En el balance de materia de un reactor discontinuo… Se anulan los términos de entrada y salida Sólo se anula el término de salida, pero no el de entrada Sólo se anula el término de acumulación.
En un reactor discontinuo de mezcla perfecta se aplica el balance de materia… A un elemento diferencial de volumen, ya que se considera composición homogénea
A todo el reactor, ya que la composición es estacionaria en el tiempo A todo el reactor, ya que se considera homogéneo, aunque varíe en el tiempo de un instante a otro.
El reactor ideal de flujo en mezcla completa (RFMC) puede operar… Solo en continuo Solo en discontinuo En discontinuo, continuo o semicontinuo.
En un reactor ideal de flujo en pistón (RFP) isotérmico, que se mantiene funcionando en estado estacionario… La composición en cada punto del reactor es función del tiempo La composición no varía con la posición a lo largo del reactor La composición en cada punto del reactor es independiente del t.
Cuando en un reactor de flujo se lleva a cabo una reacción con expansión del volumen, la dilatación del medio de reacción produce… Un aumento del tiempo de residencia Una disminución del tiempo de residencia Sólo una dilución de la concentración, pero no afectará al tiempo de residencia.
Para una cinética de orden 1, la ecuación de diseño de los sistemas de densidad constante y de densidad variable es la misma… Sólo en los reactores discontinuos Tanto en los RFP como en los RFMC Tanto en los RFP como en los RFMC.
. En los reactores de flujo el tiempo espacial se define como el tiempo necesario para… Tratar un volumen de alimentación igual al volumen del reactor -Que una porción fija de alimentación atraviese el reactor Tratar un caudal dado de alimentación, medido en unas condiciones determinadas.
Para una cinética de orden 0, si sustituimos un RFMC por un RFP del mismo volumen… La productividad disminuye
La productividad aumenta La productividad no varía.
. La velocidad espacial adopta unidades de… -Volumen por unidad de tiempo (caudal volumétrico) Masa por unidad de tiempo (caudal másico)
-Tiempo inverso (frecuencia) → s = 1/t.
Si para una misma reacción y una misma corriente de alimentación un RFMC tiene un tiempo espacial de 0’5 h y RFP tiene un tiempo espacial de 45 minutos. Eso significa que… El primero es más grande que el segundo El segundo es más grande que el primero Cualquiera de los dos puede ser el más grande, ya que eso depende de la cinética.
Al comparar los tamaños de los dos tipos de reactores ideales de flujo, para reacciones simples con órdenes de reacción positivos, se tiene que… El RFMC necesita mayor tamaño que el RFP, para la misma conversión El RFP necesita mayor tamaño que el RFMC, para la misma conversión Ambos reactores necesitan el mismo tamaño, para la misma conversión.
Al comparar las ecuaciones de diseño del RD y del RFP se observa que son… Iguales, pero una está en función de la concentración y la otra de la conversión Análogas, salvo que una está en función del tiempo real y la otra del tiempo espacial Totalmente diferentes, ya que una incluye el término de acumulación y la otra no.
.En una asociación de RFMC en serie, a medida que aumenta el número de reactores… El sistema se asemeja cada vez más a un RFP El sistema se asemeja a un RFMC cada vez más grande El sistema se va alejando cada vez más a los reactores ideales.
En un RFMC se lleva a cabo la relación elemental [2A → P] para un Danköhler dado, entonces, a medida que aumentamos la recirculación en el reactor… La concentración de producto a la salida es mayor La concentración de producto a la salida permanece invariable La concentración de producto a la salida es menor.
Para llevar a cabo una reacción de orden 2 (orden positivo), un RFP de 4L se alimenta con 2 L/h de cierta corriente, mientras un RFMC de 10 L se alimenta con 5 L/h de la misma, por lo tanto… El primero produce menor conversión El segundo produce menor conversión Ambos producen la misma conversión.
Para las reacciones de orden positivo, si se desea obtener en determinadas condiciones el mismo grado de conversión tanto con un RFP como un RFMC, entonces seguro que… El RFMC deberá ser más pequeño que el RFP No se puede determinar cúal deberá ser más pequeño, pues depende del orden El RFP deberá ser más pequeño que el RFMC.
Para un mismo número de Dawköhler, a medida que aumenta el R de un RFPR… Aumenta la conversión a la salida Se convierte en un RFPRR Disminuye la conversión a la salida.
En un determinado sistema de reacción, duplicamos el caudal de alimentación y
reducimos su volumen a la mitad, entonces el valor del Dawköhler del sistema: Se duplica Permanece variable Se reduce a la cuarta parte del valor inicial.
El cálculo del tiempo espacial necesario para alcanzar una determinada conversión en el reactores ideales de flujo, se puede estimar gráficamente mediante representaciones de… 1/(-ra) frente a Xa 1/Ca frente a Xa V/Fao frente a Xa.
.Según la clasificación de los reactores empleada en diseño Los reactores heterogéneos son siempre reactores catalíticos Los reactores catalíticos son siempre reactores heterogéneos Los reactores catalíticos pueden ser multifásicos o no.
En los reactores de flujo, cuando se lleva a cabo una reacción química en fase gaseosa con expansión de volumen, la dilatación producirá: Un aumento del TDR Una disminución del tiempo de TDR (tiempo de residencia) Solo una dilución de la concentración, pero no afectará al TDR.
En un RFPR, la R se define como: La relación entre el caudal del afluente del sistema y el fluido que retorna La relación entre el caudal del fluido que retorna y el afluente del sistema La relación entre el caudal que entra el reactor y el teléfono entre el sistema.
Una asociación de RFPs de igual tamaño, conectados en paralelo, alcanza la misma conversión que… Si el caudal de una de las ramas alimentar a todo el conjunto de lectores conectados en serie Si todos los reactores tuvieran el doble de tamaño Si todo el caudal alimentar a un solo RFP cuyo tamaño fuera igual a la suma de todos ellos.
Un RFP de 4 L se alimenta con 2 L/horas de cierta corriente, mientras que un RFMC de 10 L se alimenta con 5 L/horas de la misma corriente, por lo tanto, para el caso de una reacción de un orden positivo… El primero produce menor conversión (X) El segundo produce menor conversión (el t es el mismo por lo que el RFP tendrá mayor conversión) Ambos producen la misma conversión.
El tiempo espacial coincide con el TDR de todos los elementos del fluido… En los RFP En los RMC En los RDI.
Si se quiere obtener el mismo grado de conversión una corriente de lamentación dada, tanto con un RFP como con un RFM C, entonces, para el caso de una reacción de orden positivo… El RMC será más pequeño No se puede decir a priori cuál será el más pequeño El RFP será el más pequeño.
Si en un RFPR se aumenta mucho la recirculación… Nos acercamos al RFP Nos acercamos al RFMC Nos acercamos a que el sistema se descontrola (estalla).
El límite inferior de la integral que aparece en la ecuación diseño del RFPR es: Xi•(R+1)/R Xi•R/(R+1) Xf•R/(Xf+1).
La ingeniería de la reacción química tiene por objetivo: El diseño de los equipos donde se llevan a cabo las transformaciones químicas .
Para un mismo número de Dawköhler,, a medida que aumenta R en RFPR: Aumenta la conversión de salida La conversión de salida permanece invariable Disminuye la conversión de salida.
Para obtener la ecuación del RD, se debe realizar un balance del reactivo limitante, aplicando la envolvente del balance a… Todo el reactor Un elemento diferencial de concentración del reactivo limitante Un elemento diferencial de volumen del reactor.
Si para alcanzar la misma conversión con un RFP que con un RMC, se requiere que sea un de igual volumen, entonces es que estamos en el caso de una reacción… Con cinética de orden menor que uno Con cinética de orden positivo Con cinética de orden cero.
En un RFPR se lleva a cabo la reacción elemental para un Dawköhler dado, entonces, a medida que aumentamos la recirculación en el reactor… La concentración del producto de salida es mayor La concentración del producto a la salida permanece invariable La concentración del producto a la salida es menor.
La velocidad de reacción se define de forma general como: La variación temporal de los moles de un compuesto por unidad de volumen del sistema -.
.En un RFP isotérmico que funciona en E.E La [ ] en cada punto del reactor es f(t) La [ ] no varía con la posición a lo largo del reactor La [ ] en cada punto del reactor no depende de t.
En los reactores de flujo, el tiempo espacial se mide, el tiempo necesario para: Tratar un volumen de alimentación igual al volumen del reactor Que una porción fija de alimentación atraviese el reactor. Tratar un caudal dador de alimentación, medido en unas condiciones determinadas.
En un RFR (con recirculación) la relación de recirculación R se define como: La relación entre el caudal de efluente del sistema y el de fluido que retorna La relación entre el caudal de fluido que retorna y el de efluente del sistema.
Un reactor discontinuo puede definirse como un sistema Cerrado que evoluciona en condiciones estacionarias .
En los reactores homogéneos… Toda la materia y la energía participantes se encuentran en la misma fase .
La disminución de la temperatura de operación, implica aumentos en la conversión de equilibrio para: Reversibles exotérmicas .
Para una reacción múltiple en paralelo en la que el producto de interés se obtiene en una reacción cuya ɛa es mayor que todas las demás reacciones competitivas: Debe usarse en la mayor temperatura .
En los sistemas heterogéneos, además de la velocidad de reacción, es necesario considerar la velocidad de transferencia de materia y la transmisión de calor .
Diseñar un reactor químico implica: Determinar los valores óptimos de las variables de diseño para un fin dado Determinar los valores óptimos de las variables de operación para un fin dado Ambas son correctas.
El material de que se ha construido un reactor químico es: Una variable de diseño Una variable de operación
Ninguna de las dos.
Un modelo de reactor químico ideal es: Un reactor de flujo de tanque agitado
Un reactor de flujo pistón Ambos los son.
Un reactor continuo trabaja En estado estacionario En estado no estacionario
En estado transitorio
.
En un reactor de flujo en mezcla completa:
Las concentraciones y temperaturas son variables con el tiempo Las concentraciones y temperaturas son iguales a las de entrada Las concentraciones y temperaturas son iguales a las de salida.
En un reactor ideal de flujo en pistón el tiempo medio de residencia de las moléculas: Es igual a su caudal dividido por su volumen Es un promedio del tiempo de residencia de las distintas fracciones de fluido Es igual para todas las fracciones de fluido.
La expresión t = integral(Ca - Cao) dCa/(-ra) corresponde: A la ecuación de diseño de un reactor discontinuo ideal a v no constante A la ecuación de diseño de un reactor de flujo de mezcla completa a v = cte Ninguna de las anteriores es correcta.
La expresión t = -1/k·Ln (Ca/Cao) corresponde:
Al tiempo de una reacción de primer orden y densidad constante en un RDI
Al tiempo de una reacción de primer orden y densidad no constante en un RDI Ambas.
El caudal volumétrico de un reactor de flujo es: El volumen del fluido tratado en un tiempo definido El caudal molar multiplicado por la concentración de una especie la corriente
La concentración de una especie en la corriente
.
Tiempo espacial y tiempo medio de permanencia: Son conceptos equivalentes en reactores de flujo
Son conceptos equivalentes en reactores de flujo ideal y densidad constante
Son conceptos inversos en reactores de flujo
.
Cuando hay una contracción de volumen en RFMC para una misma conversión se requiere:
Mayor t que si la reacción química fuese p = cte Menor t que si la reacción química fuese a p = cte Igual t que si la reacción química fuese a p = cte.
Cuando en un RFP de volumen definido disminuimos el caudal de reactivos: Aumenta la conversión de la reacción
Disminuye la conversión de la reacción Esto no puede suceder
.
La ecuación de diseño de un RFP a p = cte y cinética (-ra) = kCa^2 es: k·t = -Ln (1-xA) k·t = 1/xA - 1 k·t = xA/Cao·(1-xA).
La conversión en un RCP con recirculación (RCPr): Aumenta con el aumento del porcentaje de caudal recirculado Disminuye con el aumento del porcentaje de caudal recirculado Es independiente del porcentaje de caudal recirculado.
Un RFPr, cuando R → infinito:
Se asemeja a un RFMC Se asemeja a un RFP Se asemeja a infinitos RFP en serie
.
Si en un reactor ocurre una expansión gaseosa: El tiempo requerido para obtener una determinada conversión en un RDI es menor que el tiempo espacial de un RFP
El tiempo requerido para obtener una determinada conversión en un Res mayor que el tiempo espacial de un RFP Ambos tiempos son siempre iguales.
¿En qué reactor se conseguirá mayor conversión para una cinética de orden positivo? En un RFMC, en una reacción con ɛa > 0, Qo = 5 L/s y V = 10 L
En un RFP; en una reacción con ɛa < 0, Qo = 10 L/s y V = 20 L En un RFP, en una reacción con ɛa > 0, Q0 = 7 L/s y V = 14 L.
¿Cómo se define la productividad neta en un RDI? [P]·V/t útil V/t útil [P]·Q.
¿En qué configuración se alcanza mayor conversión final para la misma cinética y temperatura? En un RFP de volumen V En n RFMC de volumen V/n En n RFP de volumen V/n.
Para las reacciones químicas simultáneas y elementales ¿qué estrategia favorecerá la formación del producto R? Emplear un RFP Emplear un RFMC Emplear un RDI.
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