Optimización de Reactores: Cuestionarios y Ejercicios Interactivos

Question 1

La ecuación de Arrhenius relaciona la constante de velocidad de reacción con:

Accepted Answer

Temperatura

Answer

Concentración de reactivos

Answer

Volumen del reactor

Answer

Tipo de catalizador

Question 2

¿Cuál de las siguientes es una característica de los reactores discontinuos?

Accepted Answer

Tienen un tiempo de residencia variable

Answer

Son más fáciles de operar

Answer

Son adecuados para reacciones rápidas

Answer

Son más eficientes que los reactores continuos

Question 3

¿Qué técnica se utiliza para estimar el volumen del reactor necesario para lograr una conversión deseada?

Accepted Answer

Curva de conversión-volumen

Answer

Curva de rendimiento-volumen

Answer

Curva de selectividad-volumen

Answer

Curva de tiempo de residencia-volumen

Question 4

El principal objetivo de la optimización de reactores es:

Accepted Answer

Maximizar la conversión del reactivo y/o la selectividad del producto

Answer

Reducir el tiempo de reacción a cero

Answer

Minimizar el volumen del reactor

Answer

Eliminar por completo la formación de subproductos

Question 5

En un reactor de tanque agitado continuo ideal, el tiempo de residencia:

Accepted Answer

Es directamente proporcional al volumen del reactor y inversamente proporcional al caudal volumétrico

Answer

Es constante e independiente de las condiciones de operación

Answer

Es más largo que el tiempo de reacción

Question 6

¿Qué método de optimización es adecuado para reactores con múltiples restricciones y objetivos?

Accepted Answer

Programación no lineal

Answer

Optimización iterativa

Answer

Programación lineal

Answer

Optimización convexa

Question 7

El criterio de optimización más común para reactores catalíticos es:

Accepted Answer

Maximizar la productividad del catalizador

Answer

Minimizar exclusivamente el tamaño del reactor

Answer

Minimizar el coste de producción a toda costa

Answer

Maximizar la conversión sin considerar otros factores

Question 8

Una desventaja de utilizar métodos numéricos en la optimización de reactores es que:

Accepted Answer

Pueden requerir una gran cantidad de recursos computacionales

Answer

Proporcionan soluciones poco precisas

Answer

Son fáciles de implementar y no requieren experiencia técnica

Answer

Solo son aplicables a un rango limitado de problemas

Question 9

En un reactor de lecho fluidizado, la velocidad superficial mínima necesaria para evitar la sedimentación de partículas se conoce como:

Accepted Answer

Velocidad mínima de fluidización

Answer

Velocidad de transporte

Answer

Velocidad máxima de fluidización

Answer

Velocidad de sedimentación

Question 10

En un reactor no isotérmico, ¿cuál de los siguientes métodos se puede utilizar para controlar la temperatura?

Accepted Answer

Enfriamiento o calentamiento externo

Answer

Variando el pH de la reacción

Answer

Añadiendo más catalizador

Answer

Modificando el caudal de alimentación

Question 11

La optimización de reactores es:

Accepted Answer

Un proceso sistemático para mejorar el rendimiento y la eficiencia de los reactores

Answer

Un proceso exclusivamente teórico que no se aplica en la práctica

Answer

Solo aplicable a reactores de flujo continuo y no a reactores discontinuos

Question 12

¿Qué tipo de optimización se centra en maximizar o minimizar una función objetivo al cumplir con un conjunto de restricciones?

Accepted Answer

Optimización restringida

Answer

Optimización lineal

Answer

Optimización no restringida

Question 13

¿Cuál de las siguientes es una ventaja de utilizar un reactor de flujo pistón (PFR)?

Accepted Answer

Alta conversión para reacciones de primer orden

Answer

Alta selectividad para reacciones complejas

Answer

Baja caída de presión

Answer

Fácil control de temperatura

Question 14

¿Qué parámetro caracteriza la eficacia de un reactor de tanque agitado con mezcla completa (CSTR)?

Accepted Answer

Tiempo de residencia medio

Answer

Conversión

Answer

Flujo másico

Answer

Volumen del reactor

Question 15

En un reactor de lecho fluidizado, ¿qué parámetro es esencial para garantizar un funcionamiento estable?

Accepted Answer

Velocidad de gasificación mínima

Answer

Densidad del lecho

Answer

Temperatura del reactor

Answer

Tamaño de partícula

Question 16

En un reactor PFR, la concentración del reactivo disminuye a lo largo del reactor. ¿Qué parámetro determina la pendiente de la curva de conversión?

Accepted Answer

Constante de velocidad de reacción

Answer

Caudal volumétrico

Answer

Diámetro del reactor

Answer

Longitud del reactor

Question 17

El objetivo principal de la optimización de reactores es:

Accepted Answer

Maximizar la producción deseada al menor costo posible.

Answer

Minimizar el tiempo de reacción.

Answer

Identificar las características de diferentes tipos de reactores.

Answer

Comprender los principios básicos de la cinética química.

Question 18

Un reactor CSTR opera en estado estacionario. ¿Qué variable se puede manipular para maximizar la conversión en una reacción irreversible de primer orden?

Accepted Answer

Tiempo de residencia

Answer

Presión del reactor

Answer

Temperatura de entrada

Answer

Concentración de entrada

Question 19

Para determinar los valores óptimos de las variables de diseño de un reactor, se utiliza:

Accepted Answer

Optimización matemática

Answer

Análisis dimensional

Answer

Balance de materia

Answer

Ley de velocidad

Question 20

¿Cuál de las siguientes NO es una restricción típica en la optimización de reactores?

Accepted Answer

Color del producto

Answer

Impacto ambiental

Answer

Costo de operación

Answer

Seguridad del proceso

Question 21

En la optimización de un reactor, la función objetivo generalmente representa:

Accepted Answer

El objetivo a alcanzar, como la maximización de beneficios o la minimización de costes.

Answer

Las ecuaciones de balance de materia y energía.

Answer

Las variables de diseño del reactor.

Answer

Las condiciones de operación del reactor.

Question 22

En el diseño de un reactor, ¿qué consideración es crucial para reacciones altamente exotérmicas?

Accepted Answer

Control de temperatura

Answer

Catalizador utilizado

Answer

Tiempo de mezcla

Answer

Relación de alimentación

Question 23

¿Cuál es la ventaja principal de utilizar un reactor multietapa sobre un reactor de una sola etapa?

Accepted Answer

Mayor flexibilidad para optimizar las condiciones de reacción en cada etapa.

Answer

Mayor capacidad de producción

Answer

Operación más simple

Answer

Menor coste de capital

Question 24

El objetivo de optimizar la operación de un reactor existente es:

Accepted Answer

Mejorar la eficiencia y rentabilidad dentro de las limitaciones existentes del reactor.

Answer

Cambiar el tipo de reactor utilizado.

Answer

Aumentar la capacidad de producción del reactor.

Answer

Desarrollar un nuevo proceso químico.