„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Urszula Wulkiewicz

Wytwarzanie olefin i węglowodorów aromatycznych
311[31].Z4.02

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom

2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
dr Maciej Mikina
mgr inż. Roman Poturalski

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Małgorzata Urbanowicz


Konsultacja:
dr inż. Bożena Zając


Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[31].Z4.02
„Wytwarzanie olefin i węglowodorów aromatycznych” zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu technik technologii chemicznej 311[31].

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie
2. Wymagania wstępne
3. Cele kształcenia
4. Przykładowe scenariusze zajęć
5. Ćwiczenia

5.1. Istota pirolizy olefinowej. Różnice pomiędzy pirolizą olefinową

i acetylenową. Powiązania technologiczne wytwórni olefin z instalacjami
Drw, FKK, hydrokrakingu i syntez petrochemicznych

3
5
6
7

12

12

5.1.1. Ćwiczenia

5.2. Reakcje termicznego rozkładu alkanów. Reakcje wtórne w procesie

pirolizy olefinowej

12
14

5.2.1. Ćwiczenia

5.3. Węglowodorowe surowce pirolizy olefinowej. stosunku Wskaźnik BMCI
w ocenie ciekłych surowców węglowodorowych jako potencjalnych

surowców pirolizy
5.3.1. Ćwiczenia

5.4. Dobór parametrów pirolizy. Ostrość procesu

5.4.1. Ćwiczenia

5.5. Budowa i zasady działania pieców

5.5.1. Ćwiczenia

5.6.

Instalacje rozdzielania i oczyszczania gazów pirolitycznych.
Ideowy i uproszczony schemat technologiczny wytwórni olefin
5.6.1. Ćwiczenia

5.7. Zastosowanie olefin C

2

– C

4

jako surowców instalacji przemysłu syntez

organicznych. Zastosowanie benzyny pirolitycznej
5.7.1. Ćwiczenia

6. Ewaluacja osiągnięć uczniów
7. Literatura

14

15

15
17
17
19
19

21
21

23
23
25
39

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela, który będzie pomocny w prowadzeniu

zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie technik technologii chemicznej
311[31].

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne,

−

cele kształcenia,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

propozycje ćwiczeń, które mają na celu wykształcenie u uczniów umiejętności
praktycznych,

−

wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami

ze szczególnym uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania, np. samokształcenia
kierowanego, tekstu przewodniego, metody projektów, ćwiczeń praktycznych.

Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy

od samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.
W celu sprawdzenia wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel może posłużyć się
zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych dwustopniowych oraz
przeprowadzić zadanie praktyczne wysoko symulowane.
W tym rozdziale podano do testu dwustopniowego:

−

plan testu w formie tabelarycznej,

−

punktacje zadań,

−

instrukcję dla nauczyciela,

−

instrukcję dla ucznia,

−

kartę odpowiedzi, zestaw zadań testowych.

Zadanie praktyczne zawiera:

−

instrukcję dla nauczyciela,

−

instrukcję dla ucznia,

−

kartę pracy,

−

kartę oceny,

−

załącznik z wykresami, schematem pieca pirolitycznego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

311[31].Z4

Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów

organicznych

311[31].Z4.06

Wytwarzanie chlorku

winylu

i rozpuszczalników

chloroorganicznych

311[31].Z4.08

Wytwarzanie

polimerów

311[31].Z4.02

Wytwarzanie olefin

i węglowodorów

aromatycznych

311[31].Z4.03

Wytwarzanie

i oczyszczanie

surowego gazu

syntezowego

311[31].Z4.04

Wytwarzanie metanolu

i kwasu octowego

311[31].Z4.10

Komponowanie

wysokooktanowych

benzyn

bezołowiowych

311[31].Z4.09

Wytwarzanie fenolu

i acetonu z kumenu

311[31].Z4.01

Wytwarzanie

produktów naftowych

i surowców

petrochemicznych

311[31].Z4.05

Wytwarzanie

produktów

alkilowania

311[31].Z4.07

Wytwarzanie styrenu

z etylobenzenu

Schemat układu jednostek modułowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć:

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

wykonywać podstawowe działania arytmetyczne,

−

czytać tekst ze zrozumieniem,

−

stosować podstawowe pojęcia fizyczne,

−

dokonać selekcji i analizy informacji podanych w formie: wykresów, tabel,

−

zapisywać równania reakcji,

−

wykonywać obliczenia stechiometryczne,

−

sporządzać schematy ideowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji ćwiczeń podanych w poradniku uczeń powinien umieć:

– scharakteryzować pirolizę olefinową w piecach rurowych jako niskociśnieniowy proces

krakingu termicznego surowców węglowodorowych

– wskazać węglowodorowe surowce pirolizy olefinowej: etan, gaz płynny, benzyna

niskooktanowa z DRW, lekkie frakcje olejowe, ciężki hydrogenizat z hydrokrakingu,

– obliczyć wartość wskaźnika BMCI z wykorzystaniem podanego wzoru empirycznego,
– rozróżnić procesy pirolizy olefinowej i acetylenowej,
– przedstawić w uproszczeniu mechanizm reakcji krakingu termicznego oraz reakcje

wtórne przebiegające w trakcie pirolizy olefinowej,

– określić zależność przebiegu pirolizy i składu uzyskiwanych produktów od rodzaju

surowca i parametrów procesu,

– określić podstawowe znaczenie technologiczne dodawania przegrzanej pary wodnej

do surowca pirolizy,

– określić zróżnicowanie wartości stosunku masowego para/surowiec, zależnie od rodzaju

surowca,

– wskazać różnice w budowie i zasadzie działania pieców pirolitycznych i pieców

rurowych stosowanych w procesach rafineryjnych,

– scharakteryzować przebieg procesu pirolizy,
– określić na podstawie uproszczonego schematu, powiązania technologiczne w układzie:

rurowy piec pirolityczny

→ wymiennik gwałtownego chłodzenia → zbiornik

para/kondensat,

– wyjaśnić pojęcie ostrości procesu oraz wskazać jej wpływ na intensywność reakcji

koksotwórczych oraz strukturę wydajności produktów,

– rozróżnić pojęcia: instalacja pirolizy olefinowej, wytwórnia olefin,
– sporządzić uproszczony schemat ideowy wytwórni olefin,
– scharakteryzować przebieg przygotowania gazu pirolitycznego do jego

niskotemperaturowego rozdzielania,

– określić najważniejsze produkty węglowodorowe wydzielane z gazu pirolitycznego,
– określić powiązania technologiczne integrujące wytwórnie olefin z instalacjami DRW,

FKK, hydrokrakingu oraz z instalacjami alkilowania i innych syntez petrochemicznych,

– sporządzić schematy ideowe syntez organicznych z etylenu, propylenu i izobutylenu oraz

benzenu,

– określić zasadniczą rolę procesu pirolizy olefinowej w wytwarzaniu monomerów,
– podać przykłady zastosowania benzyny pirolitycznej: jako źródła benzenu, etylobenzenu

i ksylenów lub jako komponentu wysokooktanowych benzyn silnikowych,

– zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska obowiązujące

na stanowiskach pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca ....................................................................................
Modułowy program nauczania: technik technologii chemicznej 311[31]
Moduł: Technologia wytwarzania półproduktów i produktów organicznych 311[31].Z4
Jednostka modułowa: Wytwarzanie olefin i węglowodorów aromatycznych 311[31].Z4.02
Temat: Opracowanie schematu ideowego wytwarzania i rozdzielania gazu

pirolitycznego.

Cel ogólny: kształtowanie umiejętności planowania kolejności procesów i operacji

w technologii wytwarzania i rozdzielania gazu pirolitycznego.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:
– podać surowiec do wytwarzania gazu pirolitycznego,
– ustalić operacje i procesy w technologii wytwarzania i rozdzielania gazu pirolitycznego,
– zaplanować kolejność procesów i operacji w technologii wytwarzania i rozdzielania gazu

pirolitycznego,

– narysować schemat ideowy wytwarzania i rozdzielania gazu pirolitycznego.

Metody nauczania–uczenia się:

– metoda projektów.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

– grupowa zróżnicowana,

Czas: 45 minut na wprowadzenie do projektu, 45 minut na prezentację projektu.
Projekt będzie wykonywany przez uczniów w czasie pozalekcyjnym w ciągu
2 tygodni.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania (rozdział 4.6),
– Grzywa E., Molenda J.: Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 1 i 2.

WNT,

Warszawa 2000,

– czasopisma specjalistyczne,
– stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu.

Przebieg zajęć:

Lp. Fazy

przygotowania

projektu

Czynności

nauczyciela

Czynności

uczniów

1 Wprowadzenie

do tematu
i zasugerowanie
problemu
do rozwiązania

−

podaje informacje niezbędne do
zapoznania uczniów
z problematyką wytwarzania,
rozdzielania i oczyszczania
gazu pirolitycznego.

−

tworzą zespoły

zadaniowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Lp. Fazy

przygotowania

projektu

Czynności

nauczyciela

Czynności

uczniów

2 Sformułowanie

tematów i ustalenie
zakresu projektów

−

wyjaśnia zasadę metody
projektów,

−

ustala formę projektów, czas
prezentacji i kryteria ocen.

−

wybierają tematy,

−

zbierają informacje na
temat swoich
projektów,

−

opracowują plan
działania.

3 Realizacja projektów

−

odpowiada na pytania uczniów
związane z realizacją
projektów,

−

czuwa nad zaplanowanym
przebiegiem ich realizacji.

−

korzystają z literatury,

−

uczestniczą
w konsultacjach,

−

piszą sprawozdanie,

−

opracowują zebrany
materiał oraz formę
prezentacji.

4 Prezentacja

projektów

−

ustala kolejność prezentacji
przez poszczególne zespoły
uczniowskie,

−

prowadzi dyskusję po
przedstawieniu projektu,

−

ocenia projekty, uwzględniając
opinie wypowiedziane podczas
dyskusji,

−

dokonuje podsumowania
wykonanych projektów,

−

zadaje prace domowe.

−

prezentują swoje
projekty,

−

po prezentacji
odpowiadają na
pytania kolegów,

−

pozostali uczniowie
sporządzają notatki
z ważniejszych treści
zawartych
w projekcie,

−

oceniają projekt
kolegów

.

Czas prezentacji projektów – każda grupa 10 minut.
Forma projektów – plakat lub prezentacja komputerowa.
Kryteria oceny:
– sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,

wykorzystanie czasu prezentacji,

– estetyka wykonania projektu,
– stopień uzyskania zamierzonych celów,
– prawidłowość treści,
– pracowitość i zaangażowanie.

Tematy projektów:
1. Opracowanie schematu ideowego wytwarzania i przygotowanie gazu pirolitycznego
do rozdzielania.
2. Opracowanie schematu ideowego rozdzielania pirogazu.

Zakończenie zajęć

Praca domowa
Podczas pirolizy propanu w celu otrzymania propylenu utrzymywano zbyt wysoką
temperaturę (około 950

o

C). Jaki to miało wpływ na końcowe wyniki procesu? Czy od takich

przypadków, częściej spotykanych w praktyce, zależą ekonomiczne rezultaty zakładu?

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

− sprawdzenie przygotowanych sprawozdań.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

INSTRUKCJA DO WYKONANIA PROJEKTU

Celem projektu jest opracowanie schematu ideowego wytwarzania i rozdzielania gazu

pirolitycznego.
1. Podzielcie się na grupy i wybierzcie lidera, który będzie czuwał nad prawidłowym

przebiegiem pracy.

2. Wybierzcie jeden z poniższych tematów:

Opracowanie schematu ideowego wytwarzania i przygotowanie gazu pirolitycznego
do rozdzielania.
Opracowanie schematu ideowego rozdzielania pirogazu.

3. Wszyscy powinniście uwzględnić następujące informacje:

– właściwości niebezpieczne substancji występujących w produkcji i wynikające z nich

zagrożenia,

– lokalizacji instalacji wytwarzania pirogazu.

4. Opracujcie dokładny plan działania.
5. Zaplanujcie, w jakiej formie zaprezentujecie zebrany materiał.
6. Przedstawcie sprawozdanie z realizacji projektu.
7. Każda grupa otrzyma 10 minut na prezentację projektu.
8. Projekt będzie oceniany według następujących kryteriów:

– sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,

wykorzystanie czasu prezentacji,

– estetyka wykonania projektu,
– stopień uzyskania zamierzonych celów,
– prawidłowość treści,
– pracowitość i zaangażowanie.

9. Ostateczna ocena uwzględnia opinię uczniów podczas dyskusji nad projektem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca .....................................................................................
Modułowy program nauczania: technik technologii chemicznej 311[31]
Moduł: Technologia wytwarzania półproduktów i produktów organicznych 311[31].Z4
Jednostka modułowa: Wytwarzanie olefin i węglowodorów aromatycznych 311[31].Z4.02

Temat: Wykorzystanie produktów rozdziału pirogazu jako surowców

w przemysłowych syntezach organicznych.

Cel ogólny: kształtowanie umiejętności planowania zastosowania produktów rozdziału

pirogazu jako surowców w syntezach organicznych.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

– określić właściwości produktów rozdziału pirogazu,
– wskazać kierunki wykorzystania pirogazu,
– wskazać syntezy organiczne, w których jako surowce wykorzystano produkty rozdziału

pirogazu.

Metody nauczania–uczenia się:

– mapa myśli.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

− grupowa, jednolita

Czas: 45 minut.

Środki dydaktyczne:

– duże arkusze papieru,
– mazaki,
– tablica.

Przebieg zajęć:
1. Przypomnienie wiadomości z poprzednich lekcji: uczniowie odpowiadają na pytania.

– Jakie są produkty rozdziału pirogazu?
– Jakie właściwości charakteryzują produkty pirogazu?

2. Przedstawienie celów zajęć.
3. Zapoznanie uczniów z zasadami tworzenia mapy myśli:

– w centrum arkusza zapisuje się problem (temat) w formie słownej lub graficznej,
– poszczególne hasła, stwierdzenia, rysunki umieszcza się na całym arkuszu,

porządkując i łącząc liniami według występujących pomiędzy nimi związków,

– hasła zapisuje się wzdłuż linii wyraźnie, drukowanymi literami lub umieszcza

w połączonych liniami kołach,

– linie powinny wychodzić ze środka arkusza (od zapisanego problemu – tematu),

a następnie się rozgałęziać,

– na każdej linii (w kole) zapisuje się jedno słowo (hasło) lub umieszcza jeden symbol,
– do tworzenia mapy myśli warto używać kolorów,
– należy zapisywać wszystko, co przychodzi do głowy, starając się umieszczać hasła

(symbole) w logiczny sposób według łączących je związków.

4. Podział uczniów na zespoły i wybór liderów zespołów.
5. Przedstawienie zadania do wykonania: Wykorzystanie produktów rozdziału pirogazu

jako surowców w przemysłowych syntezach organicznych.

6. Rozdanie dużych arkuszy papieru i mazaków.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

7. Wykonanie zadania przez grupy uczniów.
8. Uporządkowanie informacji.
9. Przedstawienie wykonanego zadania przez liderów zespołów.
10. Dyskusja dotycząca prawidłowego wykorzystania produktów rozdziału pirogazu

w syntezach organicznych (weryfikowanie wniosków).

11. Podsumowanie zajęć – formułowanie wniosków dotyczących wykorzystania

poszczególnych produktów pirogazu.

12. Ocena pracy zespołów przez uczniów.

Zakończenie zajęć

Praca domowa
Na podstawie karty charakterystyki propylenu i literatury ustal zasady bhp, ochrony ppoż.
oraz ochrony środowiska obowiązujące na stanowisku pracy.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

–

anonimowa ankieta dotycząca trudności podczas realizacji zadania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

5. ĆWICZENIA

5.1. Istota pirolizy olefinowej. Powiązania technologiczne

wytwórni olefin z instalacjami DRW, FKK, hydrokrakingu
i syntez petrochemicznych

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Porównaj proces pirolizy olefinowej i acetylenowej.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zdefiniować proces pirolizy,
2) podać rodzaje pirolizy,
3) dobrać temperatury do przebiegu procesów pirolizy,
4) uzasadnić dobór temperatury do procesu pirolizy olefinowej,
5) wskazać różnicę w procesie pirolizy olefinowej i acetylenowej

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.1.1).

Ćwiczenie 2
Na podstawie rysunku 1 (Poradnik dla ucznia) określ powiązania technologiczne
integrujące wytwórnie olefin z innymi instalacjami

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Przygotować rysunek przedstawiający kierunki dalszej przeróbki destylatów z DRW.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wskazać surowiec instalacji DRW,
2) podać produkty instalacji DRW,
3) wskazać surowce stosowane do procesu pirolizy,
4) podać produkty pirolizy,
5) określić kierunki zastosowania produktów pirolizy do syntez petrochemicznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania – Poradnik dla ucznia (4.1.1),
– rysunek 1

− Poradnik dla ucznia (4.1.1).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

5.2. Reakcje termicznego rozkladu alkanów. Reakcje wtórne
w procesie pirolizy olefinowej

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw mechanizm reakcji pierwotnych krakingu propanu.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wymienić etapy pierwotnego termicznego rozkładu węglowodorów,
2) zapisać równania przedstawiające mechanizm poszczególnych etapów,
3) określić produkty termicznego rozkładu propanu.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.2.1).

Ćwiczenie 2

Przedstaw mechanizm reakcji wtórnych termicznego rozkładu propanu.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) podać etapy wtórnego termicznego rozkładu propanu,
2) zapisać równania przedstawiające mechanizm poszczególnych etapów,
3) określić produkty.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:
– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.2.1).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

5.3. Węglowodorowe surowce pirolizy olefinowej. Wskaźnik

BMC w ocenie ciekłych surowców węglowodorowych jako
potencjalnych surowców pirolizy

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz wartość wskaźnika BMCI dla n-pentanu.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować tabelę
przedstawiającą zestawienie zakresu wartości BMCI dla różnych rodzajów węglowodorów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania – Poradnik dla ucznia (4.3.1),
2) wyszukać dane wyjściowe,
3) obliczyć wartość wskaźnika,
4) porównać uzyskaną wartość wskaźnika z zakresem BMCI dla tych węglowodorów

(tabela 2).

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.3.1),

– Kalendarz chemiczny,
– tabela 2

− Poradnik dla ucznia (4.3.1).

Ćwiczenie 2
Na podstawie tabeli 1 (Poradnik dla ucznia), dokonaj analizy wydajności poszczególnych
produktów pirolizy w zależności od rodzaju surowca

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować tablicę
przedstawiającą typowe wydajności produktów pirolizy w zależności od rodzaju
przerobionego surowca.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania – Poradnik dla ucznia (4.3.1),
2) zapoznać się z informacjami zawartymi w tabeli 1

− Poradnik dla ucznia,

3) wskazać surowiec, z którego można otrzymać największą i najmniejszą ilość etylenu,
4) wskazać surowiec, z którego można otrzymać największą ilość propylenu,
5) porównać wydajność produktów pirolizy etanu, propanu i benzyny ciężkiej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.3.1),

– tabela 1

− Poradnik dla ucznia (4.3.1).

Ćwiczenie 3

Na podstawie rysunku 2 (Poradnik dla ucznia), oblicz ile kilogramów pary wodnej

należy dodać do 5 kg etanu oraz do 5 kg benzyny ciężkiej, aby uzyskać w procesie pirolizy
ciśnienie cząstkowe 0,2 MPa i ciśnienie całkowite 0,3 MPa.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania – Poradnik dla ucznia (4.3.1),
2) odczytać z rysunku wartość R dla procesu pirolizy etanu i dla procesu pirolizy benzyny

ciężkiej,

3) obliczyć masę pary wodnej potrzebnej dla obu procesów,
4) porównać uzyskane wyniki i wyciągać wnioski.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– ćwiczenia.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.3.1),

– rysunek 2

− Poradnik dla ucznia (4.3.1).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

5.4. Dobór parametrów pirolizy. Ostrość procesu

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1
W wyniku pirolizy 120 m

3

etanu nastąpił rozkład według równania reakcji:

C

2

H

6

Æ C

2

H

4

+ H

2

Oblicz, o ile m

3

wzrosła objętość gazów opuszczających instalację procesu pirolizy w tych

samych warunkach ciśnienia i temperatury, jeżeli wydajność procesu wynosi 70%.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania – Poradnik dla ucznia (4.4.1),
2) określić wpływ parametrów na przebieg procesów,
3) obliczyć objętość produktów na podstawie równania reakcji,
4) obliczyć objętość produktów z uwzględnieniem wydajności,
5) obliczyć o ile wzrosła objętość produktów opuszczających instalację.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– ćwiczenia.

Środki dydaktyczne:
– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.4.1).

Ćwiczenie 2

Na podstawie rysunku 5 (Poradnik dla ucznia) omów wpływ ostrości procesu

na intensywność reakcji koksotwórczych i na strukturę wydajności produktów.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować rysunek
przedstawiający zależność wydajności produktów pirolizy frakcji benzynowych od ostrości
procesu reprezentowanej przez wartość KFO.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.4.1),

2) wskazać na rysunku strefy ostrości,
3) wskazać strefę w której rośnie wydajność olefin C

2

−C

4

,

4) wskazać strefę w której występuje maksimum wydajności etylenu i butadienu,
5) określić minimum wydajności produktów ciekłych C

5

,

6) uzasadnić wpływ wartości KFO na powstawanie koksu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:
– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.4.1),

– rysunek 5 – Poradnik dla ucznia (4.4.1).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

5.5. Budowa i zasada działania pieców pirolitycznych

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenia 1

Na podstawie rysunku 6 (Poradnik dla ucznia) określ powiązania technologiczne pieca

pirolitycznego z układem aparatów do gwałtownego chłodzenia produktów pirolizy
i generowania pary wysokociśnieniowej.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować rysunek
przedstawiający schemat powiązań wielokomorowego pieca pirolitycznego z układem
aparatów do gwałtownego chłodzenia produktów pirolizy i generowania pary
wysokociśnieniowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania (4.5.1) i rysunkiem 6

− Poradnik dla ucznia,

2) rozpoznać elementy składowe pieca,
3) rozpoznać aparaty do gwałtownego chłodzenia i generowania pary,
4) wskazać surowiec i czynnik grzejny,
5) scharakteryzować przebieg procesu pirolizy,
6) opisać powiązania pieca pirolitycznego z układem gwałtownego chłodzenia

i regenerowania pary.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.5.1),

– rysunek 6 – Poradnik dla ucznia (4.5.1).

Ćwiczenie 2
Porównaj budowę i zasadę działania pieca pirolitycznego firmy Lummus i pieca
rurowego stosowanego w procesach rafineryjnych.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować schemat pieca
firmy Lummus oraz schemat pieca rurowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania (4.5.1),
2) opisać budowę pieca firmy Lummus,
3) omówić zasadę działania pieca firmy Lummus,
4) wskazać różnicę w budowie i zasadzie działania pieca pirolitycznego firmy Lummus

i pieca rurowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania – Poradnik dla ucznia (4.5.1),
– rysunek 7 – Poradnik dla ucznia (4.5.1),
– rysunek pieca rurowego

− jednostka modułowa (Z4.01).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

5.6. Instalacje rozdzielania i oczyszczania gazów pirolitycznych.

Ideowy i uproszczony schemat technologiczny wytwórni
olefin

5.6.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj przebieg przygotowania gazu pirolitycznego do jego

niskotemperaturowego rozdzielania.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować schemat
technologiczny pirolizy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania – Poradnik dla ucznia (4.6.1),
2) zapoznać się ze schematem technologicznym pirolizy,
3) wskazać stosowane aparaty,
4) opisać procesy zachodzące w poszczególnych aparatach.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.6.1),

– rysunek 9

− Poradnik dla ucznia (4.6.1).

Ćwiczenie 2

Propan poddano pirolizie i otrzymano produkty o następującym składzie wyrażonym

w procentach objętościowych: H

2

– 9,4%, CH

4

– 21,9%, C

2

H

4

– 29,7%, C

2

H

6

– 0,6%,

C

3

H

6

– 24,6%, C

3

H

8

– 0,62%, C

4

– 2,7%, C

5

i wyższe – 10,5%. Oblicz, ile otrzymano m

3

/h

frakcji C

2

oraz objętościowe przepływu (m

3

/h) frakcji C

3

,

gdy do rozdzielania przekazano

15000 m

3

/h mieszaniny gazowej.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) obliczyć sumę frakcji C

2

,

2) obliczyć zawartość frakcji C

2

w mieszaninie gazowej,

3) obliczyć sumę frakcji C

3

,

4) obliczyć objętościowe natężenie przepływu frakcji C

3

.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– ćwiczenia.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania – Poradnik dla ucznia (4.6.1),
– kalkulator.

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj schemat ideowy procesu wytwarzania olefin.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania,
2) wskazać surowiec,
3) wskazać etapy produkcji olefin,
4) dobrać procesy do poszczególnych etapów,
5) narysować schemat ideowy otrzymywania olefin.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.6.1).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

5.7. Zastosowanie olefin C

2

– C

4

jako surowców instalacji

przemysłu syntez organicznych. Zastosowanie benzyny
pirolitycznej

5.7.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj schemat ideowy wykorzystania etylenu do produkcji tlenku etylenu.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczeń

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania – Poradnik dla ucznia (4.7.1),
2) wskazać surowce,
3) wskazać procesy,
4) dobrać aparaty do procesów,
5) narysować schemat ideowy,
6) określić zasady bhp i ppoż. podczas obsługi aparatów.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:
– materiał nauczania – Poradnik dla ucznia (4.7.1).

Ćwiczenie 2

Na podstawie materiału informacyjnego i rysunków 14, 15 (Poradnik dla ucznia)

przedstaw zastosowanie produktów pirolizy.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować rysunek
przedstawiający najważniejsze syntezy z propylenu oraz rysunek przedstawiający kierunki
wykorzystania frakcji C

4

.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) ustalić kierunki zastosowania produktów pirolizy,
2) podać zastosowanie etylenu,
3) podać zastosowanie propylenu,
4) podać zastosowanie benzyny pirolitycznej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

Zalecana metoda nauczania

−uczenia się:

– rybi szkielet.

Środki dydaktyczne:

– materiał nauczania

− Poradnik dla ucznia (4.7.1),

– rysunek 14

− Poradnik dla ucznia (4.7.1),

– rysunek 15

− Poradnik dla ucznia (4.7.1).

Ćwiczenie 3

Na podstawie Kart charakterystyki substancji niebezpiecznej i preparatu niebezpiecznego

oceń szkodliwość produktów procesu pirolizy.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz zasady bezpiecznej pracy. Przygotować Karty
charakterystyki substancji niebezpiecznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z Kartami charakterystyki,
2) zidentyfikować zagrożenia,
3) wskazać sposoby udzielania pierwszej pomocy,
4) określić sposób postępowania w przypadku pożaru,
5) określić sposób postępowania w przypadku niezamierzonego uwolnienia produktów

pirolizy do środowiska,

6) podać zagrożenia toksykologiczne,
7) dobrać środki ochrony indywidualnej,
8) wskazać zagrożenia ekologiczne,
9) dobrać sposób neutralizacji i sposób niszczenia odpadów.

Zalecane metody nauczania

−uczenia się:

– ćwiczenia.

Środki dydaktyczne:

– Karty charakterystyki substancji niebezpiecznej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

Test dwustopniowy do jednostki modułowej „Wytwarzanie olefin
i węglowodorów aromatycznych”

Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:

−

zadania 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 17, 19, 20 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 2, 5, 12, 16, 18 są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

−

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 9 zadań z poziomu podstawowego,

−

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 13 zadań z poziomu podstawowego,

−

dobry – za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 2 poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 19 zadań, w tym co najmniej 4 z poziomu
ponadpodstawowego.

Klucz odpowiedzi: 1. a, 2. b, 3. c, 4. c, 5. b, 6. b, 7. a, 8. b, 9. b, 10. c, 11. a,
12. a, 13. c, 14. a, 15. a, 16. c, 17. d, 18. d, 19. c, 20. c

Plan testu

Nr

zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1 Wskazać temperaturę procesu pirolizy

olefinowej

B P a

2 Wskazać mechanizm reakcji krakingu

termicznego

C PP b

3 Wskazać surowce pirolizy olefinowej

B

P

c

4 Określać zależność przebiegu pirolizy od jej

parametrów

B P c

5 Przewidywać skutki dodawania przegrzanej

pary do surowca pirolizy

C PP b

6 Wskazać wpływ ostrości procesu na

intensywność tworzenia koksu

B P b

7 Określać powiązania technologiczne

integrujące wytwórnie olefin z instalacją
DRW

B P a

8 Podać przykłady zastosowania produktów

pirolitycznych

A P b

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

9 Ocenić szkodliwość benzenu

B

P

b

10 Zastosować przepisy bhp, ochrony ppoż.

obowiązujące na stanowiskach pracy

B P c

11 Wskazać elementy budowy pieca

pirolitycznego

B P a

12 Przewidywać skutki gwałtownego

ochłodzenia produktów pirolizy

B PP a

13 Wskazać sposób przygotowania gazu

pirolitycznego do jego niskotemperaturowego
rozdzielania

B P c

14 Wskazać metodę wydzielania frakcji C

2

z

gazu pirolitycznego

B P a

15 Określać sposób oczyszczania gazu

pirolitycznego

B P a

16

Dobrać rodzaj aparatu do procesu pirolizy

C

PP

c

17 Określać rolę produktów pirolizy w

wytwarzaniu monomerów

B P d

18 Obliczać skład gazów pirolitycznych

C

PP

d

19 Podać zastosowanie benzyny pirolitycznej

A

P

c

20 Wskazać powiązania technologiczne

aparatów w instalacji pirolitycznej

B P c

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej

jednotygodniowym.

2. Ustal zakres materiału.
3. Zapewnij warunki do samodzielnej pracy.
4. Rozdaj zestawy zadań testowych, instrukcje dla ucznia i karty odpowiedzi.
5. Odczytaj uczniom przeznaczoną dla nich instrukcję oraz udziel odpowiedzi na pytania.
6. Kilka minut przed zakończeniem testu przypomnij uczniom o zbliżającym się czasie

zakończenia zadania.

7. Pełnij rolę obserwatora.
8. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
9. Sprawdź wyniki i przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te

zadania, które sprawiły uczniom największe trudności.

10. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
11. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych – niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są cztery możliwe odpowiedzi.

Tylko jedna odpowiedź jest prawdziwa.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi.
6. Prawidłową odpowiedź zaznacz X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź

zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Ocenę dostateczną otrzymasz, jeśli udzielisz prawidłowej odpowiedzi na 13 zadań.
9. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Materiały dla ucznia:

– instrukcja,
– zestaw zadań testowych,
– karta odpowiedzi.

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Piroliza olefinowa to proces niskociśnieniowy prowadzony w temperaturze

a) niższej niż 900

0

C.

b) wyższej niż 900

0

C.

c) wyższej niż 1200

0

C.

d) 1200

0

C.

2. Rekcja pirolizy opisana równaniem C2H6 Æ CH3· + CH3· przedstawia etap

a) rozwinięcie reakcji łańcuchowej.
b) zainicjowanie reakcji łańcuchowej.
c) przerwanie reakcji łańcuchowej.
d) uwodornienia.

3. Surowcem pirolizy olefinowej jest

a) etylen.
b) propylen.
c) benzyna ciężka.
d) wodór.

4. Wzrost ciśnienia podczas procesu pirolizy powoduje

a) wzrost wydajności olefin.
b) wzrost reakcji pirolizy.
c) zwiększenie szybkości reakcji wtórnych.
d) obniżenie szybkości reakcji wtórnych.

5. Dodawanie przegrzanej pary wodnej do surowca powoduje

a) wzrost ciśnienia cząstkowego węglowodorów.
b) obniżenie ciśnienia cząstkowego.
c) zwiększenie ilości wytwarzanego koksu w rurach pieca.
d) zmniejszenie ilości osadzających się smół w aparacie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

6. Zwiększenie kinetycznej funkcji ostrości procesu KFO >3 dla benzyny powoduje

a) wzrost wydajność produktów.
b) wzrost ilości substancji koksotwórczych.
c) że nie zachodzi zmiana wydajności.
d) brak wpływu na reakcje koksotwórcze.

7. Instalacje pirolizy współpracują z instalacją DRW, ponieważ

a) produkty DRW są surowcami pirolizy.
b) surowce pirolizy są surowcem DRW.
c) produkty pirolizy są surowcami DRW.
d) produkty pirolizy są również produktami DRW.

8. Etylen stosuje się do wytwarzania

a) benzyny pizolitycznej.
b) etylobenzenu.
c) wytwarzania olefin.
d) wytwarzania amoniaku.

9. Benzen jako produkt pirolizy jest

a) substancją parzącą o przyjemnym zapachu.
b) substancją toksyczną i palną.
c) substancją niepalną.
d) substancją nietoksyczną i niepalną.

10. Podczas produkcji tlenku etylenu gwałtownie wzrosła temperatura. Operator musi

a) odciąć dopływ etylenu.
b) odciąć dopływ powietrza.
c) odciąć dopływ etylenu i powietrza.
d) zwiększyć dopływ czynnika chłodniczego.

11. Piec pirolityczny firmy Lummus jest piecem zbudowanym z

a) dwóch komór radiacyjnych.
b) jednej komory radiacyjnej i dwóch komór konwekcyjnych.
c) jednej komory radiacyjnej.
d) jednej komory konwekcyjnej.

12. Gwałtowne ochłodzenie produktów pirolizy zapobiega

a) zmniejszeniu wydajności olefin.
b) zmniejszeniu ilości czynnika chłodzącego.
c) kondensacji smół.
d) zmianie składu pirogazu.

13. Przygotowanie gazu do niskotemperaturowego rozdzielenia polega na

a) odwodnieniu.
b) odsiarczaniu.
c) usunięciu wody, siarkowodoru i ditlenku węgla.
d) usunięciu ditlenku węgla.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

14. Proces deetanizacji polega na

a) wydzieleniu frakcji C

2.

b) wydzieleniu frakcji C

3.

c) usunięciu metanu i wodoru.
d) usunięciu wodoru.

15. Sita molekularne stosuje się do usunięcia z gazu pirolitycznego

a) wody,
b) siarkowodoru,
c) ditlenku węgla,
d) acetylenu.

16. Głównym aparatem w instalacji pirolizy jest

a) absorber.
b) separator.
c) piec.
d) wymiennik.

17. Etylen lub propylen jest monomerem w procesie

a) polikondensacji.
b) utleniania.
c) redukcji.
d) polimeryzacji.

18. W 200 m3 gazu pirolitycznego znajduje się 25% objętościowych frakcji C3–C4. Objętość
frakcji C

3

–C

4

wynosi

a) 30 m

3

.

b) 100 m

3

.

c) 25 m

3

.

d) 50 m

3

.

19. Benzyna pirolityczna jest źródłem

a) olejów.
b) nafty.
c) benzenu.
d) gudronu.

20. Wymiennik gwałtownego chłodzenia powiązany jest technologicznie

a) tylko z piecem pizolitycznym.
b) tylko z zbiornikiem para/kondensat.
c) z piecem pirolitycznym i zbiornikiem para/kondensat.
d) z separatorem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Wytwarzanie olefin i węglowodorów aromatycznych

Zakreśl poprawną odpowiedź

.

Nr

zadania

Odpowiedź Punkty

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Zadanie praktyczne wysoko symulowane

do jednostki modułowej „Wytwarzanie olefin i węglowodorów aromatycznych”

Proponowane zadanie praktyczne przeznaczone jest do przeprowadzenia

po zakończonym procesie kształcenia w jednostce modułowej „Wytwarzanie olefin
i węglowodorów aromatycznych”. Zadanie ma charakter wysoko symulowany i pozwala na
ocenę umiejętności uczniów w zakresie posługiwania się schematem aparatu, interpretowania
wykresów fizykochemicznych i wzorów matematycznych, dobierania parametrów procesu,
obliczania czasu równoważnego procesu.
Zadanie praktyczne ma charakter sprawdzający, tzn. ukierunkowany jest na porównanie
wyników z założonymi w programie celami kształcenia.

Instrukcja dla nauczyciela
1. Czas trwania testu 45 minut.
2. Przygotuj indywidualne stanowisko pracy dla każdego ucznia.
3. Zapewnij warunki do samodzielnej pracy.
4. Rozdaj uczniom instrukcje oraz karty pracy.
5. Odczytaj uczniom przeznaczoną dla nich instrukcję oraz udziel odpowiedzi na pytania.
6. Kilka minut przed zakończeniem zadania przypomnij uczniom o zbliżającym się czasie

zakończenia zadania.

7. Podczas przeprowadzania testu pełnij rolę obserwatora.
8. Po wykonaniu zadania przez uczniów zbierz karty pracy od uczniów.
9. Sprawdź wyniki i przeprowadź analizę uzyskanych wyników zadania praktycznego

i wybierz te, które sprawiły uczniom największe trudności.

10. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
11. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych – niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.

Uczeń może maksymalnie otrzymać 18 punktów.
Test uczeń zaliczy, jeśli uzyska 9 punktów:

−

aby otrzymać ocenę dostateczną, powinien uzyskać 11

−13 punktów,

−

na ocenę dobrą, powinien uzyskać 14

−15 punktów,

−

na ocenę bardzo dobrą, powinien uzyskać 16

−18 punktów.

Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Zanim przystąpisz do wykonania zadania, zaplanuj pracę. Pomoże Ci w tym KARTA

PRACY.

3. Odpowiedzi wpisuj w wyznaczonych miejscach KARTY.
4. Za każdą prawidłową odpowiedź otrzymujesz 1 punkt. Za niepełną lub złą odpowiedź

otrzymujesz 0 punktów.

5. Maksymalnie możesz uzyskać 18 punktów. Ocenę dostateczną otrzymasz, jeśli uzyskasz

11 punktów.

6. Pracuj samodzielnie.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Po zakończeniu zadania oddaj nauczycielowi KARTĘ PRACY.
9. Na wykonanie masz 45 minut.
Powodzenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Treść zadania

„Scharakteryzuj budowę i zasadę pracy pieca pirolitycznego firmy Lummus. Oblicz czas
równoważny procesu.”

Działanie Twoje powinno przebiegać w trzech etapach:
ETAP I – faza przygotowawcza:

−

zapoznaj się z dołączoną dokumentacją do zadania,

−

przeanalizuj schemat pieca pirolitycznego firmy Lummus,

−

zinterpretuj wzór na obliczanie czasu równoważnego,

−

odczytaj potrzebne dane z wykresów do obliczenia czasu równoważnego,

−

zaplanuj układ czynności i przedstaw nauczycielowi – uzyskaj jego akceptację.

ETAP II – faza realizacyjna:

−

opisz budowę pieca pirolitycznego firmy Lummus,

−

scharakteryzuj zasadę działania pieca pirolitycznego,

−

oblicz czas równoważny,

−

oceń, jak na wydajność olefin wpływa wzrost temperatury i ciśnienia par w rurach.

ETAP III – faza oceniająca:

−

zinterpretuj uzyskane wyniki,

−

określ, co zrobiłbyś inaczej, gdybyś wykonanie zadania mógł powtórzyć.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Karta pracy

Nazwa i adres szkoły

Nazwisko i imię ucznia

Data

Uzyskana suma punktów

Zadanie Odpowiedź

6 pkt.

I. Opisz budowę pieca pirolitycznego
z uwzględnieniem:
1) ilości komór w piecu,
2) nazw komór,
3) budowy komory radiacyjnej:

- rodzaju materiału stosowanego
na wymurówkę komory,
- umieszczenie rur wężownicy,
- usytuowanie palników,

4) urządzenia współpracującego z piecem

pirolitycznym.

6 pkt.

II. Scharakteryzuj zasadę działania pieca
pirolitycznego z uwzględnieniem:
1) surowca stosowanego w procesie pirolizy,
2) sposobu doprowadzenia surowca,
3) kierunku przepływu surowca,
4) sposobu ogrzewania komory,
5) warunków przebiegu procesu pirolizy,
6) sposobu chłodzenia gazu pirolitycznego.

3 pkt.
III. Wykonaj obliczenia dotyczące czasu
równoważnego:
1) odczytaj z wykresu wartość KFO

n-pentanu, jeśli konwersja surowca
wynosi 95%,

2) odczytaj z wykresu wartość K

5

dla

temperatury procesu 850

0

C,

3) oblicz czas równoważny.

3 pkt.

IV. Wnioski dotyczące pracy pieca
pirolitycznego:
1) określ skutek wpływu wzrostu temperatury

par w rurkach pieca na czas równoważny,

2) określ skutek wpływu wzrostu ciśnienia

par w rurkach na pracę pieca,

3) określ skutek wynikający z kierunku

przepływu surowca przez wężownicę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

Lp.

Karta oceny

Czynności Max

liczba

punktów

Uzyskana

liczba

punktów

1

I. Opisanie budowy pieca
pirolitycznego z uwzględnieniem:
1) ilości komór w piecu,
2) nazw komór,
3) budowy komory radiacyjnej:

- rodzaju materiału stosowanego
na wymurówkę komory,

- umieszczenie rur wężownicy,

- usytuowanie palników,

4) urządzenia współpracującego

z piecem pirolitycznym.

1
1

1

1
1
1

2

II. Scharakteryzowanie zasady
działania pieca pirolitycznego
z uwzględnieniem:
1) surowca stosowanego

w procesie pirolizy,

2) sposobu doprowadzenia

surowca,

3) kierunku przepływu surowca,
4) sposobu ogrzewania komory,
5) warunków przebiegu procesu

pirolizy,

6) sposobu chłodzenia gazu

pirolitycznego.

1

1

1
1
1

1

3

III. Obliczenia dotyczące czasu
równoważnego:
1) odczytanie z wykresu wartości

KFO,

2) odczytanie z wykresu stałej

szybkości rozkladu,

3) obliczanie czasu równoważnego.

1

1

1

4 IV.

Wnioski

dotyczące pracy pieca

pirolitycznego:
1) określanie skutku wpływu

wzrostu temperatury par
w rurkach pieca na czas
równoważny,

2) określanie skutku wpływu

wzrostu ciśnienia par w rurkach
na pracę pieca,

3) określanie skutku wynikającego

z kierunku przepływu surowca
przez wężownicę.

1

1

1

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

Załącznik

Schemat pieca pirolitycznego firmy Lummus
1 – rury wężownicy, 2 – komora radiacyjna, 3 – komora konwekcyjna, 4

− wymórówka,

5 – izolacja i płaszcz metalowy, 6 – palniki, 7 – komin.


Czas równoważny dla temperatury 850

0

C oblicza się ze wzoru:

τ

rów(T)

=

)

(

5 T

K

KFO

gdzie

:

τ

równ(T).

– czas równoważny,

KFO – ostrość procesu pirolizy,
K

5(T)

– stała szybkości rozkładu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

Zależność wydajności produktów pirolizy frakcji benzynowych od ostrości procesu
reprezentowanej przez wartość KFO. [2]

Zależność stałej szybkości rozkładu węglowodorów C

2

–C

5

od temperatury [2]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

7. LITERATURA

1. Bogoczek R., Kociołek-Balawajder E.: Technologia chemiczna organiczna. Surowce

i półprodukty. Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej, Wrocław 1992

2. Grzywa E., Molenda J.: Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 1 i 2.

WNT, Warszawa 2000

3. Molenda J.: Technologia chemiczna. WSiP, Warszawa 1997
4. www.mos.gov.pl:1092/preview/custom/BAT

-

wielkotonazowe

-

chem

-

org.pdf