ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJ CEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE STYCZEŃ 2014

Transkrypt

1 Zawód: technik technologii chemicznej Symbol cyfrowy zawodu: 311[31] Numer zadania: 1 Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczcia egzaminu 311[31] Czas trwania egzaminu: 180 minut ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE STYCZEŃ 2014 Informacje dla zdajcego: 1. Materiay egzaminacyjne obejmuj: ARKUSZ EGZAMINACYJNY z treci zadania i dokumentacj, zeszyt ze stron tytuow KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ oraz KART OCENY. 2. Sprawd, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 9 stron. Sprawd, czy materiay egzaminacyjne s czytelne i nie zawieraj bdnie wydrukowanych stron. Ewentualny brak stron lub inne usterki w materiaach egzaminacyjnych zgo przewodniczcemu zespou nadzorujcego etap praktyczny. 3. Na KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ: wpisz swoj dat urodzenia, wpisz swój numer PESEL*. 4. Na KARCIE OCENY: wpisz swoj dat urodzenia, wpisz swój numer PESEL*, wpisz symbol cyfrowy zawodu, zamaluj kratk z numerem odpowiadajcym numerowi zadania, przyklej naklejk ze swoim numerem PESEL w oznaczonym miejscu na karcie. 5. Zapoznaj si z treci zadania egzaminacyjnego, dokumentacj zaczon do zadania, a nastpnie przystp do rozwizania zadania. Rozwizanie obejmuje opracowanie projektu realizacji prac okrelonych w treci zadania. 6. Zadanie rozwizuj tylko w zeszycie KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ od razu na czysto, nie otrzymasz dodatkowych kartek. Notatki, pomocnicze obliczenia itp., jeeli nie nale do pracy, obwied lini i oznacz sowem BRUDNOPIS. Zapisy oznaczone BRUDNOPIS nie bd oceniane. 7. Po rozwizaniu zadania ponumeruj strony pracy egzaminacyjnej. Numerowanie rozpocznij od strony, na której jest miejsce do zapisania tytuu pracy. Wszystkie materiay, które zaczasz do pracy, opisz swoim numerem PESEL* w prawym górnym rogu. 8. Na stronie tytuowej zeszytu KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ, wpisz liczb stron swojej pracy i liczb sztuk zaczonych materiaów. 9. Zeszyt KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ i KART OCENY przeka zespoowi nadzorujcemu etap praktyczny. Powodzenia! * w przypadku braku numeru PESEL - seria i numer paszportu lub innego dokumentu potwierdzajcego tosamo.

2 Zadanie egzaminacyjne W zakładzie chemicznym Eter LO planowana jest produkcja eteru metylowo-tert-butylowego (MTBE) w ilości t/rok, zgodnie z warunkami określonymi w opisie procesu technologicznego Załącznik 1. Surowcem do produkcji ma być metanol o gęstości 791 kg/m 3 i czystości 98,5% oraz frakcja butylenowa zawierająca 50% izobutylenu. Założono, że wydajność procesu wynosić będzie 95%. Opracuj projekt realizacji prac związanych z produkcją eteru metylowo-tert-butylowego w zakładzie chemicznym Eter LO. Projekt realizacji prac powinien zawierać: Tytuł pracy Założenia, czyli dane niezbędne do opracowania projektu, wynikające z treści zadania oraz załącznika Schemat instalacji do produkcji MTBE Średnie miesięczne zapotrzebowanie na surowce, ustalone na podstawie obliczeń: masy metanolu, objętości metanolu, masy frakcji butylenowej, ilości potrzebnej energii elektrycznej i masy pary wodnej. 5. Obliczenia związane z ustaleniem średniej miesięcznej ilości wydzielonego ciepła podczas procesu. 6. Wykaz punktów kontroli parametrów procesowych uwzględniający miejsca pomiaru oraz wartości tych parametrów. 7. Dobór manometru do pomiaru ciśnienia w reaktorze. 8. Rodzaj i ilość zbiorników magazynowych niezbędnych do zmagazynowania produktu. 9. Wykaz warunków, jakie powinna spełniać hala magazynowa ze względu na przepisy bhp i ppoż. Uwaga! Wyniki obliczeń podaj z dokładnością do liczb całkowitych ( masa w t lub kg, objętość w m 3 ). Do wykonania zadania wykorzystaj: Opis procesu technologicznego produkcji MTBE... Załącznik 1. Wybrane symbole graficzne aparatów, maszyn i urządzeń przemysłu chemicznego według Normy Branżowej BN 72/ Załącznik 2. Symbole, opis i zastosowanie wybranych reaktorów... Załącznik 3. Typ, model i zakres pomiarowy wybranych manometrów... Załącznik 4. Charakterystykę zbiorników magazynowych... Załącznik 5. Wyciąg z Karty charakterystyki substancji niebezpiecznej MTBE... Załącznik 6. Układ okresowy pierwiastków... Załącznik 7. Czas przeznaczony na wykonanie zadania wynosi 180 minut. Strona 2 z 9

3 Załącznik 1. Opis procesu technologicznego produkcji MTBE Eter metylowo-tert-butylowy (MTBE) stosowany jest jako komponent benzyn wysokooktanowych. Otrzymuje się go w wyniku egzotermicznej reakcji alkilowania izobutylenu metanolem: CH 3 OH + CH 2 =C(CH 3 ) 2 CH 3 O C(CH 3 ) 3 H = 37 kj/mol Najbardziej efektywnymi katalizatorami tej reakcji są żywice jonowymienne (kationity) z grupami SO 3 H. Tego typu katalizatory stosuje się w procesach prowadzonych w temperaturze niższej niż C, gdyż w temperaturze wyższej następuje utrata ich kwasowości. Syntezę MTBE prowadzi się w fazie ciekłej, pod ciśnieniem 1,2 MPa i w temperaturze C, w której selektywnie reaguje z metanolem tylko izobutylen. Na jedną tonę wytworzonego eteru zużywa się 10 kwh energii elektrycznej i 0,5 t pary wodnej. Mieszaninę frakcji butylenowej (izobutylen + n-buteny) z 5% nadmiarem oraz świeży i recyrkulowany metanol podgrzewa się w podgrzewaczu parowym do 80 C i wprowadza pod ciśnieniem 1,2 MPa do reaktora rurkowego, którego rurki wypełnione są katalizatorem w postaci żywicy jonowymiennej. Ciepło reakcji z reaktora odbiera się dzięki chłodzeniu wodą przepływającą w przestrzeni międzyrurowej. Mieszanina poreakcyjna odbierana jest z dolnej części reaktora, a następnie wprowadzana jest na środkową część pierwszej kolumny rektyfikacyjnej. Z górnej części tej kolumny odbierane są n buteny, które po ochłodzeniu do temperatury 25 C w chłodnicy wodnej, trafiają do produkcji innych związków organicznych. Pozostała mieszanina, odebrana z dołu pierwszej kolumny rektyfikacyjnej, kierowana jest do drugiej kolumny rektyfikacyjnej. Z dołu drugiej kolumny odbierany jest gotowy produkt o temperaturze 20 C, natomiast z górnej odbierany jest nieprzereagowany metanol, który po ochłodzeniu do temperatury 50 C w chłodnicy wodnej, kierowany jest do węzła świeżego metanolu. Gotowy produkt kierowany jest do zbiorników znajdujących się w hali magazynowej. Zbiorniki opróżniane są raz na trzy dni. Produkt jest przewożony do zakładów petrochemicznych cysternami (transport samochodowy). Strona 3 z 9

4 Załącznik 2. Wybrane symbole graficzne aparatów, maszyn i urządzeń przemysłu chemicznego według Normy Branżowej BN 72/ Nazwa Symbol graficzny Kolumna bez wypełnienia Kolumna z wypełniaczem Kolumna półkowa Wymiennik ciepła Strona 4 z 9

5 Załącznik 3. Symbole, opis i zastosowanie wybranych reaktorów Symbol Reaktor okresowy Opis Wykonany jest w postaci zbiornika o współmiernych wymiarach geometrycznych. Kształt zbiornikowy sprzyja dobremu mieszaniu reagentów, co prowadzi do szybkiego wyrównania parametrów procesu w całej objętości reaktora ułatwia to kontrolę przebiegu reakcji. Zastosowanie Reaktory tego typu stosowane są do prowadzenia procesów chemicznych, gdy czas reakcji jest długi (produkcja w małej skali) przy dużej różnorodności produktów wytwarzanych w tej samej aparaturze. Symbol Reaktor ciągły przepływowy Opis Reaktor stanowić mogą przewody rurowe o średnicy od cm do kilku metrów, w różnych konfiguracjach i długościach. Reaktor pracuje w warunkach ustalonych stacjonarnych, w których warunki procesu nie ulegają zmianie w czasie. Zastosowanie Reaktory tego typu stosowane są do prowadzenia reakcji w fazie gazowej, niektórych procesów w fazie ciekłej lub w układzie gaz-ciecz przy produkcji masowej w dużej skali. Symbol Reaktor z wypełnieniem (kontaktowy) Opis Wypełnienie (katalizator ciało stałe) umieszczone jest na półkach w postaci pojedynczej lub wielu warstw. Wymiary warstw katalizatora tj. średnica i wysokość wynoszą od kilku centymetrów do kilku metrów. Chłodzenie reagentów odbywa się w przestrzeni międzyrurowej, między stopniami wewnątrz lub na zewnątrz reaktora. Zastosowanie Reaktory tego typu stosowane są do pirolizy węglowodorów ciekłych i krakingu katalitycznego węglowodorów. Reaktory z wypełnieniem są stosowane również do prowadzenia reakcji chemicznych w układzie gaz-ciecz. Strona 5 z 9

6 Załącznik 4 Typ, model i zakres pomiarowy wybranych manometrów Typ manometru Model Zakres pomiarowy M 40R M 50T M 40T W 100R/G bar = 0,1 MPa Strona 6 z 9

7 Załącznik 5. Charakterystyka zbiorników magazynowych Rodzaj zbiornika Pojemność Zakres temperatury magazynowania Zbiornik dwupłaszczowy podziemny 100 m 3-20/+50 C Zbiornik dwupłaszczowy naziemny 100 m 3 +5/+40 C Zbiornik ciśnieniowy 6000 l -20/+50 C Zbiornik jednopłaszczowy naziemny 50 m 3 +5/+40 C Załącznik 6. Wyciąg z Karty charakterystyki substancji niebezpiecznej MTBE KARTA CHARAKTERYSTYKI NIEBEZPIECZNEJ SUBSTANCJI Nazwa: MTBE eter metylowo-tert-butylowy Data sporządzenia karty IDENTYFIKACJA SUBSTANCJI CHEMICZNEJ Nazwa produktu : MTBE eter metylowo-tert-butylowy Wzór chemiczny: C 5 H 12 O 2. IDENTYFIKACJA ZAGROŻEŃ Produkt wysoce łatwopalny, działa drażniąco na skórę. 3. POSTĘPOWANIE W PRZYPADU POŻARU Odpowiednie środki gaśnicze: proszki gaśnicze, dwutlenek węgla, piana. Szczególne zagrożenia: substancja palna. Pary cięższe od powietrza, mogą zalegać przy powierzchni gruntu. W wyższych stężeniach pary mogą działać narkotycznie. Możliwe tworzenie z powietrzem mieszanin wybuchowych. Nie przechowywać w pobliżu źródeł ognia. Chronić przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Środki ochrony indywidualnej dla strażaków: stosować gazoszczelną odzież ochronną i indywidualny aparat do oddychania. Inne: w strefie zagrożenia stosować indywidualny aparat do oddychania. Nie dopuścić do dostania się do wód powierzchniowych lub gruntowych wody po gaszeniu. Rozlewy przysypać niepalnym materiałem chłonnym (np. absorbent uniwersalny, piasek, żel krzemionkowy), zebrać do zamykanego pojemnika i przekazać do zniszczenia. 4. POSTĘPOWANIE W PRZYPADKU NIEZAMIERZONEGO UWOLNIENIA DO ŚRODOWISKA Nie wdychać par/aerozoli. Unikać zanieczyszczenia substancją. Nie dopuszczać do dostania się do kanalizacji. Zebrać przy pomocy substancji absorbującej ciecze. Przekazać do likwidacji. Oczyścić skażony teren. Nie dopuścić do dostania się do wód, ścieków i gleby. Strona 7 z 9

8 POSTĘPOWANIE Z SUBSTANCJĄ I JEJ MAGAZYNOWANIE Obchodzenie się z substancją: Zapewnić skuteczną wymianę powietrza (wentylacja). Postępować zgodnie z zasadami dobrej praktyki przemysłowej oraz ogólnymi zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy z substancjami chemicznymi. Stosować środki ochrony osobistej zgodnie z pkt.6. nie opróżniać do kanalizacji. Zapobiegać wyładowaniom elektrostatycznym. Zakaz palenia oraz manipulowania otwartym ogniem. Przestrzegać ogólnych przepisów przeciwpożarowych. Magazynowanie: Przechowywać we właściwie oznakowanych, szczelnie zamkniętych opakowaniach, zbiornikach, z dala od źródeł ciepła i zapłonu, urządzeń iskrzących, w miejscach z podłogą odporną na rozpuszczalniki. W chłodnych pomieszczeniach o dobrej wentylacji. Temperatura pokojowa (zalecane od +15 do +25 C), odpowiednie materiały: stal zwykła. 5. KONTROLA NARAŻENIA I ŚRODKI OCHRONY INDYWIDUALNEJ Stosować odpowiednią wentylację wywiewną, miejscową i ogólną zapewniającą utrzymanie stężenia produktu w powietrzu poniżej określonych limitów. Zaleca się wyposażenie miejsca pracy w wodny natrysk do płukania oczu oraz prysznic. Środki ochrony indywidualnej powinny być tak zaprojektowane i wykonane, aby wykluczały zagrożenie i inne niedogodności w przewidywanych warunkach użytkowania, chroniące przed chemikaliami. Środki ochrony indywidualnej: ochrona dróg oddechowych: konieczna gdy tworzą się pary/aerozole maska przeciwgazowa (pochłaniacz na pary organiczne) ochrona oczu: konieczna okulary ochronne typu gogle ochrona rąk: konieczna rękawice ochronne odporne na działanie chemikaliów wykonane z gumy nitrylowej ochrona ciała: konieczna ubranie ochronne środki ochronne i higieny: zmienić zanieczyszczone ubranie i wyrzucić; wymyć ręce i twarz po pracy z tą substancją. 6. Właściwości fizyczne i chemiczne Wygląd: bezbarwna ciecz Temperatura wrzenia: 55,3 C (1013 hpa) Temperatura zapłonu: 28 C Gęstość w 20 C: 740 kg/m 3 Stan skupienia w 20 C: ciecz. Strona 8 z 9

9 Załącznik 7. Układ okresowy pierwiastków Strona 9 z 9