LOGOWANIE

KWALIFIKACJA AU56 - STYCZE艃 2023 - ZADANIE PRAKTYCZNE NR 1

KOD ARKUSZA: AU.56-01-23.01-SG


POBIERZ ARKUSZ PRAKTYCZNY

ZOBACZ ROZWI膭ZANIE ZADANIA


Podziel si臋 arkuszem z innymi i udost臋pnij go na Facebooku:


SKR脫CONA TRE艢膯 ARKUSZA:

Na podstawie opisu procesu technologicznego oraz wykazu danych technologicznych opracuj kart臋 technologiczn膮 procesu produkcji mocznika granulowanego - Tabela 1. Wykonaj obliczenia zwi膮zane ze 艣rednim miesi臋cznym zapotrzebowaniem na surowce - Tabela 3. Dobierz, na podstawie oblicze艅 i danych technicznych wybranych spr臋偶arek i pomp, urz膮dzenia do dozowania surowc贸w - tlenku w臋gla(IV) i ciek艂ego amoniaku oraz zapotrzebowanie na opakowania miesi臋cznej partii mocznika granulowanego - Tabela 5. Sporz膮d藕 wykaz:
- operacji jednostkowych wytwarzania wodnego roztworu mocznika na podstawie schematu blokowego - Tabela 2,
- punkt贸w kontroli parametr贸w procesowych uwzgl臋dniaj膮cy miejsca pomiaru oraz warto艣ci tych parametr贸w Tabela 4,
- czynno艣ci jakie powinna wykona膰 osoba udzielaj膮ca pierwszej pomocy w przypadku kontaktu ciek艂ego amoniaku ze sk贸r膮 d艂oni poszkodowanej osoby - Tabela 6.
Opis procesu technologicznego produkcji mocznika granulowanego
Chemizm procesu
Substratami do syntezy mocznika (jednego z wolno dzia艂aj膮cych nawoz贸w o du偶ej zawarto艣ci azotu, stosowanego w rolnictwie) s膮 ciek艂y amoniak i tlenek w臋gla(IV). Reakcja przebiega w dw贸ch etapach, gdzie produktem po艣rednim jest karbaminian amonu (NH2COO-NH4+)
Reakcje te przebiegaj膮 r贸wnolegle i przeprowadza si臋 je w tym samym reaktorze, dlatego syntez臋 mocznika mo偶na przedstawi膰 r贸wnaniem sumarycznym:
Poniewa偶 reakcje (1) i (2) s膮 odwracalne, w strumieniu reagent贸w odprowadzanych z reaktora opr贸cz mocznika i wody znajduj膮 si臋 znaczne ilo艣ci karbaminianu amonu, amoniaku i tlenku w臋gla(IV). Z tego powodu w instalacjach produkcyjnych stosuje si臋 obiegi powrotne, do kt贸rych kieruje si臋 nieprzereagowane substraty.
Przemys艂owy proces syntezy mocznika prowadzi si臋 pod ci艣nieniem 20 MPa w temperaturze 180°C. W zbyt wysokiej temperaturze zmniejsza si臋 wydajno艣膰 procesu, gdy偶 wzrasta szybko艣膰 reakcji ubocznych powoduj膮cych powstawanie biuretu - produktu niepo偶膮danego, szkodliwego dla ro艣lin. Na wydajno艣膰 mocznika du偶y wp艂yw ma nadmiar NH3 w stosunku do CO2, dlatego do reakcji wprowadza si臋 trzykrotnie wi臋ksz膮 ilo艣膰 amoniaku, dzi臋ki temu uzyskuje si臋 wi臋kszy stopie艅 przemiany CO2 ni偶 w mieszaninie stechiometrycznej.
Przebieg procesu
Spr臋偶arka 10 t艂oczy 234 m3 tlenku w臋gla(IV) w ci膮gu godziny ze zbiornika 8b. Nast臋pnie po ogrzaniu w wymienniku ciep艂a wprowadzany jest do reaktora w temperaturze 40oC i pod ci艣nieniem 20 MPa. 艢wie偶y amoniak zmieszany z amoniakiem z recyrkulacji (zbiornik 8a) w ilo艣ci 36 m3 w ci膮gu godziny t艂oczy wysokoci艣nieniowa pompa 9a i po ogrzaniu w ten spos贸b przygotowany surowiec wprowadzany jest do reaktora, gdzie w temperaturze 180oC i pod ci艣nieniem 20 MPa nast臋puje synteza mocznika. Amoniak i tlenek w臋gla(IV) wydzielaj膮 si臋 ze stopu poreakcyjnego przez dwustopniow膮 desorpcj臋. Najpierw rozpr臋偶a si臋 stop do ci艣nienia 3,2 MPa, pod kt贸rym pracuje kolumna 2. Nast臋puje odp臋dzenie nadmiaru amoniaku i cz臋艣ciowy rozk艂ad karbaminianu. Wydzielenie podstawowej ilo艣ci nieprzereagowanego amoniaku pod takim, a wi臋c jeszcze nieobni偶onym ca艂kowicie ci艣nieniem pozwala skropli膰 amoniak wy艂膮cznie przez ozi臋bienie, tj. bez spr臋偶ania. Gaz z kolumny 2 przemywa si臋 w kolumnie absorpcyjnej 3a rozcie艅czonym wodnym roztworem soli amonowych. Kolumna ta pracuje w temperaturze 95oC i ci艣nieniem 1,7 MPa. Powstaj膮cy st臋偶ony roztw贸r soli amonowych pompuje si臋 do reaktora. Reszta amoniaku uchodz膮ca ze szczytu kolumny 3a zostaje skroplona przez och艂odzenie oraz poddana recyrkulacji poprzez zbiornik 8a. Stop z kolumny 2 rozpr臋偶a si臋 powt贸rnie w pracuj膮cej pod ci艣nieniem 1,7 MPa kolumnie 4. Nast臋puje dalsze wydzielenie gaz贸w; NH3 i CO2, kt贸re kieruje si臋 do absorbera 3b zraszanego roztworem wodnym zawieraj膮cym niewielk膮 ilo艣膰 soli amonowych. Otrzymany z tej kolumny roztw贸r o temperaturze 37oC i ci艣nieniu 0,2 MPa t艂oczy si臋 do kolumny 3a.
W oddzielaczu 5 stop z kolumny 4 przedmuchuje si臋 powietrzem w celu odp臋dzenia reszty NH3 i CO2. Odbierany z oddzielacza 80% roztw贸r mocznika poddaje si臋 odparowaniu i granulacji. Po艂ow臋 otrzymanej partii granulowanego mocznika pakuje si臋 do work贸w polietylenowych o pojemno艣ci 25 kg, a drug膮 po艂ow臋 do kontener贸w elastycznych typu big-bag o pojemno艣ci 500 kg. W trakcie procesu pakowania mog膮 wyst膮pi膰 uszkodzenia work贸w i pojemnik贸w, dlatego przy sk艂adaniu zam贸wienia nale偶y uwzgl臋dni膰 0,1% strat opakowa艅 podczas pakowania.
2 NH3 + CO2 ± NH2COO-NH4+ NH2COO-NH4+ ± CO(NH2)2 + H2O
(1) (2)
2 NH3 + CO2 ± CO(NH2)2 + H2O
(3)
\10 Schemat syntezy mocznika: 1 - reaktor, 2 i 4 - kolumny rozpr臋偶aj膮ce, 3 - absorbery, 5 -oddzielacz gazu, 6 - dmuchawa powietrzna, 7 - ch艂odnica ociekowa, 8 - zbiorniki, 9 - pompy wysokiego ci艣nienia, 10 - spr臋偶arka C02. ----Zawracanie CQ2 i NH3 w roztworze soli amonowych
Wykaz danych technologicznych niezb臋dnych do wykonania oblicze艅 dotycz膮cych miesi臋cznego zapotrzebowania na surowce dla procesu otrzymywania mocznika oraz ilo艣ci opakowa艅 mocznika
granulowanego
- planowana produkcja mocznika granulowanego: 600 000 ton/rok,
- wydajno艣膰 otrzymywanego mocznika: 98%
- surowiec: ciek艂y amoniak o stopniu przereagowania: 0,97,
- 3-krotny nadmiar amoniaku,
- surowiec: tlenek w臋gla(IV) gazowy o stopniu przereagowania: 0,95,
- straty opakowa艅 w trakcie pakowania: 0,1%.
Mh = 1 g/mol, Mn = 14 g/mol, Mc = 12 g/mol, Mo = 16 g/mol.
3
m=[t], V=[m3], ilo艣膰 opakowa艅 w sztukach.
W obliczeniach zastosuj dla gaz贸w warunki normalne,
przyjmij obj臋to艣膰 jednego mola gazu 22,4 dm3 Wyniki oblicze艅 podaj z dok艂adno艣ci膮 do liczb ca艂kowitych.
........
........

POBIERZ ARKUSZ PRAKTYCZNY


Arkusz jest przeznaczony dla zawod贸w:



INNE ARKUSZE Z KWALIFIKACJI AU56