# Egzamin zawodowy — zadanie PE

> Źródło: matura.lol — https://matura.lol/question/a56-2015-czerwiec-egzamin-zawodowy-praktyczny/zad/PE
> Wersja Markdown strony zadania (dla asystentów AI). Przy cytowaniu podaj matura.lol i link powyżej.

- arkusz: Egzamin zawodowy A56 · czerwiec 2015
- rok: 2015
- typ: open

## Treść

Zadanie egzaminacyjne
Opracuj kartę technologiczną dla procesu technologicznego otrzymywania saletry amonowej metodą
zobojętniania kwasu azotowego(V) gazowym amoniakiem, sporządź bilans materiałowy oraz uzupełnij
uproszczony schemat blokowy (wpisując w pola oznaczone od A do H brakujące nazwy surowców,
produktu i operacji technologicznych), a także wypełnij tabelę zaleceń dotyczących magazynowania
gotowego produktu.
Skrócony opis procesu technologicznego otrzymywania saletry amonowej przez zobojętnianie kwasu
azotowego(V) amoniakiem.
Podstawy procesu
Przemysłowa metoda wytwarzania saletry amonową polega na zobojętnianiu kwasu azotowego(V)
gazowym amoniakiem zgodnie z reakcją przedstawioną równaniem
HNO; + NH; === NH,NO; AH = -144,9 kJ/mol
Surowcami do produkcji są gazowy amoniak oraz 56% HNO3. Azotan(V) amonu jest substancją nietrwałą.
W stanie czystym topi się w temperaturze 169°C. Jednak już w temperaturze powyżej 100°C obserwuje się
jego rozkład, spowodowany odwracalnym charakterem reakcji zobojętniania. W wyższej temperaturze
mogą zachodzić reakcje, w których powstają gazowe produkty rozkładu: NO, NO, NO; lub N». Jeśli
temperatura przekracza 200°C, może nastąpić gwałtowny rozkład azotanu(V) amonu, kończący się
niekiedy detonacją. Przy produkcji azotanu(V) amonu konieczne są zabezpieczenia ograniczające ryzyko
związane z operowaniem dużą masą materiału. Jony wodorowe, chlorkowe oraz jony niektórych metali
(np. żelaza) katalizują rozkład azotanu(V) amonu, zwiększając ryzyko wybuchu już w temperaturze
otoczenia. Korzystny jest natomiast nadmiar amoniaku, gdyż w środowisku zasadowym azotan(V) amonu
jest bardziej stabilny.
Ponieważ wydzielone ciepło silnie egzotermicznej reakcji może spowodować wzrost temperatury
prowadzący do rozkładu kwasu azotowego(V) oraz azotanu(V) amonu, w procesie produkcyjnym nie
można bezpośrednio wprowadzać amoniaku do kwasu. Problem rozwiązuje się przez utrzymywanie
w obiegu pewnej ilości roztworu NH4NO3, do którego dozuje się amoniak i kwas. Roztwór azotanu(V)
opuszczający neutralizator jest już częściowo zagęszczony, gdyż w trakcie procesu woda w znacznym
stopniu odparowuje jedynie kosztem ciepła zobojętniania i unoszona jest z neutralizatora wraz z parą.
Przebieg procesu
Para Fometrze
= Em) Para
| Fara Suche powelrze
a <=
Pera x
56 HNO; SEE
Wh, so
Pora
| | Para | |
T=]
Rocciprezery
(ok. 15%) roctace
MH NOs >
pm NA,
KrS0
~S
(© INNE ©
5 3 11
ĄŻ
1
6 ERZESRZWEZRESZERTRCH ©
0 long
Mączka wapienną
ER
me "FE" YYY
(© ERN
= = 1
% Pomietrze
1 - neutralizator, 2 - zbiornik rozprezajacy,3 - wyparka próżniowa, 4 - zbiornik pośredni, 5 - zbiornik
homogenizacyjny, 6 - pompy, 7 - wyparka końcowa, 8 - zbiornik wyparki, 9 - zbiornik naporowy, 10 - wieża
granulacyjna, 11 - przenośniki taśmowe, 12 - sito wibracyjne, 13 - podnośnik kubełkowy, 14 - chłodnica fluidalna,
15 - obrotowy bęben pudrujący.
Rysunek 1. Uproszczony schemat instalacji produkcji saletry amonowej
Do dolnej części neutralizatora (1) wtłacza się rozcieńczony (15%) roztwór saletry, a następnie wprowadza
się w kwas azotowy i gazowy amoniak pod ciśnieniem 0,6 MPa. Reakcja zobojętniania przebiega w rurze
stanowiącej wewnętrzny element neutralizatora pracującego pod ciśnieniem 0,4 MPa. Temperaturę procesu
utrzymuje się w zakresie 175+180°C dzięki zachowaniu odpowiedniej proporcji ilościowej trzech
wprowadzanych strumieni (HNO;, NH; 15% roztwór NH4NO3). Z neutralizatora odbiera się roztwór
NH,NO; o stężeniu ok. 78%, który przez zbiornik rozprężający (2) kieruje się do wyparki próżniowej (3)
(obniżone ciśnienie, temperatura 140°C). Roztwór zatężany jest tam do zawartości 95% NH,NOs;, a po
opuszczeniu wyparki i dodaniu niewielkiej ilości amoniaku w zbiorniku pośrednim (4), kierowany do
zbiornika homogenizacyjnego (5) wyposażonego w mieszadło ramowe. Do zbiornika dozuje się 96% kwas
siarkowy(VI), który reaguje z uprzednio dodanym amoniakiem tworząc siarczan(VI) amonu. Jego
niewielka zawartość w saletrze poprawia jej właściwości mechaniczne. Poza H,SO, do zbiornika podaje
się również zawracane do procesu nadziarno i podziarno saletry z sita wibracyjnego. Następnie roztwór
tłoczy się do atmosferycznej wyparki końcowej (7) (temperatura 180°C), gdzie następuje jego zatężenie do
zawartości 99,7% NH4NO;. Aby zapobiec krzepnięciu stężonych roztworów saletry amonowej
(78+99,7%), utrzymuje się je w odpowiednio wysokiej temperaturze (od 137 do 377°C - zależnie od
stężenia). Rurociągi, którymi przepływają te roztwory są przeponowo ogrzewane parą wodną. Zatężony
roztwór spływający ze zbiornika naporowego (9) rozbryzguje się przez specjalne dysze do górnej części
wieży granulacyjnej (10). Krople roztworu chłodzone są wprowadzanym od dołu powietrzem. Następuje
ich zestalenie i powstają kuliste granulki saletry. Temperatura krzepnięcia roztworów azotanu(V) amonu
o stężeniu 96+99% wynosi 121+127°C. Gorące ziarna przenośnikiem taśmowym podawane są na sito
wibracyjne. Pożądaną frakcję granulek o średnicy 0,5+5 mm (nadziarno i podziarno zawraca się do
zbiornika homogenizacyjnego) kieruje się do chłodnicy fluidalnej (14), w której granulki chłodzone są
zimnym powietrzem do temperatury nie większej niż 25°C, a następnie do bębna pudrującego (15).
W bębnie granule są pudrowane dozowaną do bębna mączką wapienną, co zapobiega zbrylaniu się saletry .
Bęben pudrujący opuszcza finalny produkt procesu przeznaczony do pakowania.
Wyciąg z Karty charakterystyki substancji niebezpiecznej azotan(V) amonu
wg rozporządzenia REACH 1907/2006/WE i 453/2010/UE
Nie dopuszczać do kontaktu z substancjami łatwopalnymi. Unikać kontaktu z substancjami redukującymi.
Worki polietylenowe lub polipropylenowe worki typu big-bag z wkładką z polietylenu.
Magazynowanie:
Saletrę amonową należy przechowywać w czystych i suchych budynkach magazynowych zabezpieczonych od
strony podłoża przed przenikaniem wilgoci. Nie należy jej przechowywać pod wiatami i na składowiskach.
nieprzekraczających 50 kg przechowywać na niepalnym podłożu w stosach złożonych najwyżej z dwunastu warstw,
w odległości nie mniejszej niż 1,5 m od źródeł ciepła i 0,2 m od ścian magazynu. Worki typu big-bag z nawozem
o masie nieprzekraczającej 500 kg należy przechowywać najwyżej w dwóch warstwach, o masie powyżej 500 kg
w jednej warstwie.
Wykaz danych wyjściowych do sporządzenia bilansu materiałowego
Bilans materiałowy produkcji 1000 kg azotanu(V) amonu w procesie zobojętniania kwasu azotowego(V)
amoniakiem według danych wyjściowych:
azotan(V) amonu zawiera 100% NH,NO3
kwas azotowy(V) o stężeniu 56% HNO3
amoniak gazowy: 99% NH; i 1% zanieczyszczenia nieaktywne
powietrze wlotowe zawiera 0,01 kg H20/1 kg powietrza suchego
powietrze wylotowe zawiera 0,28 kg H,0/1 kg powietrza suchego
stężenie roztworu azotanu(V) amonu odprowadzanego z neutralizatora wynosi 78% NH4NO3
Do obliczeń przyjmij, że proces przebiega z wydajnością 100%, stechiometrycznie zgodnie z zapisem równania
reakcji stanowiącej jego podstawę.
M yu,no, =80g /mol Mio, = 63g/mol Myx, =17g/mol
Wyniki obliczeń podaj w [kg] z dokładnością do liczb całkowitych.
Czas przeznaczony na wykonanie zadania wynosi 180 minut.
Ocenie podlegać będą 4 rezultaty:
- karta technologiczna procesu,
- bilans materiałowy produkcji 1000 kg azotanu(V) amonu w procesie zobojętniania kwasu
azotowego(V) amoniakiem,
- uproszczony schemat blokowy procesu produkcji saletry amonowej, od etapu syntezy do
uzyskania gotowego produktu przeznaczonego do pakowania,
- zalecenia dotyczące magazynowania saletry amonowej.
Karta technologiczna procesu
KARTA TECHNOLOGICZNA PROCESU
m _ o Poe
2.
Składniki wprowadzane do neutralizatora
Przyczyny rozkładu azotanu(V) amonu w temperaturze
powyżej 100 °C
nn“ “ wm Ma FE
Metoda zwiększenia stabilności azotanu(V) amonu Pa
Metoda poprawy właściwości mechanicznych saletry
amonowej
Sposoby zapobiegania krzepnięciu stężonych
(78+99,7%) roztworów saletry amonowej
= _ * m mn Fo
Wykaz punktów kontroli podstawowych parametrów
procesowych (z podaniem wartości wielkości
mierzonej)
Bilans materiałowy produkcji 1000 kg azotanu(V) amonu w procesie zobojętniania
kwasu azotowego(V) amoniakiem
Uproszczony schemat blokowy procesu produkcji saletry amonowej, od etapu syntezy do uzyskania
gotowego produktu przeznaczonego do pakowania:
15%
So Zatezanie próżniowe
H2S04
B
Zalecenia dotyczące magazynowania saletry amonowej
- KO
Maksymalna masa saletry przechowywana
w jednym pomieszczeniu
OO KOKS
- ee

## Odpowiedź

**Odpowiedź (oficjalny klucz CKE):** Organizacja i kontrolowanie procesów technologicznych w przemyśle chemicznym
A.56
01
A.56-01-15.05
Lp.
Rezultaty podlegające ocenie/kryteria oceny
R.1
Rezultat 1: Karta technologiczna procesu
R.1.1
Zapisane równanie reakcji procesu: HNO3 + NH3 ↔ NH4NO3
R.1.2
Zapisane składniki wprowadzane do neutralizatora:
- 15 % roztwor saletry amonowej /NH4NO3-15%
- 56 % roztwór kwasu azotowego(V)/ HNO3 - 56%
- gazowy amoniak /amoniak lub NH3
R.1.3
Zapisana przyczyna rozkładu azotanu(V) amonu w temperaturze powyżej 100 ⁰C: odwracalny charakter reakcji zobojętniania
R.1.4
Zapisane przynajmniej 2 produkty rozkładu azotanu(V) amonu spośród niżej wymienionych: N2O, NO, NO2, N2
R.1.5
Zapisana metoda zwiększenia stabilności azotanu(V) amonu: dodanie nadmiaru amoniaku
R.1.6
Zapisana metoda poprawy właściwości mechanicznych saletry amonowej: dodanie do roztworu NH4NO3 amoniaku i kwasu
siarkowego(VI) w celu wytworzenia siarczanu(VI) amonu
R.1.7
Zapisany sposób zapobiegania krzepnięciu stężonych (78÷99,7 %) roztworów saletry amonowej: utrzywanie roztworów w odpowiednio
wysokiej temperaturze -minimum 137 oC /137 ⁰C ÷ 337 ⁰C
R.1.8
Zapisany sposób zapobiegania zbrylaniu się saletry amonowej: pudrowanie mączką wapienną/ dodawanie mączki wapiennej
R.1.9
Sporządzony wykaz punktów kontroli podstawowych parametrów procesu z podaniem wartości wielkości mierzonej :
- Neutralizator: temperatura 175 ⁰C ÷ 180 ⁰C
- Neutralizator: ciśnienie 0,4 MPa
- Neutralizator: stężenie odbieranego roztworu NH4NO3 78 %
- Wyparka próżniowa: temperatura 140 ⁰C,
- Wyparka próżniowa: obniżone ciśnienie
- Wyparka końcowa: temperatura 180 ⁰C
- Wyparka końcowa: stężenie odbieranego NH4NO3 99,7 %
- Zbiornik naporowy: temperatura 137 ⁰C ÷ 337 ⁰C
- Wieża granulacyjna: temperatura poniżej temperatury krzepniecia (121 ⁰C ÷ 127 ⁰C - w zależności od stęzenia roztworu NH4NO3)
- Chłodnica fluidalna: temperatura do 25 ⁰C
UWAGA: Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli zapisanych jest co najmniej 6 pozycji spośród wyżej wymienionych.
R.2
Rezultat 2: Bilans materiałowy produkcji 1000 kg azotanu(V) amonu w procesie zobojętniania kwasu
azotowego(V) amoniakiem
R.2.1
Obliczone zapotrzebowanie na kwas azotowy(V): 1406 kg / z tolerancją ±1 (
±1 (
±1 (
±1 (zależnie od zaokrąglenia)
R.2.2
Obliczone zapotrzebowanie na amoniak: 215 kg
R.2.3
Obliczona masa wodnego roztworu azotanu(V) amonu otrzymanego w wyniku zmieszania wyliczonej ilości surowców: 1621 kg
Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli uzyskany wynik jest prawidłowy dla wcześniej wyliczonych mas surowców
R.2.4
Obliczona masa wody w roztworze azotanu(V) amonu otrzymanym w wyniku zmieszania wyliczonej ilości surowców: 621 kg
Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli uzyskany wynik jest prawidłowy dla wcześniej wyliczonych mas surowców
R.2.5
Obliczona masa wodnego roztworu azotanu(V) amonu opuszczającego neutralizator: 1282 kg
R.2.6
Obliczona masa wody w roztworze azotanu(V) amonu opuszczającym neutralizator: 282 kg
Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli uzyskany wynik jest prawidłowy dla wcześniej wyliczonej masy roztworu opuszczającego
neutralizator
R.2.7
Obliczona masa wody, jaką należy usunąć z neutralizatora: 339 kg
Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli uzyskany wynik jest prawidłowy dla wcześniej wyliczonych mas roztworów/wody w roztworach
R.2.8
Obliczona masa wody, jaką odbiera 1 kg powietrza: 0,27 kg
R.2.9
Obliczona masa powietrza potrzebnego do odprowadzenia wody (w postaci pary wodnej) z neutralizatora: 1256 kg
Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli uzyskany wynik jest prawidłowy dla wcześniej wyliczonej masy wody, jaką należy usunąć z
neutralizatora
R.2.10
Obliczona masa zanieczyszczeń wprowadzonych z amoniakiem: 2 kg
R.3
Rezultat 3: Uproszczony schemat blokowy procesu produkcji saletry amonowej, od etapu syntezy do
uzyskania gotowego produktu przeznaczonego do pakowania
R.3.1
W pozycji A wpisany surowiec: amoniak/NH3
R.3.2
W pozycji B wpisany surowiec: mączka wapienna/CaCO3
R.3.3
W pozycji C wpisany proces: zobojetnianie/neutralizacja
R.3.4
W pozycji D wpisany proces: homogenizacja
R.3.5
W pozycji E wpisany proces: zatężanie atmosferyczne/zatężanie
R.3.6
W pozycji F wpisany proces: odsiewanie
R.3.7
W pozycji G wpisany proces: chłodzenie fluidyzacyjne/ chłodzenie
R.3.8
W pozycji H wpisany produkt: saletra amonowa/NH4NO3
R.4
Rezultat 4: Zalecenia dotyczące magazynowania saletry amonowej
R.4.1
Wpisany rodzaj pomieszczenia: czyste i suche budynki magazynowe
R.4.2
Wpisana maksymalna masa saletry przechowywana w jednym pomieszczeniu: 300 t
R.4.3
Wpisana minimalna odległość od źródeł ciepła: 1,5 m
Kod
arkusza:
Nazwa
kwalifikacji:
Oznaczenie
kwalifikacji:
Numer
zadania:
R.4.4
Podane rodzaje opakowań jednostkowych: worki polietylenowe lub polipropylenowe worki typu big-bag z wkładką z polietylenu

## Linki

- [oryginalny arkusz — PDF](https://matura.lol/pdf/a56-2015-czerwiec-egzamin-zawodowy-praktyczny#page=2)
- [dane JSON](https://matura.lol/api/question/a56-2015-czerwiec-egzamin-zawodowy-praktyczny/zad/PE)
- [otwórz w wyszukiwarce](https://matura.lol/?problem=a56-2015-czerwiec-egzamin-zawodowy-praktyczny%2Fzad%2FPE)

## Podobne zadania

- [Zadanie PE](https://matura.lol/question/a56-2016-pazdziernik-egzamin-zawodowy-praktyczny/zad/PE) — Zadanie egzaminacyjne W oparciu o skrócony opis procesu technologicznego oraz wykaz danych wyjściowych opracuj kartę technologiczną procesu produkcji kwasu siar
- [Zadanie PE](https://matura.lol/question/a56-2020-czerwiec-egzamin-zawodowy-praktyczny/zad/PE) — Zadanie egzaminacyjne W oparciu o skrócony opis procesu technologicznego oraz informacje dotyczące sporządzenia zapotrzebowania opracuj kartę technologiczną pro
- [Zadanie PE](https://matura.lol/question/a56-2019-styczen-egzamin-zawodowy-praktyczny/zad/PE) — Zadanie egzaminacyjne Opracuj Kartę Technologiczną, Zapotrzebowanie na surowce niezbędne do wyprodukowania 1 tony aniliny oraz Schemat blokowy planowanych proce
- [Zadanie PE](https://matura.lol/question/a56-2020-styczen-egzamin-zawodowy-praktyczny/zad/PE) — Zadanie egzaminacyjne Opracuj kartę technologiczną procesu produkcji nitrobenzenu metodą okresową oraz uzupełnij uproszczony schemat ideowy procesu (opisując w 

_Ostatnia aktualizacja danych: 2026-10-07_