KWALIFIKACJA CHM2 - PAŹDZIERNIK 2013

PYTANIE NR 24.
Rysunek ilustruje schemat technologiczny otrzymywania mocznika. Element oznaczony cyfrą 1 służy do
Ilustracja przedstawia schemat technologiczny procesu otrzymywania mocznika, co jest związane z kwalifikacją zawodową
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Element "1" w schemacie wytwarzania mocznika odpowiada za sprężanie CO2, czyli zmniejszanie jego objętości i podniesienie ciśnienia do poziomu wymaganego w dalszych etapach procesu.
Osuszanie, absorpcja w wodzie i ogrzewanie parą to inne operacje jednostkowe i dotyczą innych typów aparatów.

Pełne wyjaśnienie:

W instalacjach otrzymywania mocznika CO2 musi zostać doprowadzony do odpowiedniego ciśnienia roboczego, aby mógł uczestniczyć w etapie syntezy. Funkcję tę realizuje sprężarka (kompresor) – urządzenie, które zwiększa ciśnienie gazu, co w praktyce wiąże się ze zmniejszaniem jego objętości (sprężaniem). Dlatego odpowiedź "zmniejszania objętości (sprężania) CO2." jest właściwa.

Pozostałe odpowiedzi opisują inne operacje i inne aparaty:

  • "wstępnego osuszania CO2." – osuszanie wykonuje się w osuszaczach/adsorberach lub układach kondycjonowania gazu. Jest to proces usuwania wilgoci, a nie podnoszenia ciśnienia. Sam fakt, że CO2 bywa przygotowywany przed syntezą, nie oznacza, że element "1" musi być osuszaczem.
  • "absorpcji CO2 w wodzie." – absorpcja to pochłanianie gazu przez ciecz w absorberze (kolumnie). W schematach technologicznych takie aparaty mają charakterystyczną postać kolumnową i realizują rozdział/oczyszczanie, a nie sprężanie gazu do zasilania reaktora.
  • "ogrzewania CO2 za pomocą pary wodnej." – ogrzewanie parą dotyczy wymienników ciepła (podgrzewaczy), których zadaniem jest zmiana temperatury medium. Wymiennik nie zastępuje sprężarki: może przygotować temperaturę, ale nie wytwarza wymaganego wzrostu ciśnienia.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w odpowiedziach pojawiają się różne operacje jednostkowe (sprężanie, osuszanie, absorpcja, ogrzewanie), najpierw nazwij typ aparatu, a dopiero potem dopasuj do niego funkcję. Sprężarka zawsze będzie kojarzona z podniesieniem ciśnienia gazu, natomiast absorber z kontaktem gaz–ciecz, a wymiennik ciepła z bilansem cieplnym.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):

Sprężanie CO2 to operacja podniesienia ciśnienia gazu (zwykle kosztem pracy mechanicznej), co skutkuje zmniejszeniem jego objętości i często wzrostem temperatury.

W procesie mocznika robi się to, aby CO2 mógł zostać podany do dalszych etapów syntezy w wymaganych warunkach.

Sprężarka jest zwykle oznaczana symbolem aparatu do sprężania gazów (często z wirnikiem/strzałką) i opisem strumienia gazowego na wlocie i wylocie.

Kluczowe jest to, że jej rola dotyczy ciśnienia, a nie rozdziału składników czy ogrzewania.

Bo dalsze etapy procesu wymagają odpowiedniego ciśnienia roboczego, aby zapewnić właściwe warunki prowadzenia syntezy i transportu medium w instalacji.

Bez sprężania spada napęd przepływu i trudniej utrzymać parametry procesu w węzłach technologicznych.

Sprężanie zmienia głównie ciśnienie (i pośrednio objętość/temperaturę) gazu, a osuszanie usuwa z niego wodę (parę wodną).

To inne cele i inne aparaty: sprężarki vs osuszacze/adsorbery. Mylenie tych pojęć to częsty błąd na egzaminie.

Absorpcja CO2 w wodzie polega na pochłanianiu gazu przez ciecz w kolumnie absorberowej (kontakt gaz–ciecz).

Stosuje się ją do oczyszczania lub wychwytu CO2, ale nie zastępuje sprężania – absorber nie podnosi ciśnienia gazu do zasilania węzła syntezy.

Ogrzewanie parą realizuje się w wymiennikach ciepła, gdy trzeba skorygować temperaturę strumienia (np. przed dalszą obróbką lub reakcją).

To operacja cieplna, nie mechaniczna. Wymiennik nie pełni funkcji sprężarki, nawet jeśli na schemacie znajduje się blisko węzła z CO2.

Najczęściej kontroluje się: ciśnienie na tłoczeniu, temperaturę gazu, wydajność/przepływ, drgania, stan łożysk oraz układ smarowania i chłodzenia.

W praktyce ważne jest też szybkie wykrycie spadku sprężu, bo wpływa to na stabilność całej instalacji.

Bo wielu uczniów kojarzy CO2 z procesami pochłaniania/oczyszczania, które są częste w chemii przemysłowej.

To przykład mylenia operacji jednostkowych: obecność CO2 w pytaniu nie oznacza automatycznie, że chodzi o absorber – trzeba powiązać element z jego funkcją w układzie.

Najczęstsze pomyłki to: ignorowanie symbolu aparatu i wybór "na skojarzenie", mylenie urządzeń o podobnym położeniu na schemacie oraz nieuwzględnianie, że różne aparaty realizują różne cele (ciśnienie, temperatura, skład).

Pomaga nawyk: najpierw nazwać aparat, potem funkcję.

Ćwicz rozpoznawanie podstawowych aparatów (sprężarka, pompa, kolumna, wymiennik) na PFD/P&ID oraz ucz się przypisywać im typowe funkcje.

Warto też robić krótkie powtórki z operacji jednostkowych: sprężanie, wymiana ciepła, absorpcja, suszenie – czym się różnią i po czym je poznać.

info

Około 42% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Źródła:

  • Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, artykuł "Urea", sekcja dotycząca procesu wytwarzania i przygotowania CO2 (kompresja surowców), Wiley-VCH (wydanie encyklopedyczne).
  • Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, hasło "Urea", część dotycząca technologii procesu i aparatury (m.in. sprężanie CO2), Wiley (wydanie encyklopedyczne).
  • Perry's Chemical Engineers' Handbook, rozdziały dotyczące sprężarek gazów i operacji jednostkowych (kompresja vs absorpcja vs wymiana ciepła), McGraw-Hill (wydanie podręcznikowe).

Materiały:

  • Podręczniki z technologii chemicznej nieorganicznej (dział: mocznik)
  • Materiały dydaktyczne z oznaczeń i symboli PFD/P&ID dla aparatury procesowej
  • Instrukcje stanowiskowe/DTR sprężarek gazów stosowanych w przemyśle chemicznym

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego