TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO REACTORES QUÍMICOS AVANZADOS

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1 A TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO REACTORES QUÍMICOS AVANZADOS NOMBRE Test de 20 preguntas. Tres respuestas posibles y sólo una correcta. Por cada pregunta bien contestada se suma un punto. Por cada dos preguntas mal contestadas se resta un punto. Las preguntas no contestadas no puntúan. Se considerará superado el examen con una nota mínima de 5 en cada una de las partes. De esta forma, la nota final del examen se calculará según la expresión: 0,6 Nota Teoría (Test+Preguntas) + 0,4 Nota Problemas CONVOCATORIA: LLAMAMIENTO: primero junio segundo septiembre diciembre FECHA: BIEN: MAL: N/S N/C: PUNTUACIÓN TEST: PUNTUACIÓN PROBLEMAS NOTA FINAL: PUNTUACIÓN PREGUNTAS: Banco de Exámenes Delegación 1 de 7

2 1. El grado de segregación de un fluido: Afecta a la conversión de un reactor discontinuo. Afecta a la conversión de un reactor de flujo en pistón ideal. Afecta a la conversión de un reactor de flujo en mezcla completa. 2. El modelo de núcleo sin reaccionar se caracteriza por: Una capa de materia adherente que rodea al núcleo. La reacción simultánea del gas en toda la partícula. Ser típico de reacciones de oxidación del carbón. 3. En sistemas sólido-fluído para determinar la etapa controlante se utilizan distintos criterios que sirven de orientación: Temperatura, tiempo, tamaño partícula y resistencias relativas. Temperatura, tamaño y resistencias relativas. Tiempo, tamaño y resistencias relativas. 4. El factor de aceleración química relaciona: El flujo molar sin reacción química con el flujo molar con reacción química. El área interfacial con el módulo de Hatta. El flujo molar con reacción química con el flujo molar sin reacción química. 5. En un reactor tipo torre de relleno, el parámetro de diseño es: La altura de la torre. La altura del relleno. La sección de la torre. 6. El efecto catalítico de un catalizador es: Proporcional a la cantidad de éste. Proporcional a la superficie de éste. Proporcional a la cantidad de soporte. 7. Los métodos para la determinación del volumen de huecos en una partícula catalítica basados en el helio-mercurio nos permiten conocer: El volumen de mercurio utilizado determina el volumen del sólido. El volumen de helio determina el volumen de huecos. El volumen de helio determina el volumen del sólido. 8. En una reacción catalítica, las etapas de adsorción, reacción superficial y desorción: Están en serie. Están en paralelo. Es necesario realizar un balance de materia para su cálculo. 9. La velocidad de adsorción del reactivo es directamente proporcional a: La concentración de reactivo adsorbida en la superficie del catalizador. La concentración de centros activos. La concentración de centros activos vacantes. 10. El factor de eficacia en un poro ideal tendrá un valor: Siempre igual a 1. Igual o menor que 1. Igual o mayor que 1. Banco de Exámenes Delegación 2 de 7

3 11. El módulo de Thiele para un poro cilíndrico depende de: El volumen del poro, de la cinética y el coeficiente de difusión. La longitud del poro, de la cinética y el coeficiente de difusión. La forma del poro, de la cinética y el coeficiente de difusión. 12. En las reacciones catalíticas, el número de Prater (β) caracteriza: El perfil de concentraciones. El perfil de temperaturas. El perfil de concentraciones y temperaturas. 13. En un reactor de lecho fijo, considerar un modelo unidimensional pseudohomogéneo significa: Despreciar gradientes de concentración y temperatura en dirección radial. Despreciar gradientes de concentración y temperatura en dirección radial y en la película externa. Despreciar gradientes de concentración y temperatura en la película externa. 14. En reactores de lecho fijo, la pérdida de carga a través del lecho determina: El tamaño de partícula del catalizador. La longitud del reactor. El tipo de material para construir el reactor. 15. En un reactor de lecho fluidizado se persigue que el flujo del gas se acerque al: Modelo ideal de flujo pistón. Modelo ideal de mezcla completa. No es necesario buscar ningún flujo ideal. 16. El modelo de Kunii-Levenspiel para diseño de reactores de lecho fluidizado: Supone que la velocidad del gas es mayor que la mínima de fluidización. Supone que la velocidad del gas es mayor que la mínima de arrastre. Supone que el tamaño de las partículas del lecho es variable. 17. En el diseño de reactores de lecho fluidizado, se considera que estamos ante un caso de burbujas lentas : Cuando las partículas son de gran tamaño. Cuando el flujo del gas es muy pequeño. Cuando la velocidad de ascenso de las burbujas es menor que en la emulsión. 18. En un reactor multifásico de lecho percolador: Ambas fases se pueden encontrar en mezcla completa. La fase líquida en mezcla completa y la fase gas en flujo pistón. Ambas fases se pueden encontrar en flujo pistón. 19. Se entiende por aproximación de líquido concentrado al caso en que: La concentración de reactivo líquido sea menor que la de reactivo gaseoso. La concentración de reactivo líquido sea mayor que la de reactivo gaseoso. La concentración de reactivo líquido sea mayor que la de reactivo gaseoso en fase líquida. 20. En un reactor de barros, se puede considerar que los flujos de ambas son: Mezcla completa para la fase gas y flujo pistón para la fase líquida. Mezcla completa para la fase líquida y flujo pistón para la fase gas. Mezcla completa para ambas fases. Banco de Exámenes Delegación 3 de 7

4 PREGUNTAS TEÓRICO-PRÁCTICAS. 1. Explica detenidamente los aspectos principales en el diseño de un reactor tipo tanque agitado para llevar a cabo una reacción gas-líquido. 2. Detalla el procedimiento utilizado para la determinación del área superficial de una partícula catalítica. Banco de Exámenes Delegación 4 de 7

5 3. Analiza los factores que influyen en la caída de presión en un reactor de lecho fijo. 4. Explica el modelo general para el diseño de reactores catalíticos de lecho fijo. Banco de Exámenes Delegación 5 de 7

6 PROBLEMAS. 1. Calcúlese el tiempo necesario para quemar completamente partículas de grafito (R = 5 mm; ρ B = 2,2 g/cm 3 ; k S = 20 cm/s) en una corriente que contiene el 8% de oxígeno. Supóngase que para la elevada velocidad de gas utilizada la difusión a través de la película gaseosa no ofrece resistencia alguna. Temperatura de reacción = 900 ºC. Banco de Exámenes Delegación 6 de 7

7 2. Una reacción de orden aparente uno presenta una constante k = 0,05 m 3 gas/gr catalizador.s y tiene lugar en un reactor catalítico con partículas esféricas. Obtener el factor de eficacia conocidos los siguientes datos: d p = 0,6 cm; densidad catalizador = 1,65 g/cm 3 ; porosidad (ε) = 0,45; difusividad molecular D=8, cm 2 /s; tortuosidad(τ)=1,49. 3 φ La expresión del factor de eficacia para esta cinética es: η = 1 2 φ tghφ Banco de Exámenes Delegación 7 de 7