiado rápidas. Para una reacción química que se de en la interfase.

¿Cuándo sería desaconsejable utilizar una columna de relleno de anillos Raschig?. Para procesos G-L con un módulo de Hatta por debajo de 0,02. Para absorción sin reacción química. Cuando la reacción química es instantánea y CB es muy alto.

¿En qué caso se podría simplificar la expresión de la velocidad global del proceso reactivo gas-líquido a esta expresión VG = kcinét * CAm * CBn?. Para una reacción en capa y en masa. Para una reacción en masa sin gradientes de Transferencia de Materia. Para un proceso reactivo con un módulo de Hatta cercano a 100.

Cuando realizamos un balance de energía a las corrientes de entrada y salida a un reactor como el de la figura. Solo puede haber variación de energía entre ambas corrientes para procesos no isotérmicos. Aunque se cumpla que T1 = T2, puede haber variación de energía entre ambas corrientes. Si T1 = T2, no puede haber ninguna variación de energía entre ambas corrientes.

En el modelo de “Núcleo sin Reaccionar” para partículas de tamaño constante, la resistencia al transporte externo…. Permanece constante a lo largo del proceso. Va aumentando en función del tamaño del core. Disminuye progresivamente.

Si en una reacción reversible exotérmica trabajamos a la temperatura máxima permisible hasta alcanzar el equilibrio. Obtendremos alta velocidad de reacción y alto rendimiento de producto. La constante de equilibrio será muy baja, por lo que la reacción será lenta a pesar de la temperatura. Obtendremos alta velocidad de reacción, pero bajo rendimiento de producto.

La Ley de Fick de la difusión molecular. Solamente puede usarse para la capa límite gaseosa. Solo puede usarse para la capa gaseosa si no existe mucha agitación. Puede usarse para la capa de cenizas si se considera una difusividad efectiva.

Para determinar la etapa controlante en un sistema sólido/fluido no catalítico hemos aumentando la temperatura de reacción, y observamos que la velocidad del proceso apenas se ha modificado. Podemos deducir que la etapa controlante es una reacción química de orden cero. Podemos deducir que la etapa controlante es la difusión interna. Podemos deducir que la etapa controlante es la difusión externa.

Para una reacción reversible exotérmica. A menor temperatura se disminuirá su energía de activación. Ninguna es correcta. A mayor temperatura se aumentará su energía de activación.

Unas unidades coherentes para el valor del coeficiente individual de transferencia kg serían: S-1. cm/s. cm2 /s.

Las reacciones son más sensibles a la temperatura. A temperatura bajas. Si tienen energía de activación baja. A temperaturas altas.

Para una reacción reversible exotérmica, en el momento que se va a iniciar la reacción interesa. Trabajar a temperaturas altas. Trabajar a bajas temperaturas. Trabajar a una temperatura intermedia.

Para una reacción múltiple en la que todas las reacciones posibles tienen aproximadamente la misma energía de activación. Usaremos temperaturas bajas. Utilizaremos una temperatura intermedia. Usaremos la máxima temperatura posible.

En un reactor de flujo en pistón adiabático donde se lleve a cabo una reacción exotérmica. Ninguna es correcta. Se alcanzará el estado estacionario solo si retiramos todo el calor generado y lo mantenemos isotérmico. Nunca se podrá alcanzar el estado estacionario, pues la temperatura va aumentando a lo largo del reactor.

En la siguiente gráfica, el camino representado por la flecha dibujada con línea punteada…. Conseguirá el máximo valor de V/FAo para una conversión cercana a 1. Sigue el lugar geométrico de las velocidades máximas. Sigue el camino óptimo de temperaturas máximas permisibles.

¿Cómo se puede obtener la expresión de velocidad si ninguna etapa es limitante?. Ninguna es correcta. Aplicando la simplificación de Ranz y Marshall para Régimen de Newton. Aplicando la simplificación de Ranz y Marshall para Régimen de Stokes.

¿Cómo es la CB (componente inicialmente disuelto en el líquido) de salida de un tanque agitado gasificado?. Siempre igual a cero. Más baja que la concentración de B en el reactor. Idéntica a la concentración de B en el interior del reactor.

En un balance de energía a un RFP, se hace la siguiente simplificación cuando (MT*Cp dT/dt=0). Cuando queremos calcular el calor a intercambiar para que la reacción ocurra la temperatura constante. El proceso es isotérmico y la temperatura no varía con el tiempo. Ninguna es correcta.

Para aumentar la conversión de equilibrio en la siguiente reacción reversible exotérmica: 2A(g) + B(g) ↔ P(g). Disminuyendo la presión del sistema. Aumentando la presión del sistema. Aumentando la temperatura del sistema.

La temperatura máxima permisible será adecuada para. Reacciones reversibles endotérmicas. Ambas son correctas. Reacciones irreversibles.

Para el siguiente esquema de reacción, si la reacción 1 tiene mayor energía de activación A→ k1 R ( NO DESEAO) A→ K2 S (Deseado). Comenzaremos la temperatura alta y luego temperaturas bajas. Interesa utilizar temperaturas altas. Interesa utilizar temperaturas bajas.

Unas magnitudes coherentes para la entalpía de reacción serían: Energía/masa. Ninguna es correcta. Energía/(mol*temperatura).

Las curvas de calor retirado en un reactor. Se convierten en rectas cuando el coeficiente global de transferencia U y el CO promedio no dependen de la temperatura. Son siempre rectas. Ambas respuestas son incorrectas.

El hecho de que una corriente a tratar se comporte como un macrofluido: Afecta al reactor discontinuo ideal. Afecta al reactor de flujo en pistón. Afecta al reactor mezcla completa.

Si la etapa de reacción química es la más lenta y, por tanto, la etapa limitante: Es porque en ese proceso no se generan cenizas. Solo puede darse si la capa de cenizas es de pequeño tamaño. La ecuación resultante es idéntica para partículas de tamaño constante (con cenizas) que para partículas de tamaño decreciente (sin cenizas).

¿Qué resistencia podríamos eliminar en un sistema G-L con reacción en masa y con gradientes?. En principio, la transferencia de materia en la capa límite gaseosa. En principio, ninguna de las 3. La resistencia a la reacción química en la capa limite.

En sistemas G-L con reacción en una banda flotante en el interior de la capa limite liquida: El espesor de la banda depende, entre otros, de la constante cinética de reacción. La posición de la banda en la capa, depende de las concentraciones relativas de reactivos. Las otras dos respuestas son correctas.

Uno de los métodos para determinar la etapa controlante en los sistemas sólidos/ fluidos no catalíticos, se basa en estudiar la influencia de…. La temperatura sobre la velocidad global del proceso. La concentración del reactivo sobre la velocidad global del proceso. La presión sobre la velocidad global del proceso.

La ley de Henry de la solubilidad: Define una constante KH que es siempre adimensional. Relaciona la concentración de un componente disuelto en equilibrio con un gas. Ambas respuestas son correctas.

En una torre de relleno G-L funcionando en paralelo ¿Qué parte/s de la columna tendrán menor rendimiento?. Las más cercana a la salida de ambas corrientes. En todo el reactor tendremos la misma eficacia de eliminación de A. La más cercana a la entrada de ambas corrientes.

¿En qué caso se podría simplificar la expresión de la velocidad global del proceso reactivo gas-líquido a esta expresión VG = kAg * a * PA?. Para una reacción en capa y en masa. Ambas son incorrectas. Para una reacción con un módulo de Hatta cercano a 0.

Si en el sistema F-F no hay reacción química alguna: En la velocidad global, solo habrá resistencias a la difusión. Tendrá un módulo de Hatta muy alto. Su velocidad global no contendrá ningún término de resistencia a la difusión en la capa límite líquida.

En ambas capas limite (las formadas a ambos lados de la interfase en un sistema reactivo fluido- fluido) la transferencia de materia: Es siempre la etapa controlan de la velocidad global del proceso. Se produce por difusión molecular, exclusivamente. Se produce por flujo másico (o advectivo), exclusivamente.

Para un reactor reversible exotérmico: A menor temperatura se disminuirá su energía de activación. Ninguna es correcta. A mayor temperatura se aumentará su energía de activación.

En esta gráfica se observa la relación entre el radio reducido y el tiempo reducido. Puede interpretarse que durante la reacción el radio reducido: Disminuye lentamente al inicio de la reacción y más rápidamente al final de la reacción. No obstante, la velocidad de reacción puede ser constante. Disminuye lentamente al inicio de la reacción y más rápidamente al final de la reacción. La velocidad de reacción debe ser variable forzosamente. Disminuye a velocidad constante, por lo que la velocidad de reacción es constante.

¿Cuándo deben aplicarse las aproximaciones de Ranz y Marshall?. Cuando se aplique el modelo de la partícula de tamaño decreciente y controle la transferencia externa. Siempre que se aplique el modelo de partícula de tamaño decreciente. Cuando se aplique el modelo de partícula de tamaño creciente y controle la transferencia externa.

¿Cuándo sería aconsejable utilizar una torre de rocío (o cámara de pulverización)?. Ambas respuestas son válidas. Cuando dispongamos de un componente gaseoso muy soluble en el líquido. Cuando queremos aumentar el área superficial del equipo.

Para una reacción reversible A<->R con constantes de velocidad k1 y k2 del paso directo e inverso, respectivamente, la entalpía específica de reacción viene dada por: ΔHR = EA1 – EA2. ΔHR = EA2 – EA1. ΔHR = EA2 / EA1.

El efecto de la T. Es más acusado para las reacciones que tienen mayor Ea. Es más acusado para las reacciones que tienen menor Ea. No depende de la Ea de las reaccione.

La progresión óptima de T para una reacción reversible endotérmica es: Utilizar la T más baja posible. Utilizar una T alta inicial y, posteriormente, disminuiría de forma progresiva. Utilizar la T máxima permisible.

Para una reacción múltiple en la que el producto de interés se obtiene en la reacción de menor Ea. Debe utilizarse la T más elevada posible dentro de los límites de estabilidad del reactor. Debe utilizarse la T más baja posible, pero es necesario un balance de energía para determinarla. Debe utilizarse la T más elevada posible.

Para la reacción A-> R en fase gaseosa en condiciones no isotermicas y a P cte. No hay variación de volumen de la fase reaccionante ya que la estequiometria es 1:1 y, por tanto εA = 0. Se produce variaciones de volumen de la fase reaccionan como consecuencia de las variaciones de T. Las variaciones de volumen de la fase reaccionante solo son importantes cuando se trabaja en reactores continuos.

El balance de energía aplicable a un reactor químico. Permite obtener la relación existente entre la T y la conversión. Permite obtener la ecuación de diseño (relación V-x) del reactor para sistemas no isotérmicas. Permite determinar cuantitativamente la influencia de la T sobre la cte de velocidad.