KWALIFIKACJA CHM2 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 37.
Na rysunku przedstawiono schemat jednego z węzłów instalacji do produkcji kwasu siarkowego(VI) i oleum. Wskaż główne procesy zachodzące na tym etapie produkcji.
Ilustracja przedstawia schemat jednego z węzłów instalacji chemicznej do produkcji kwasu siarkowego(VI) i oleum.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W węźle absorpcji składnik gazowy (np. SO3) jest pochłaniany przez ciecz (stężony H2SO4), co prowadzi do tworzenia kwasu/oleum. Proces jest egzotermiczny, dlatego typowym elementem tego etapu jest również chłodzenie obiegu w celu utrzymania wymaganej temperatury i skuteczności pochłaniania.

Pełne wyjaśnienie:

W instalacji do produkcji kwasu siarkowego(VI) i oleum kluczowym etapem po wytworzeniu SO3 jest jego pochłonięcie w cieczy. Tę operację jednostkową nazywa się absorpcją (przenoszenie składnika z fazy gazowej do ciekłej). W praktyce technologicznej SO3 nie "skrapla się" jak w destylacji, tylko jest wiązane przez stężony kwas siarkowy, a w przypadku wytwarzania oleum – prowadzi do powstania roztworu SO3 w H2SO4.

Jednocześnie absorpcja SO3 i reakcje towarzyszące są silnie egzotermiczne. Oznacza to, że podczas prawidłowej pracy węzła rośnie temperatura cieczy w obiegu oraz gazu/medium w aparacie. Z punktu widzenia eksploatacji aparatury (rola operatora) konieczne jest więc chłodzenie – zwykle przez wymienniki ciepła w obiegu kwasu lub inne elementy odprowadzania energii. Chłodzenie stabilizuje temperaturę, poprawia efektywność pochłaniania i ogranicza niekorzystne zjawiska eksploatacyjne.

  • Odpowiedź "Absorpcja i chłodzenie" pasuje do typowej funkcji węzła absorpcyjnego: przeniesienie składnika do cieczy oraz kontrola bilansu cieplnego.
  • "Odpylanie i chłodzenie" jest mylące, bo odpylanie dotyczy usuwania cząstek stałych z gazu (filtracja/elektrofiltr/cyklony) i jest inną operacją jednostkową niż pochłanianie SO3 w kwasie.
  • "Desorpcja i ogrzewanie" odwraca sens procesu: desorpcja oznacza usuwanie składnika z cieczy do gazu, a węzeł absorpcji działa w kierunku przeciwnym. Ogrzewanie dodatkowo mogłoby pogarszać zdolność pochłaniania i zwiększać ryzyko odchyleń.
  • "Destylacja i ogrzewanie" odnosi się do rozdziału mieszanin na podstawie różnic lotności. W typowym węźle związanym z absorpcją SO3 nie jest to proces wiodący; kluczowe jest pochłanianie w cieczy i odprowadzanie ciepła.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy na schemacie rozpoznajesz układ przypominający wieżę z obiegiem cieczy oraz elementami wymiany ciepła, rozważ najpierw operacje absorpcji i chłodzenia, zanim wybierzesz procesy "oczyszczania" (odpylanie) lub "rozdziału" (destylacja).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Absorpcja to przenoszenie składnika z fazy gazowej do ciekłej. W technologii kontaktowej dotyczy pochłaniania SO3 przez stężony H2SO4, co prowadzi do uzyskania kwasu lub oleum. To etap "złapania" SO3 z gazów procesowych.
Pochłanianie SO3 w kwasie jest procesem egzotermicznym, więc temperatura obiegu rośnie. Chłodzenie stabilizuje pracę instalacji, pomaga utrzymać skuteczność pochłaniania i ogranicza problemy eksploatacyjne (np. zbyt wysoką temperaturę medium i aparatury).
Oleum to roztwór trójtlenku siarki w stężonym kwasie siarkowym (często opisywany jako "kwas dymiący"). Powstaje w węźle, w którym SO3 jest pochłaniane przez H2SO4, czyli w części absorpcyjnej instalacji, a nie w piecu czy konwerterze.
Kluczowy jest kierunek przejścia składnika: absorpcja oznacza przejście z gazu do cieczy, a desorpcja (stripowanie) – odwrotnie, z cieczy do gazu. Jeśli układ ma pochłaniać składnik z gazu w cieczy (np. w wieży z obiegiem kwasu), to jest to absorpcja.
Odpylanie to usuwanie cząstek stałych z gazu (pyłu), np. w cyklonach, filtrach lub elektrofiltrach. Węzeł absorpcji dotyczy głównie pochłaniania składnika gazowego w cieczy. Uczeń może automatycznie kojarzyć "gaz" z "oczyszczaniem", ale to inna operacja jednostkowa.
Wieżę absorpcyjną stosuje się wtedy, gdy trzeba wychwycić SO3 z mieszaniny gazów procesowych i przenieść go do fazy ciekłej (stężonego H2SO4). W praktyce to jeden z końcowych etapów ciągu technologicznego, po utlenieniu SO2 do SO3.
W praktyce eksploatacyjnej niepokojące są m.in. wzrost temperatury obiegu ponad wartości robocze, spadek skuteczności pochłaniania (pogorszenie parametrów produktu lub emisji), niestabilny przepływ cieczy w obiegu oraz zmiany wskazań na chłodnicy/wymienniku.
Najczęściej myli się operacje jednostkowe: uczniowie wybierają destylację lub desorpcję, bo znają te nazwy z innych działów. W procesie kontaktowym trzeba pilnować logiki: najpierw powstaje SO3, a potem musi zostać pochłonięte w cieczy, a ciepło procesu trzeba odebrać.
Nie, destylacja służy głównie do rozdziału mieszanin cieczy na frakcje o różnej lotności. W węźle absorpcji celem jest przeniesienie składnika z gazu do cieczy i stabilizacja temperatury. Dlatego destylacja nie pasuje jako "główny proces" tego etapu.
Warto ćwiczyć skojarzenie: aparat + funkcja. Wieża z obiegiem cieczy i zraszaniem kojarzy się z absorpcją, a obecność wymiennika lub chłodnicy – z odprowadzaniem ciepła. Dobrą metodą jest robienie własnych fiszek: "nazwa węzła → cel → typowe procesy".
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 40% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "W węźle absorpcji składnik gazowy (np. SO3) jest pochłaniany przez ciecz (stężony H2SO4), co prowadzi do tworzenia kwasu/oleum."

Źródła:

  • Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry: artykuł tematyczny o kwasie siarkowym i trójtlenku siarki (Sulfuric Acid / Sulfur Trioxide), hasła dot. procesu kontaktowego i absorpcji, wyd. Wiley-VCH (źródło referencyjne)
  • Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology: hasło dotyczące sulfuric acid manufacture (proces kontaktowy, absorpcja SO3, wytwarzanie oleum), Wiley (źródło referencyjne)
  • Wikipedia (EN): "Contact process" – opis etapów, w tym absorpcji SO3 w H2SO4, https://en.wikipedia.org/wiki/Contact_process - accessed 2026-03-02

Materiały:

  • Podręczniki/kompendia technologii nieorganicznej dotyczące produkcji kwasu siarkowego metodą kontaktową
  • Materiały producentów aparatury: opisy wież absorpcyjnych i układów chłodzenia obiegów kwasowych
  • Schematy blokowe instalacji H2SO4/oleum wykorzystywane w kształceniu zawodowym (moduły: procesy i aparatura)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego