REACTORES

Los objetivos que necesariamente deben alcanzarse en el diseño de reactores son: Seguridad del producto y del proceso. Bajos costes de inmovilizado y operación. Conversión máxima de la alimentación y selectividad máxima de los productos deseados.

En los reactores discontinuos. El sistema no intercambia materia con el exterior. Se trabaja en régimen estacionario ya que no hay corrientes de entrada ni salida. La velocidad de reacción no evoluciona con el tiempo.

En los reactores continuos. Los reactivos se cargan continuamente al sistema y los productos se retiran también de manera continua independientemente del caudal másico. Se puede operar en régimen estacionario. El caudal volumétrico de entrada debe ser menor que el de salida para que no haya acumulación en el reactor.

En un reactor de mezcla completa. El perfil de velocidades que se establece es plano. La corriente que abandona el recipiente tiene las mismas condiciones que las del interior. Todas las moléculas tienen el mismo tiempo de residencia.

Cuando se trabaja en régimen discontinuo. Necesitamos tener un sistema de control avanzado. Los costes de operación serán elevados. La poca flexibilidad en la operación es un hándicap.

En los reactores isotérmicos. La temperatura del reactor se mantiene constante gracias a su aislamiento térmico. No se intercambia energía con el exterior. Se intercambia energía con el exterior manteniendo la temperatura constante en el reactor.

Los modelos de contacto pueden ser. Catalíticos y no catalíticos. Mezcla perfecta y flujo pistón. Continuo, discontinuo o cerrado y semicontinuo.

En un reactor químico heterogéneo. Si Kg>>Ks la etapa controlante es el transporte de materia. La reacción química suele ser la etapa controlante. Si kg>>ks la etapa controlante es la reacción química.

Las desviaciones de la idealidad en reactores reales: Provocan una disminución de la conversión del reactor. Provocan un aumento de la conversión del reactor. No afectan a la conversión del reactor.

La columna de lluvia: Se caracteriza porque un líquido se pulveriza sobre un líquido o gas. Se caracteriza porque un gas burbujea sobre una fase líquida. Son dos formas de operar diferente usando el mismo sistema.

El factor de expansión: En líquidos es cero, luego puede existir variación de volumen. Hay que tenerlo en cuenta sobre todo en gases ya que, por ejemplo, un aumento del número de moles implica una disminución del volumen del sistema. Depende de la estequiometria y de los moles iniciales, en el caso de gases a presión y temperatura constante.

La edad de un elemento de fluido en un reactor: Es el tiempo transcurrido entre el instante considerado y la salida del elemento del recipiente. Es el tiempo que transcurre desde el instante en que el elemento entra en el recipiente hasta que lo abandona. Es el tiempo transcurrido entre la entrada del elemento en el recipiente y en el instante considerado.

En los reactores catalíticos de lecho fijo. La caída de presión es alta. Los costes de operación suelen ser elevados. El control de la temperatura es bueno.

En los reactores catalíticos de lecho fluidizado. Es frecuente la sinterización del relleno. La conversión es mayor que en lecho fijo. La regeneración del catalizador es relativamente fácil.

La experiencia estimulo-respuesta se desarrolla en estado. Transitorio respecto del trazador y en estacionario respecto del flujo del fluido. Estacionario respecto del trazador y en estado transitorio respecto del flujo del fluido. Estacionario respecto del trazador y respecto del flujo de fluido.

En el diseño óptimo de un reactor es necesario tener en cuenta: Grado de mezcla que implica que la reacción sea homogénea o heterogénea. Cinética que establece el transporte de cantidad de movimiento. Ninguna es correcta. Ambas respuestas son correctas.

En los reactores heterogéneos es importante el modelo de contacto entre las fases. Mezcla completa. Flujo pistón. Ambas son correctas.

En los reactores cerrados. El sistema intercambia materia con el exterior. Los reactivos se cargan al principio de la operación, se mantienen reaccionando y se obtienen los productos formados. Operan en régimen estacionario. Dos respuestas de las anteriores son correctas.

Un reactor de mezcla completa es aquel en el cual. Las moléculas de alimentación se distribuyen homogéneamente en todo el reactor. El perfil de velocidades es plano. La temperatura es constante en el tiempo. Dos de las anteriores son correctas (a y c).

El reactor discontinuo. No se utiliza industrialmente. Industrialmente se utiliza cuando se necesitan pequeñas cantidades de sustancia. Ofrece un buen control de la velocidad de reacción debido a que transcurre…… reactivos. Dos de las anteriores son correctas (b y c).

La velocidad de una reacción química. Es constante, siempre que la temperatura sea constante. Se define como la variación del número de moles de reactivo por unidad de tiempo. Es una magnitud intensiva. Dos respuestas anteriores son correctas.

La relación estequiométrica entre las conversiones de los distintos reactivos de una reacción será: A través de su coeficiente estequiométrico y del número de moles iniciales de cada reactivo. Todos los reactivos tienen la misma conversión. Solo se puede definir la conversión respecto al reactivo limitante. Dos de las anteriores son correcta.

El factor de expansión de una reacción gaseosa. Varia entre 0 y 1. Varia entre -1 y 1. Ambas son correctas. Ninguna es correcta.

Conocidas distintas constantes cinéticas de una reacción a distintas temperaturas, puedo saber: El valor de k0 y de la energía de activación representando k vs 1/T. El valor de k0 y de la energía de activación representando Ln( k) vs 1/T. El valor de k0 y de la energía de activación representando Ln( k) vs T. Ninguna respuesta es correcta.

Las reacciones elementales son aquellas en las que: La ecuación cinética se corresponde con la estequiometría. Cuando el transcurso de la reacción se puede representar por un sola ecuación estequiométrica. Cuando no hay correspondencia directa entre la ecuación estequiométrica y la cinética. Ninguna respuesta es correcta.

El tiempo que emplea un Reactor Discontinuo ideal en producir una determinada conversión para una reacción de orden 1 a densidad constante depende de: La constante cinética, k. La constante cinética, k, y la concentración inicial de reactivos. El tiempo espacial. Ninguna respuesta es correcta.

El tiempo espacial de un reactor de tanque agitado continuo de 1000 L a un caudal de 5m3/h es: 0.2 h. 5 h-1. 2 h. Ninguna es correcta.

La técnica que permite determinar la DTR se denomina. Estímulo-Respuesta. Señal-Trazador. Flujo no ideal. Dos son correctas.

El diseño de un reactor sólido-fluido viene determinado por: La cinética de reacción. El tipo de flujo. La distribución de tamaño de los sólidos. Todas son correctas.

Un reactor heterogéneo catalítico de lecho fijo, comparado con uno de lecho móvil. Buena opción para mejorar la conversión. Posibilita un mejor control de la temperatura en reacciones exotérmicas. Es menos utilizado a nivel industrial. Presenta elevados costes de operación.

Un reactor fluido-fluido: No es un reactor heterogéneo. No puede contener relleno sólido pues sería sólido-fluido. Un ejemplo sería una columna de fraccionamiento del petróleo.

Los reactores en los que las partículas catalíticas están suspendidas en el fluido moviéndose a través de él se llama: Reactores de lecho móvil. Reactores de lodos. Reactores de lecho de goteo. Todas correctas.

En un Reactor de Flujo Pistón, el tiempo de residencia de las moléculas... Depende de la posición en el reactor. Tiene un valor constante. Es un promedio con cierta dispersión.

El área de la curva de frecuencia de distribución de la edad de la corriente de salida, E(t) es: M/Q. 1. Q/M.