„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Maria Norek

Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego
311[31].Z4.04

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].Z4.04
„Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego” 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

3

2. Wymagania wstępne

5

3. Cele kształcenia

6

4. Przykładowe scenariusze zajęć

7

5. Ćwiczenia

13

5.1. Znaczenie i zastosowania metanolu

13

5.1.1. Ćwiczenia 13
5.2. Warunki syntezy metanolu

16

5.2.1. Ćwiczenia 16
5.3. Schemat instalacji produkcji metanolu, integracja ze zbiornikiem para-
kondensat. Budowa rurkowych reaktorów Lurgi

18

5.3.1. Ćwiczenia 18
5.4. Zużycie energii w produkcji metanolu, sterowanie procesem

20

5.4.1. Ćwiczenia 20
5.5. Produkcja kwasu octowego

22

5.5.1. Ćwiczenia 22
6. Ewaluacja osiągnięć ucznia

24

7. Literatura

35

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy

Państwu Poradnik dla nauczyciela „Wytwarzanie metanolu i kwasu

octowego”, który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej
w zawodzie technik technologii chemicznej 311[31].
W poradniku zamieszczono:
− wymagania wstępne,

− wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,
− 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:
− 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, zawierającym różnego rodzaju
zadania oraz przeprowadzić test praktyczny wysoko symulowany.
W tym rozdziale podano do testu:
− plan testu w formie tabelarycznej,

− punktację zadań,

− propozycje norm wymagań,
− instrukcję dla nauczyciela,

− instrukcję dla ucznia,

− kartę odpowiedzi,
− zestaw zadań testowych.
Test praktyczny wysoko symulowany zawiera:
− plan testu w formie tabelarycznej,

− punktację zadań,
− propozycje norm wymagań,

− instrukcję dla nauczyciela,

− instrukcję dla ucznia,
− kartę pracy,

− kartę oceny.

„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,

–

posługiwać się poprawną nomenklaturą i symboliką chemiczną,

–

posługiwać się podstawowymi pojęciami: przemiana fizyczna i chemiczna, efekt

energetyczny reakcji, kataliza,

–

zapisywać równania reakcji chemicznych,

–

stosować nazwy, symbole i jednostki miar różnych układów,

–

określać wpływ zmian temperatury, ciśnienia i stężenia na szybkość reakcji chemicznej

i stan równowagi chemicznej,

–

charakteryzować wpływ katalizatora na przebieg reakcji chemicznej,

–

konstruować schematy ideowe z zastosowaniem typowych oznaczeń,

–

stosować technikę komputerową w sporządzaniu schematów ideowych,

–

podawać przykłady zastosowań zasad technologicznych i ich interpretację.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć:

–

określić znaczenie metanolu jako surowca do syntez organicznych oraz jako paliwa,

–

zaprojektować schemat ideowy wykorzystania metanolu jako surowca do przemysłowych
syntez organicznych,

–

wyjaśnić powody małego zużycia metanolu jako komponentu benzyn silnikowych,

–

określić przyczyny dominacji w skali światowej metanolu produkowanego z gazu
ziemnego,

–

porównać jednostkowe zużycie energii w produkcji metanolu z różnych surowców,

–

scharakteryzować skład gazowego surowca do zasilania reaktorów syntez metanolu,

–

określić i dokonać analizy budowy i zasady działania reaktora syntezy metanolu,

–

uzasadnić dobór parametrów syntezy metanolu,

–

scharakteryzować skład i warunki pracy katalizatorów do syntezy metanolu

–

scharakteryzować produkcję wysokociśnieniowej pary wodnej w układzie
reaktor/zbiornik para-kondensat,

–

porównać chemiczne koncepcje wytwarzania kwasu octowego z etylenu i gazu ziemnego,

–

sporządzić schemat ideowy najważniejszych przemysłowych syntez z kwasu octowego,

–

ocenić toksyczność metanolu, formaldehydu i kwasu octowego na podstawie analizy
karty charakterystyki substancji niebezpiecznych,

–

zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska
obowiązujące na stanowiskach pracy,

–

scharakteryzować szybki postęp w dziedzinie katalizatorów syntezy organicznej

na przykładzie syntezy kwasu octowego.

„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 metanolu 311[31].Z4.04
i kwasu octowego
Temat: Ocena toksyczności metanolu i formaldehydu na podstawie Kart
charakterystyki substancji niebezpiecznych.

Cel ogólny: kształtowanie umiejętności dokonywania oceny właściwości toksycznych

i niebezpiecznych substancji na podstawie Kart charakterystyki substancji
niebezpiecznych.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

− odszukać w aktualnie obowiązujących zestawach Kart charakterystyki substancji

niebezpiecznych żądane informacje,

− dokonać oceny właściwości niebezpiecznych i wynikających z nich zagrożeń,

− zaproponować zasady bhp, ochrony ppoż. na stanowiskach pracy i ochrony

środowiska naturalnego (emisja do atmosfery i ścieki odprowadzane do wód),

− wymienić objawy zatrucia, udzielić pierwszej pomocy,

− zaprezentować uzyskane informacje.
Metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

indywidualna.

Czas: 45 minut.
Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,
− Karty charakterystyki substancji niebezpiecznych,

− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

− strony internetowe np. www.wrzesnia.com.pl/instrukcje bhp.html, www.ciop.pl/html,

Przebieg zajęć:

Zadanie dla ucznia:
Oceń toksyczność i zagrożenia dla środowiska wynikające z właściwości metanolu
i formaldehydu na podstawie Kart charakterystyki substancji niebezpiecznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Tekst przewodni do wykonywania zadania

Działania

Lp. Nazwa

etapu

nauczyciela uczniów

1 Informacje

Prezentuje informacje zawarte
w Kartach charakterystyki
substancji niebezpiecznej
i preparatu niebezpiecznego

Zapoznają się
z Kartami charakterystyki dla
metanolu
i formaldehydu

2 Planowanie

Podaje uczniom sposób oceny
wykonania zadania

Z kart charakterystyki substancji
niebezpiecznych dla metanolu
i formaldehydu wybierają
informacje konieczne do wykonania
zadania, projektują tabelę, w której
zaprezentują zebrane informacje
dotyczące toksyczności substancji
i zagrożeń z tego wynikających dla
organizmu człowieka i środowiska
(emisja do atmosfery i ścieki
odprowadzane do wód)

3. Ustalenia

Analizuje z uczniami

poprawność wyboru informacji i
trafność sposobu prezentacji tych
informacji

Dyskutują nad wyborem
koniecznych informacji
do wykonania zadania
i sposobem prezentowania tych
informacji

4. Wykonanie Czuwa nad prawidłowym

przebiegiem wykonywania
zadania

Wykonują
zadanie, zapisują potrzebne
informacje

5. Sprawdzenie Ocenia wykonane zadanie

zgodnie z przyjętymi
kryteriami

Wskazuje nieprawidłowości
wykonania poszczególnych
czynności

Prezentują wykonane zadanie
i sformułowane wnioski,
dokonują samooceny

6.

Analiza

Zadaje pytania uczniom:
1. Co sprawiło Ci największą
trudność przy wykonywaniu
zadania?
2. Gdzie tkwi przyczyna
wystąpienia tej trudności?

Odpowiadają
na pytania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Kryteria oceny

Lp.

Czynności

Kryterium oceny

Punktacja

1.

Przygotowanie

Poprawne:
- wybranie informacji,
- sporządzenie tabeli

1
1

2. Wykonanie zadania Poprawne:

- zapisanie informacji,
- dokonanie oceny właściwości niebezpiecznych
metanolu i formaldehydu,
- wyciągnięcie wniosków o zagrożeniach:
na stanowisku pracy,
podczas transportu i przechowywania,
w procesie produkcyjnym

1

1

1
1
1

3. Zachowanie porządku na stanowisku pracy

1

Razem

8

Punktacja
8 – 7 punktów – ocena bardzo dobra,
6 – 5 punktów – ocena dobra,
4 punkty – ocena dostateczna,
3 punkty – ocena dopuszczająca
poniżej 3 punktów – ocena niedostateczna.

Zakończenie zajęć

Praca domowa
Na podstawie poznanych właściwości niebezpiecznych metanolu i formaldehydu wyjaśnij
zastrzeżenia związane ze stosowaniem metanolu jako składnika paliw.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

sprawdzenie arkuszy tekstu przewodniego.

„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 metanolu 311[31].Z4.04
i kwasu octowego

Temat: Opracowanie schematu ideowego produkcji kwasu octowego z etylenu

i acetylenu oraz gazu syntezowego.

Cel ogólny: kształtowanie umiejętności opracowania schematu ideowego, porównania

różnych metod wytwarzania na przykładzie produkcji kwasu octowego.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

− opracować prosty schemat ideowy otrzymywania produktu z wybranego surowca,

− wybrać informacje technologiczne niezbędne do przedstawienia ciągu procesów,

− porównać metody otrzymywania wybranego produktu z różnych surowców,
− zaprezentować opracowane schematy ideowe.
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

jednego miesiąca.

Środki dydaktyczne:

− literatura z rozdz. 7,
− czasopisma specjalistyczne, np. ,,Przemysł Chemiczny”, ,,Chemik”,

− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu oraz oprogramowaniem

umożliwiającym sporządzanie schematów,

Przebieg zajęć:

Tematy projektów:
1. Produkcja kwasu octowego z etylenu.
2. Produkcja kwasu octowego z acetylenu.
3. Produkcja kwasu octowego z gazu syntezowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Czynności

Lp. Fazy

przygotowania

projektu

nauczyciela

uczniów

1. Wprowadzenie

do tematu
i zasugerowanie
problemów do
rozwiązania

- podaje informacje niezbędne do
zapoznania uczniów,
z problematyką produkcji kwasu
octowego z różnych surowców,
- podaje literaturę

- tworzą zespoły zadaniowe

2. Sformułowanie

tematów
i ustalenie
zakresu
projektów

- wyjaśnia zasadę metody
projektów,
- ustala formę projektów, czas
prezentacji i kryteria ocen,
- ustala terminy konsultacji

- wybierają tematy przyszłych
projektów,
- opracowują plan działania

3. Realizacja

projektów

- odpowiada na pytania uczniów
związane z realizacją projektów,
- czuwa nad zaplanowanym
przebiegiem ich realizacji

- studiują literaturę,
- 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 zadań,
- zadaje pracę domową

- 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, foliogramy, 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 członków grupy.

Zakończenie zajęć

Praca domowa
Korzystając z dostępnych źródeł informacji, podaj zastosowanie kwasu octowego.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

− anonimowa ankieta dotycząca trudności podczas wykonywania projektu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

INSTRUKCJA DO WYKONANIA PROJEKTU

Celem projektu jest opracowanie schematu ideowego produkcji kwasu octowego

z różnych surowców.
1. Projekt będziecie realizować w trzy- lub czteroosobowych grupach w ciągu miesiąca.
2. Podzielcie się na grupy i wybierzcie lidera, który będzie odpowiadał za podział zadań

w grupie, czuwał nad prawidłowym przebiegiem pracy i informował nauczyciela o jej
postępach.

3. Wybierzcie jeden z poniższych tematów:
Produkcja kwasu octowego z etylenu.
Produkcja kwasu octowego z acetylenu.

Produkcja kwasu octowego z gazu syntezowego.

4. Wszyscy powinniście uwzględnić następujące informacje:

-

równania reakcji odpowiednie dla wybranej syntezy,

-

katalizatory właściwe dla poszczególnych etapów produkcji,

-

najważniejsze parametry techniczne,

-

czystość produktów końcowych,

-

krótką ocenę efektywności ekonomicznej i dostępności surowców, aktualne
wykorzystanie w przemyśle.

5. Opracujcie dokładny plan działania.
6. Zaplanujcie, w jakiej formie zaprezentujecie zebrany materiał.
7. Przedstawcie sprawozdanie z realizacji projektu w terminie określonym w kontrakcie.
8. Sprawozdanie powinno zawierać:

-

stronę tytułową (temat i autorzy),

-

streszczenie projektu,

-

wnioski,

-

zakres obowiązków i zaangażowanie każdego z członków grupy,

-

bibliografię,

-

załączniki.

9. Każda grupa otrzyma 10 minut na prezentację swojego projektu.
10. Projekt będzie oceniany wg następujących kryteriów:

-

sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,
wykorzystanie czasu prezentacji,

-

estetyka wykonania projektu,

-

stopień uzyskania zamierzonych celów,

-

prawidłowość treści,

-

pracowitość i zaangażowanie członków grupy.

11. Ostateczna ocena uwzględnia opinie uczniów podczas dyskusji nad projektem.




Życzę ciekawych rozwiązań, dobrej współpracy w grupie i jak najlepszych ocen.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

5. ĆWICZENIA

5.1. Znaczenie i zastosowania metanolu

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj schemat ideowy syntez organicznych z metanolu.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z możliwościami wykorzystania metanolu do syntez organicznych,

korzystając z materiałów w punkcie 4.1.1. oraz w literaturze z rozdziału 6,

2) wypełnić „puste prostokąty” na przygotowanym arkuszu,
3) zaprezentować efekty swojej pracy,
4) porównać z efektami innych wykonawców, skorygować błędy lub braki.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

− arkusz do wypełnienia,
− materiał nauczania, punkt 4.1.1.(Poradnik dla ucznia),

− literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Dokonaj oceny właściwości technicznych i ekologicznych metanolu jako paliwa

silnikowego lub jako komponentu benzyn wysokooktanowych.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wybrać i zapisać informacje o możliwościach zastosowań metanolu w branży paliwowej,
2) odnaleźć informacje o ograniczeniach technicznych stosowania metanolu jako paliwa,
3) odnaleźć informacje o skutkach ekologicznych wynikających z zastosowań metanolu jako

paliwa silnikowego lub komponentu benzyn wysokooktanowych,

4) wybrane informacje zapisać w punktach,
5) przeprowadzić dyskusję zalet i wad metanolu w tych zastosowaniach,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

6) dokonać oceny, podsumowań,
7) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,

− materiał nauczania, punkt 4.1.1.(Poradnik dla ucznia),
− literatura z rozdziału 7,

− aktualne czasopisma branżowe, Internet.

Ćwiczenie 3

Oceń toksyczność metanolu, formaldehydu na podstawie kart charakterystyki substancji

niebezpiecznych.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować Karty charakterystyki substancji niebezpiecznej i preparatu niebezpiecznego dla
metanolu i formaldehydu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać w aktualnie obowiązującym zestawie Kart charakterystyki substancji

niebezpiecznych, karty dotyczące metanolu i formaldehydu,

2) wybrać informacje dotyczące właściwości toksycznych i niebezpiecznych metanolu

i formaldehydu dla organizmu człowieka i środowiska; emisja do atmosfery i ścieki
odprowadzane do wód,

3) wybrać informacje o warunkach przechowywania, dystrybucji, transportu metanolu

i formaldehydu,

4) ustalić zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska obowiązujące

na stanowiskach pracy, gdzie stosowany jest metanol i formaldehyd,

5) wybrać informacje o objawach zatrucia i sposobach udzielania pierwszej pomocy osobom

zatrutym metanolem i formaldehydem,

6) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,

− zestaw Kart charakterystyki substancji niebezpiecznych
− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

− strony internetowe np. www.wrzesnia.com.pl/instrukcje bhp.html, www.ciop.pl/html,

− literatura z rozdziału 7 i aktualizacje.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

Załącznik nr 1. do ćwiczenia 1, p. 5.1.1 [1]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

5.2. Warunki syntezy metanolu

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj chemizm procesu i skład gazu syntezowego stosowanego do zasilania

reaktorów, w których prowadzona jest synteza metanolu.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapisać równania reakcji otrzymywania metanolu z gazu syntezowego z uwzględnieniem

efektów energetycznych,

2) przeanalizować wpływ zmian ciśnienia, temperatury na przebieg reakcji, wydajność

procesu syntezy metodą Lurgi,

3) na podstawie materiałów ustalić optymalny skład gazu syntezowego do otrzymywania

metanolu,

4) zapisać informacje, porównać z innymi wykonującymi ćwiczenie,
5) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,

− materiał nauczania, punkt 4.2.1. (Poradnik dla ucznia),

− literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj skład i warunki pracy katalizatora, uzasadnij dobór parametrów syntezy

metanolu.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) ustalić skład katalizatora stosowanego w syntezie metanolu i optymalne dla jego

aktywności warunki pracy,

2) sprawdzić graniczne temperatury pracy katalizatora,
3) ustalić optymalne ciśnienie dla pracy katalizatora,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

4) ustalić wpływ zmian szybkości objętościowej przepływu gazu syntezowego przez reaktor

na pracę katalizatora,

5) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

− materiał nauczania, punkt 4.2.1. (Poradnik dla ucznia),

− literatura z rozdziału 7,
− aktualne dane o katalizatorach i procesach produkcji metanolu,

− czasopisma branżowe, Internet.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

5.3. Schemat instalacji produkcji metanolu, integracja ze
zbiornikiem para-kondensat. Budowa rurkowych reaktorów
Lurgi

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy uproszczonego schematu instalacji do produkcji metanolu metodą Lurgi.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować schemat instalacji do produkcji metanolu metodą Lurgi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zidentyfikować na schematach technologicznych poszczególne części instalacji, reaktor,

sprężarki, zbiorniki, kolumny destylacyjne,

2) przeanalizować poszczególne węzły produkcji: syntezę, oczyszczanie surowego metanolu,

wytwarzanie pary,

3) sporządzić schemat blokowy technologii syntezy metanolu,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego

Środki dydaktyczne:

− uproszczony schemat technologiczny na arkuszu lub symulacja komputerowa instalacji

do produkcji metanolu,

− materiały do rysowania lub stanowisko komputerowe z oprogramowaniem

umożliwiającym sporządzanie schematów.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy budowy i zasady działania reaktorów stosowanych do otrzymywania

metanolu. Zidentyfikuj na fotografii części instalacji do syntezy metanolu.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia, przygotować schematy technologiczne reaktorów
stosowanych do otrzymywania metanolu i fotografie części instalacji do syntezy metanolu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odnaleźć w materiale opisowym informacje dotyczące budowy reaktorów stosowanych

do otrzymywania metanolu, sposobu rozmieszczenia katalizatora, sposobu wprowadzania
do reaktora gazu syntezowego, odbioru surowego metanolu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

2) korzystając ze schematów, ustalić podobieństwa i różnice w budowie i zasadach pracy

reaktorów,

3) wybrać informacje dotyczące materiałów konstrukcyjnych,
4) przeanalizować zasady pracy nowych reaktorów i ich budowę, porównać do stosowanych

obecnie,

5) rozróżnić na fotografii widoczne części instalacji np. reaktor, zbiornik para-kondensat,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

− schematy instalacji na arkuszu lub symulacja komputerowa,

− opisy działania reaktora w materiałach,
− fotografie instalacji,

− literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 3

Ustal zasady doboru parametrów pracy aparatów układu reaktor/zbiornik para-kondensat.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować materiały zawierające informacje o parametrach pracy reaktora, ich

optymalizacji,

2) wybrać informacje o współpracy reaktora ze zbiornikiem para-kondensat, parametrach

panujących w układzie pary,

3) prześledzić sposoby wykorzystania ciepła w całej instalacji,
4) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w syntezie metanolu,
5) przeanalizować wpływ zmian niektórych parametrów, np. szybkości objętościowej

przepływu gazu w reaktorze na warunki pracy i bezpieczeństwo całego układu,

6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego

Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,

− materiały nauczania z punktu 4.3.1.,
− literatura z rozdziału 7,

− przybory do pisania, rysowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

5.4. Zużycie energii w produkcji metanolu, sterowanie procesem

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Porównaj jednostkowe zużycie energii w produkcji metanolu z różnych surowców.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odnaleźć w materiałach dla ucznia lub literaturze wielkości zużycia jednostkowego

energii w różnych procesach syntezy metanolu, wysoko- i średniociśnieniowych oraz
z różnych surowców,

2) obliczyć różnice zużycia energii w przypadku stosowania różnych surowców,
3) sprawdzić w tabelach wartość opałową gazu ziemnego wysokometanowego,
4) przeliczyć różnice jednostkowego zapotrzebowania energii na równoważną ilość gazu

ziemnego wysokometanowego,

5) wyciągnąć wnioski i uzasadnić przyczyny dominacji gazu ziemnego jako surowca

do syntezy metanolu,

6) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

− poradniki, tabele wartości opałowej surowców energetycznych,
− materiał nauczania (Poradnik dla ucznia),

− literatura z rozdziału 7,

− kalkulator.

Ćwiczenie 2

Oblicz bilans materiałowy i energetyczny w procesie wytwarzania metanolu.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapisać równania reakcji przebiegające podczas syntezy metanolu,
2) odnaleźć w materiale nauczania jednostkowe zużycie energii w poszczególnych

procesach,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

3) ustalić aktualną cenę energii,
4) przeczytać uważnie polecenie odpowiedniego zadania,
5) przeliczyć potrzebne jednostki, np. masy i objętości gazów,
6) wykonać niezbędne obliczenia,
7) sprawdzić wyniki.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,

− układ okresowy pierwiastków,
− tabele cen energii,

− materiał nauczania (Poradnik dla ucznia),

− kalkulator,
− literatura z rozdziału 7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

5.5. Produkcja kwasu octowego

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy schematu ideowego produkcji kwasu octowego metodą Monsanto.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować schematy ideowe produkcji kwasu octowego metodą Monsanto.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odnaleźć na schemacie reaktor, poszczególne aparaty i urządzenia,
2) prześledzić proces produkcji kwasu octowego, poznać parametry procesu,
3) w materiale w punkcie 4.5.1. wybrać informacje o stosowanym katalizatorze rodowym

oraz jego roli w syntezie kwasu octowego,

4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,

− schemat ideowy formatu A4 na każdym stoliku uczniowskim lub stanowisko

komputerowe,

− materiał nauczania , p.4.5.1. (Poradnik dla ucznia),
− literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Opracuj schemat ideowy produkcji kwasu octowego z etylenu lub acetylenu oraz gazu

syntezowego.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wybrać informacje o przebiegu produkcji kwasu octowego z wybranego surowca,
2) zapisać odpowiednie równania reakcji,
3) zilustrować poszczególne etapy produkcji za pomocą prostokątów, powiązania między

nimi,

4) zapisać w punktach lub zaznaczyć na schemacie podstawowe parametry techniczne,
5) za pomocą odpowiednich strzałek,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

6) zaprezentować efekty swojej pracy,
7) dokonać oceny ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu oraz oprogramowaniem

umożliwiającym sporządzanie schematów,

− literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 3

Oceń toksyczność kwasu octowego na podstawie Kart charakterystyki substancji

niebezpiecznych.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować Karty charakterystyki dla kwasu octowego o różnych stężeniach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z Kartą charakterystyki kwasu octowego,
2) odnaleźć punkty informujące o właściwościach kwasu octowego o różnych stężeniach,

szczególnie kwasu stężonego,

3) odnaleźć informacje o przechowywaniu, transporcie kwasu stężonego,
4) wybrać informacje o postępowaniu w przypadku poparzenia, wycieku itd.,
5) dokonać oceny właściwości kwasu octowego i możliwych zagrożeń,
6) zaprezentować ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

− metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

− tekst przewodni do wykonania zadania,
− Karty charakterystyki substancji niebezpiecznych

− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

− strony internetowe np. www.wrzesnia.com.pl/instrukcje bhp.html, www.ciop.pl/html.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

TEST

Test do jednostki modułowej „Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego”

Test składa się z 20 zadań, z których:

− zadania 1, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18 są z poziomu podstawowego,

− zadania 2, 3, 8, 13, 14, 19, 20 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 8 zadań z poziomu podstawowego,

-

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego,

-

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 4 z poziomu ponadpodstawowego,

-

bardzo dobry – za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 6 z poziomu

ponadpodstawowego.

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

b

Plan testu

Nr

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1.

Wybrać główne składniki systemu
katalitycznego w syntezie metanolu

B P a

2.

Ustalić skutki pracy katalizatora
w temperaturze powyżej 270

0

C

stosowanego w syntezie metanolu

C PP b

3.

Wskazać rolę Al

2

O

3

w systemie

katalitycznym syntezy metanolu

B PP a

4.

Wskazać parametry pracy katalizatora
decydujące o jego aktywności
i trwałości

B P d

5.

Wskazać metodę otrzymywania kwasu
octowego do celów spożywczych

B P d

6.

Wskazać rodzaj reakcji, jaka zachodzi
podczas syntezy kwasu octowego
z metanolu

B P a

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

Nr

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

7.

Wskazać katalizator stosowany
w syntezie kwasu octowego z metanolu

B P a

8.

Wybrać surowiec użyty do syntezy
kwasu octowego na podstawie
schematu reakcji

B PP b

9.

Wskazać najlepszy surowiec do
syntezy metanolu ze względu na
jednostkowe zużycie energii

B P a

10.

Wskazać kwas octowy
o właściwościach toksycznych

B P d

11.

Wskazać udział metanolu w mieszance
benzyna-metanol bez potrzeby zmiany
konstrukcji silnika

B P c

12.

Nazwać pochodną metanolu stosowaną
do zwiększenia liczby oktanowej
w benzynach bezołowiowych

B P a

13. Przeliczyć jednostkowe zużycie energii

D

PP

b

14.

Obliczyć równoważną ilość gazu
wysokometanowego dla uzyskania
odpowiedniej ilości energii

D PP c

15.

Wybrać właściwy aktywator
katalizatora w syntezie kwasu
octowego metodą Monsanto

C P a

16.

Podać warunki syntezy metanolu
w metodzie Lurgi (ICI)

A P b

17. Wskazać objawy zatrucia metanolem

B

P

d

18.

Wskazać kierunki wykorzystania
metanolu jako surowca chemicznego

B P b

19.

Obliczyć ilość metanolu potrzebną do
syntezy 1 t kwasu octowego

D PP c

20.

Obliczyć objętość CO (w. n.) potrzebną
do syntezy 1 t kwasu octowego

D PP b

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Przebieg testowania

INSTRUKCJA DLA NAUCZYCIELA

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

wyprzedzeniem.

2. Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.

3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania.

4. Przeprowadź z uczniami próbę udzielania odpowiedzi na takie typy zadań testowych,

jakie będą w teście.

5. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi).

6. Zapewnij uczniom możliwość samodzielnej pracy.

7. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, podaj czas przeznaczony

na udzielanie odpowiedzi.

8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru

dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości).

9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się

czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.

10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.

11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.

12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które

sprawiły uczniom największe trudności.

13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.

14. 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 pytań testowych.

4. Test zawiera 20 zadan dotyczących technologii wytwarzania metanolu i kwasu octowego.

Są to pytania wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Prawidłową odpowiedź

zaznacz X (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,

a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

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

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

pytania: 8, 13, 14, 19, 20, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe.

8. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia

Materiały dla ucznia:

-

instrukcja,

-

zestaw zadań testowych,

-

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. W systemie katalitycznym syntezy metanolu głównym składnikiem katalizującym reakcję

jest:
a) CuO-ZnO
b) CuO-Cr

2

O

3

c) ZnO-Al

2

O

3

d) Cr

2

O

3

-Al

2

O

3

2. Katalitycznej syntezy metanolu nie powinno się prowadzić powyżej temperatury 270

°C,

ze względu na:
a) oszczędność energii
b) starzenie katalizatora
c) zmianę kierunku reakcji
d) zmniejszenie wydajności przemiany

3. Tlenek glinu w katalitycznym systemie syntezy metanolu pełni rolę:

a) nośnika
b) katalizatora
c) aktywatora
d) stabilizatora

4. Najważniejszym parametrem, obok temperatury, dla właściwego funkcjonowania

katalizatora i jego trwałości jest:
a) ciśnienie w układzie pary
b) ciśnienie gazu reakcyjnego
c) sposób odbioru surowego metanolu
d) równomierność i szybkość przepływu gazu

5. Kwas octowy o stężeniu 10% do celów spożywczych otrzymuje się:

a) z etylenu
b) z metanolu
c) z acetylenu
d) przez fermentację

6. W syntezie kwasu octowego z metanolu zachodzi reakcja:

a) karbonylowania
b) oksychlorowania
c) konwersji
d) utleniania

7. W syntezie kwasu octowego z metanolu stosowane są katalizatory:

a) rodowe
b) glinowe
c) chromowe
d) miedziowe

8. Surowcem X, z którego można otrzymać kwas octowy w następujących etapach jest:

a) metanol
b) etylen
c) acetylen
d) gaz syntezowy

utlenianie

utlenianie

X

aldehyd octowy

kwas octowy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

9. Ze względu na jednostkowe zużycie energii, najlepszym surowcem do syntezy metanolu

jest:
a) gaz ziemny
b) węgiel kamienny
c) węgiel brunatny
d) pozostałości naftowe

10. Właściwości toksyczne ma kwas octowy:

a) tylko otrzymywany syntetycznie
b) o każdym stężeniu
c) w każdej dawce
d) stężony 80%

11. Maksymalna ilość metanolu w mieszance benzyna- metanol , jaką można stosować bez

zmian konstrukcyjnych silnika wynosi:
a) 5%
b) 10%
c) 15%
d) 25%

12. Pochodną metanolu stosowaną jako dodatek do paliw silnikowych, zwiększający liczbę

oktanową benzyn bezołowiowych jest:
a) MTBE
b) ETDA
c) METD
d) ATBM

13. Jeśli zużycie energii w produkcji metanolu wynosi 32 GJ/t, to w przeliczeniu na 1 kg

wynosi:
a) 32 KJ
b) 32 MJ
c) 320 KJ
d) 3200 J

14. Wartość opałowa gazu wysokometanowego wynosi około35 MJ/m

3

. Produkcja 1t

metanolu, przy jednostkowym zużyciu energii 32 GJ/t, wymaga spalenia
wysokometanowego gazu w ilości:
a) 9-10 m

3

b) 90-100 m

3

c) 900-1000 m

3

d) 9000-10000 m

3

15. Aktywatorem katalizatora w syntezie kwasu octowego metodą Monsanto jest:

a) jod
b) brom
c) tlenek glinu
d) tlenek cynku

16. Proces tzw. średniociśnieniowej syntezy metanolu (Lurgi, ICI) prowadzony jest pod

ciśnieniem:

a) 0,5 – 1,0 MPa
b) 4,0 – 10 MPa
c) 15 – 20 MPa
d) 30 – 32 MPa

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

17. Typowymi objawami zatrucia przewlekłego metanolem są:

a) bóle żołądka
b) bóle głowy
c) uczucie zmęczenia
d) zaburzenia widzenia

18.W strukturze kierunków wykorzystania metanolu jako cennego surowca chemicznego

największy udział ma:

a) kwas octowy
b) formaldehyd
c) metyloaminy
d) halogenki metylu

Informacja do zadań 19, 20
Wydajność produkcji kwasu octowego metodą Monsanto wynosi 99% w stosunku do CH

3

OH

i 90% w stosunku do CO. Masy molowe wybranych substancji wynoszą: CH

3

OH-32 g/mol,

CO-28 g/mol, CH

3

COOH-60 g/mol.

19. Przybliżona ilość metanolu potrzebna do otrzymania 1t kwasu octowego wynosi:

a) 240 kg
b) 320 kg
c) 550 kg
d) 1200 kg

20. Objętość CO (w warunkach normalnych) potrzebnego do otrzymania 1t kwasu octowego

wynosi:
a) 250 m

3

b) 400 m

3

c) 1000 m

3

d) 2500 m

3

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

KARTA ODPOWIEDZI

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

Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź Punktacja

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

Test praktyczny wysoko symulowany
do jednostki modułowej „Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego”

Zadanie dla ucznia:
Dokonaj analizy budowy i pracy reaktora syntezy metanolu metodą Lurgi.

Plan testu

Lp. Nazwa

czynności

Liczba punktów

możliwych do

uzyskania

1. Zapisanie

równań reakcji syntezy metanolu

2

Wykonanie schematu przekroju reaktora rurkowego Lurgi

5

2.

-

wykonanie szkicu przekroju reaktora

zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1p)
właściwe zaznaczenie ułożenia rurek (1p)

-

zaznaczenie kierunku ruchu pary w przestrzeni
międzyrurkowej

-

zaznaczenie miejsca wprowadzenia reagentów

-

zaznaczenie miejsca odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej

2

1

1
1

3.

Opisanie budowy i materiału konstrukcyjnego

opisanie budowy reaktora rurkowego Lurgi (1p)
podanie materiału konstrukcyjnego (1p)

2

4.

Podanie składu i rozmieszczenia katalizatora

podanie składu katalizatora (1p)
podanie rozmieszczenia katalizatora (1p)

2

5.

Podanie parametrów pracy reaktora rurkowego Lurgi

podanie właściwego ciśnienia (1p)
podanie właściwej temperatury (1p)

2

Razem

13

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

13 – 12 punktów – bardzo dobry,
11 – 10 punktów – dobry,
9 – 8 punktów – dostateczny
7 – 6 punktów – dopuszczający.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

INSTRUKCJA DLA NAUCZYCIELA

1) Przed rozpoczęciem wykonywania zadania przez uczniów należy:

-

zapewnić warunki do samodzielnej pracy,

-

rozdać karty pracy oraz instrukcje dla ucznia,

-

odczytać uczniom przeznaczoną dla nich instrukcję oraz udzielić odpowiedzi

na pytania.

2) Podczas wykonywania zadania powinny być spełnione następujące warunki:

-

czas trwania testu 45 minut,

-

praca samodzielna, indywidualne stanowiska pracy,

-

maksymalna liczba uczniów w grupie – 16 osób,

-

wykonane zadanie uczeń opisuje na karcie pracy,

-

nauczyciel pełni rolę obserwatora,

-

kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu nauczyciel przypomina uczniom

o zbliżającym się czasie zakończenia zadania,

-

po wykonaniu zadania uczeń oddaje kartę pracy nauczycielowi,

3) Po wykonania zadania nauczyciel:

-

wpisuje do karty oceny wyniki przeprowadzonego testowania,

-

przeprowadza analizę wyniku sprawdzianu,

-

opracowuje wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie

niepowodzeń dydaktycznych.

Uczeń może otrzymać maksymalnie 13 punktów.

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Zadanie, które będziesz wykonywać polega na dokonaniu analizy budowy i pracy

reaktora syntezy metanolu.

Aby wykonać zadanie powinieneś w karcie pracy:

1. Zapisać równania reakcji syntezy metanolu
2. Wykonać schematu przekroju reaktora rurkowego Lurgi

-

wykonać szkic przekroju reaktora

-

zaznaczyć kierunek ruchu pary w przestrzeni międzyrurkowej

-

zaznaczyć miejsce wprowadzenia reagentów

-

zaznaczyć miejsce odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej

3. Opisać budowę i materiał konstrukcyjny reaktora rurkowego Lurgi

4. Podać skład i rozmieszczenie katalizatora

5. Podać parametry pracy reaktora rurkowego Lurgi

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

KARTA PRACY

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

Test praktyczny wysoko symulowany
do jednostki modułowej „Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego”

Zadanie dla ucznia:
Dokonaj analizy budowy i pracy reaktora syntezy metanolu.

1. Równania reakcji syntezy metanolu (2 pkt)



2. Schemat przekroju reaktora rurkowego Lurgi (5 pkt)

-

wykonać szkic przekroju reaktora

-

zaznaczyć kierunek ruchu pary w przestrzeni międzyrurkowej

-

zaznaczyć miejsce wprowadzenia reagentów

-

zaznaczyć miejsce odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej

3. Budowa i materiał konstrukcyjny reaktora rurkowego Lurgi (2 pkt)




4. Skład i rozmieszczenie katalizatora (2 pkt)


5. Parametry pracy reaktora rurkowego Lurgi (2 pkt)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

KARTA OCENY

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

Test praktyczny wysoko symulowany
do jednostki modułowej „Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego”

Zadanie:
Dokonaj analizy budowy i pracy reaktora syntezy metanolu.

Lp. Nazwa

czynności Uzyskana

liczba

punktów

1. Zapisanie

równań reakcji syntezy metanolu

Wykonanie schematu przekroju reaktora rurkowego Lurgi

2.

-

wykonanie szkicu przekroju reaktora

zachowanie proporcji wymiarów i kształtu
właściwe zaznaczenie ułożenia rurek

-

zaznaczenie kierunku ruchu pary w przestrzeni
międzyrurkowej

-

zaznaczenie miejsca wprowadzenia reagentów

-

zaznaczenie miejsca odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej

3.

Opisanie budowy i materiału konstrukcyjnego

opisanie budowy reaktora rurkowego Lurgi
podanie materiału konstrukcyjnego

4.

Podanie składu i rozmieszczenia katalizatora

podanie składu katalizatora
podanie rozmieszczenia katalizatora

5.

Podanie parametrów pracy reaktora rurkowego Lurgi

podanie właściwego ciśnienia
podanie właściwej temperatury

Razem

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

13 – 12 punktów – bardzo dobry,
11 – 10 punktów – dobry,
9 – 8 punktów – dostateczny
7 – 6 punktów – dopuszczający.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

7. LITERATURA

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

i półprodukty. WAE, 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 1996