KWALIFIKACJA CHM6 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 4.
Ilustracja przedstawia schemat technologiczny instalacji przemysłowej, składający się z połączonych ze sobą aparatów, pomp,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Poprawna jest odpowiedź "mocznika."
Schemat pokazuje instalację z doprowadzeniem NH3 i CO2 oraz układami absorpcji, rozprężania i recyrkulacji, a na wyjściu strumień roztworu produktu kierowanego do krystalizacji, suszenia i granulacji. Taki zestaw surowców i operacji jest charakterystyczny dla przemysłowej produkcji mocznika, a nie dla nitrobenzenu, saletry amonowej ani kwasu azotowego(V).

Pełne wyjaśnienie:

Odpowiedź "mocznika." jest właściwa, ponieważ w schemacie występują jednocześnie surowce NH3 i CO2, a także typowe węzły aparaturowe dla instalacji karbamidowej: reaktor, kolumny rozprężające, absorbery, sprężarka CO2, pompy wysokiego ciśnienia oraz obieg recyrkulacji związków amonowych (zawracanie CO2 i NH3 w roztworze soli amonowych). Dodatkową wskazówką jest informacja o strumieniu "roztwór produktu do krystalizacji, suszenia i granulacji", co odpowiada praktyce wytwarzania mocznika w postaci stałej (prill/granulat) z roztworu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "nitrobenzenu." – nitrobenzen otrzymuje się przez nitrowanie benzenu mieszaniną nitrującą; w typowym układzie kluczowe są strumienie benzenu i czynników nitrujących oraz aparatura do separacji/neutralizacji, a nie doprowadzenie CO2 i obieg wysokociśnieniowy NH3–CO2.
  • "saletry amonowej." – saletra amonowa powstaje z reakcji amoniaku z kwasem azotowym; w takim schemacie spodziewano by się strumieni HNO3 i NH3 oraz etapów odparowania/krystalizacji, ale obecność CO2 jako głównego surowca i sprężarki CO2 nie jest charakterystyczna.
  • "kwasu azotowego(V)." – produkcja HNO3 wymaga utleniania NH3 powietrzem na katalizatorze, a kluczowe są gazy NOx, absorpcja tlenków azotu i układ wież absorpcyjnych; CO2 nie jest typowym surowcem procesu, a opis produktu jako roztworu do krystalizacji/suszenia/granulacji nie pasuje do kwasu azotowego.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy na schemacie widzisz parę surowców NH3 + CO2 oraz informację o granulacji produktu, najczęściej chodzi o mocznik. Dla pewności sprawdź, czy w legendzie/obiegach pojawiają się elementy recyrkulacji i aparatura wysokociśnieniowa typowa dla syntezy karbamidu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najmocniejsze przesłanki to jednoczesne zasilanie NH3 i CO2, obecność elementów wysokociśnieniowych (pompy, sprężarka CO2) oraz obiegów zawracania składników. Informacja o roztworze produktu kierowanym do krystalizacji/suszenia/granulacji pasuje do wytwarzania mocznika w postaci stałej.
W ujęciu procesowym kluczowe są amoniak (NH3) i dwutlenek węgla (CO2). Dodatkowo w instalacji mogą występować strumienie wody i pary do regulacji bilansu cieplnego oraz powietrze pomocnicze, ale to para surowców NH3–CO2 jest najbardziej charakterystyczna.
Produkcja kwasu azotowego(V) opiera się na utlenianiu amoniaku powietrzem i absorpcji tlenków azotu w wodzie. W takim procesie głównymi "znacznikami" są NO/NO2/NOx i wieże absorpcyjne, a CO2 nie jest typowym surowcem. Dlatego doprowadzenie CO2 sugeruje inny proces, np. mocznik.
Nie wprost. Saletra amonowa powstaje zasadniczo z reakcji NH3 z HNO3, a następnie przez zagęszczanie i krystalizację/granulację. CO2 nie jest standardowym surowcem do jej syntezy. Jeśli w zadaniu kluczowymi strumieniami są NH3 i CO2, bardziej prawdopodobny jest mocznik.
Absorpcję rozpoznasz po aparatach opisanych jako absorbery lub kolumny, do których doprowadza się gaz i ciecz, a na wyjściu otrzymuje się ciecz wzbogaconą w składnik gazowy. Często występują też strumienie recyrkulacji (zawracanie) i elementy pomocnicze jak chłodnice i pompy obiegowe.
Najczęstsze pomyłki to: skupienie się na jednym surowcu (np. NH3) i automatyczne wybieranie "azotanów", ignorowanie drugiego kluczowego strumienia (CO2), oraz traktowanie operacji granulacji jako dowodu na konkretny nawóz. Warto analizować komplet: surowce, aparatura, recyrkulacje i opis strumienia produktu.
To informacja, że część niezreagowanych składników lub produktów pośrednich jest zawracana do wcześniejszego etapu procesu, aby zwiększyć wydajność i ograniczyć straty surowców. W praktyce wymaga to węzłów separacji/absorpcji oraz odpowiedniego bilansu ciecz–gaz, co często występuje w instalacjach mocznika.
Kolumny rozprężające stosuje się wtedy, gdy trzeba obniżyć ciśnienie mieszaniny i jednocześnie rozdzielić fazy lub odgazować ciecz. Rozprężanie ułatwia odzysk gazów do recyrkulacji i może przygotować strumień do dalszej absorpcji lub oczyszczania. Takie węzły często pojawiają się w układach wysokociśnieniowych.
W zadaniach egzaminacyjnych para surowców NH3 i CO2 jest bardzo charakterystyczna dla syntezy mocznika, zwłaszcza gdy dodatkowo pojawia się informacja o roztworze produktu i etapach krystalizacji/suszenia/granulacji. Inne popularne procesy azotowe zwykle wymagają HNO3 lub NOx, a nie CO2 jako surowca.
Ćwicz rozpoznawanie procesów po "sygnaturach": typowych surowcach, produktach i węzłach aparaturowych. Rób własne mapy skojarzeń (np. NH3+CO2 → mocznik; NH3+HNO3 → saletra). Na egzaminie najpierw zidentyfikuj strumienie wejściowe, potem sprawdź operacje jednostkowe i opis produktu.
info

Około 42% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Taki zestaw surowców i operacji jest charakterystyczny dla przemysłowej produkcji mocznika, a nie dla nitrobenzenu, saletry amonowej ani kwasu azotowego(V)."

Źródła:

  • Wikipedia: "Urea" (sekcja "Industrial production") https://en.wikipedia.org/wiki/Urea (dostęp: 31.03.2026)
  • PubChem: "Urea" (CID 1176) https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Urea (dostęp: 31.03.2026)
  • Wikipedia: "Ammonium nitrate" (sekcje dot. produkcji i surowców) https://en.wikipedia.org/wiki/Ammonium_nitrate (dostęp: 31.03.2026)

Materiały:

  • Podręczniki technologii chemicznej (działy: surowce azotowe, technologie nawozów, mocznik)
  • Materiały dydaktyczne o schematach technologicznych PFD/P&ID i symbolice aparatury
  • Notatki z reakcji: amoniak + CO2 → mocznik (z omówieniem obiegów recyrkulacji)

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego