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WorksheetsEntrenamiento de Reactores
Total questions: 27
Worksheet time: 14mins
Cuando la línea de purga de un sistema con recirculación se bloquea, el primer efecto que debería considerarse en el balance de materia del reactor continuo es:
Aumento del caudal de salida del reactor.
Acumulación de inertes y reducción del volumen efectivo disponible.
Incremento de la velocidad de reacción por mayor concentración.
Disminución de la presión de operación.
Si el volumen efectivo del CSTR se reduce a la mitad, ¿qué parámetro de diseño se ve directamente afectado y explica la caída de conversión?
La presión de equilibrio.
El coeficiente de transferencia de calor.
El tiempo de residencia.
La fracción molar de inertes en el gas.
Para compensar la disminución del volumen efectivo sin detener la planta, el ajuste operativo más lógico es:
Aumentar el caudal de alimentación para mantener la producción.
Reducir el caudal de alimentación para recuperar el tiempo de residencia.
Eliminar la recirculación.
Disminuir la temperatura para frenar reacciones secundarias.
Para aumentar la producción de un producto en una reacción exotérmica reversible, el enfoque más adecuado es:
Elevar la temperatura de operación para aumentar la conversión por equilibrio.
Disminuir la temperatura de operación para desplazar el equilibrio hacia productos.
Aumentar la presión y la temperatura simultáneamente.
Reducir el flujo de refrigerante para ahorrar energía.
Si se desea aumentar la producción sin modificar el reactor, una alternativa operativa viable sería:
Aumentar la fracción molar de oxígeno en la alimentación dentro del rango seguro.
Reemplazar el catalizador por uno no selectivo.
Reducir la presión para evitar la reversibilidad.
Aumentar el tiempo de residencia aunque el reactor sea exotérmico.
Al elevar la temperatura de un reactor exotérmico, el riesgo principal asociado es:
Reducción del calor liberado por reacción.
Formación de puntos calientes y pérdida de control térmico.
Aumento de la viscosidad del gas.
Reducción de la velocidad de reacción.
Al escalar un reactor batch de 10 m³ a 15 m³ manteniendo la misma cinética, el parámetro más afectado por el cambio de tamaño es:
La constante de velocidad.
El tiempo muerto total del ciclo.
La conversión de equilibrio.
La presión de operación.
La producción anual total depende simultáneamente de la conversión y del tiempo de ciclo. ¿Qué estrategia maximiza la producción anual?
Minimizar el tiempo de reacción aunque baje la conversión.
Maximizar la conversión sin considerar el tiempo muerto.
Mantener la conversión fija en 80%.
Aumentar la temperatura hasta el doble.
Si el tiempo muerto aumenta, para mantener la productividad anual constante debe:
Disminuir el tiempo de reacción.
Aumentar el tiempo de reacción.
Mantener el mismo tiempo total.
Disminuir el tamaño del reactor.
Cuando solo varía la masa de catalizador en un reactor batch homogéneo, el parámetro cinético afectado es:
La constante de equilibrio.
La constante de velocidad aparente.
El volumen de reacción.
La presión de operación.
Si el catalizador es homogéneo y su concentración aumenta, ¿cómo cambia la velocidad de reacción inicial?
Disminuye linealmente.
Aumenta linealmente con la concentración de catalizador.
Se mantiene constante.
Depende solo de la temperatura.
Entre tres reactores con 5, 15 y 30 kg de catalizador, todos a igual tiempo de reacción, ¿cuál presentará la mayor conversión?
El de 5 kg.
El de 15 kg.
El de 30 kg.
Todos tendrán la misma conversión.
Al aumentar la capacidad de un reactor batch de 8000 L a 20000 L, el problema operativo más relevante suele ser:
El tiempo de mezcla y homogeneidad.
El tiempo de carga.
La constante cinética k.
La presión de vapor.
Si el tiempo muerto aumenta, para mantener la productividad anual constante debe:
Disminuir el tiempo de reacción.
Aumentar el tiempo de reacción.
L Mantener el mismo tiempo total.
Disminuir el tamaño del reactor.
Si se duplica la cantidad de catalizador manteniendo volumen y condiciones iguales, el cambio esperado en la constante de velocidad aparente es:
Se mantiene igual.
Se duplica.
Se reduce a la mitad.
No afecta la reacción.
Caso : Selección del reactor y control térmico (reacción exotérmica con subproducto). Para una reacción exotérmica irreversible donde se forma un subproducto a alta temperatura, el tipo de reactor más adecuado es:
PFR adiabático.
CSTR con camisa de refrigeración.
Reactor por lotes adiabático.
Lecho fijo sin control térmico.
El mecanismo de control térmico más efectivo para evitar reacciones secundarias indeseadas es:
Enfriamiento por camisa y sensores de temperatura distribuidos.
Aislamiento térmico total.
Aumento de presión.
Recirculación del efluente caliente.
Si solo se dispone de un reactor, ¿qué estrategia operativa permite aumentar la conversión sin perder selectividad?
Incrementar el caudal para disminuir tiempo de residencia.
Reducir el caudal para aumentar el tiempo de residencia a baja temperatura.
Operar a temperatura superior a 50 °C.
Aumentar la concentración de reactivo.
Caso: comparación entre reactores A y B (CSTR vs PFR)En una curva de volumen vs conversión, si un reactor requiere menor volumen para la misma conversión de una reacción de primer orden, probablemente se trate de:
CSTR.
PFR.
Reactor batch.
Reactor semibatch.
Para una reacción irreversible exotérmica, el reactor más adecuado desde el punto de vista del control térmico es:
El tubular (PFR).
El de tanque agitado continuo (CSTR).
El batch.
El lecho fluidizado.
Si se combinan un CSTR y un PFR en serie, ¿cuál disposición minimiza el volumen total para una conversión final elevada?
PFR → CSTR.
CSTR → PFR.
Dos CSTR en paralelo.
Dos PFR en serie.
La producción anual total depende simultáneamente de la conversión y del tiempo de ciclo. ¿Qué estrategia maximiza la producción anual?
Minimizar el tiempo de reacción aunque baje la conversión
Maximizar la conversión sin considerar el tiempo muerto.
Mantener la conversión fija en 80%.
D) Aumentar la temperatura hasta el doble.
Caso : Efecto de la masa de catalizador: Cuando solo varía la masa de catalizador en un reactor batch homogéneo, el parámetro cinético afectado es:
La constante de equilibrio.
La constante de velocidad aparente.
El volumen de reacción.
La presión de operación.
Caso efecto de la masa de catalizador. Si el catalizador es homogéneo y su concentración aumenta, ¿cómo cambia la velocidad de reacción inicial?
Disminuye linealmente.
Aumenta linealmente con la concentración de catalizador.
✅
Se mantiene constante.
Depende solo de la temperatura.
Caso Masa del Catalizador. Entre tres reactores con 5, 15 y 30 kg de catalizador, todos a igual tiempo de reacción, ¿cuál presentará la mayor conversión?
El de 5 kg.
El de 15 kg.
El de 30 kg.
Todos tendrán la misma conversión
Caso efecto de tamaño del reactor batch
El sistema de reacción AB + SO₃ → TA catalizado en solución ácida es:
Heterogéneo.
Homogéneo.
De fase gaseosa.
Fotocatalítico.
Caso Efecto del tamaño del reactor: Si se duplica la cantidad de catalizador manteniendo volumen y condiciones iguales, el cambio esperado en la constante de velocidad aparente es:
Se mantiene igual.
Se duplica.
Se reduce a la mitad.
No afecta la reacción.
