Microsoft Word - TECHNIK TECHNOLOGII CHEMICZNEJ 311[31].rtf

Spis treści

Wprowadzenie 5

I . Założenia programowo-organizacyjne kształcenia w zawodzie

1. Opis pracy w zawodzie

2. Zalecenia

dotyczące organizacji procesu dydaktyczno-

wychowawczego

II. Plany

nauczania

III. Moduły kształcenia w zawodzie

1. Technika laboratoryjna i analityczna

Wykonywanie podstawowych

czynności laboratoryjnych

Wykonywanie analiz jakościowych

Badanie fizycznych właściwości substancji

Wykonywanie analiz ilościowych 35

Podstawy

ochrony

środowiska 39

Posługiwanie się pojęciami z zakresu ekologii i ochrony
środowiska

Ochrona atmosfery

Ochrona hydrosfery

Ochrona litosfery

Ochrona środowiska pracy

3. Fizykochemiczne podstawy wytwarzania półproduktów

i produktów przemysłu chemicznego

Określanie warunków prowadzenia procesów chemicznych

Zastosowanie podstawowych procesów fizycznych

Zastosowanie podstawowych procesów chemicznych

Opracowanie koncepcji procesów wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

4. Techniczne podstawy procesów wytwarzania

półproduktów i produktów przemysłu chemicznego

Stosowanie aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego

Posługiwanie się dokumentacją techniczną 80

Stosowanie typowych powiązań podstawowych procesów
w instalacjach przemysłu chemicznego

Pomiary parametrów procesowych

Stosowanie układów automatyki i sterowania

Eksploatacja maszyn, aparatów i urządzeń przemysłu
chemicznego 95

Podstawy

zarządzania, organizacji i utrzymania produkcji

w zakładach przemysłu chemicznego

Posługiwanie się przepisami i procedurami zarządzania
jakością, bezpieczeństwem procesowym oraz środowiskiem 101

Gospodarowanie materiałami, energią, wodą kotłową
i technologiczną 105

Kontrola analityczna procesów wytwarzania półproduktów
oraz produktów organicznych i nieorganicznych

109

6. Technologia wytwarzania półproduktów i produktów

organicznych

112

Wytwarzanie produktów naftowych i surowców
petrochemicznych 116

Wytwarzanie olefin i węglowodorów aromatycznych

121

Wytwarzanie i oczyszczanie surowego gazu syntezowego

125

Wytwarzanie metanolu i kwasu octowego

129

Wytwarzanie produktów alkilowania

132

Wytwarzanie chlorku winylu i rozpuszczalników
chloroorganicznych

135

Wytwarzanie styrenu z etylobenzenu

138

Wytwarzanie polimerów

141

Wytwarzanie fenolu i acetonu z kumenu

144

Komponowanie wysokooktanowych benzyn bezołowiowych 147

7. Technologia wytwarzania półproduktów i produktów

nieorganicznych

150

Wytwarzanie siarki odzyskiwanej z siarkowodoru

153

Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki

156

Wytwarzanie kwasu fosforowego(V) oraz nawozów
fosforowych i wieloskładnikowych 159

Wytwarzanie amoniaku, kwasu azotowego(V) i nawozów
azotowych 162

Wytwarzanie sody kalcynowanej

166

Wytwarzanie chloru i wodorotlenku sodu metodą elektrolizy
przeponowej 169

Praktyka

zawodowa

172

Udział w procesach organizacji i zarządzania zakładem
przemysłu chemicznego

174

Udział w procesach produkcji chemicznej zakładu
przemysłowego

176

Wprowadzenie

Program

nauczania

został opracowany zgodnie z podstawą programową

kształcenia w zawodzie technik technologii chemicznej, z uwzględnieniem
podstawy programowej kształcenia ogólnozawodowego określonej dla profilu
chemiczne badanie środowiska.
Modułowy układ treści kształcenia umożliwia kształtowanie umiejętności
zawodowych różnymi drogami. Modułowa struktura programu  pozwala
na modyfikację treści w zależności od aktualnych lub przewidywanych
potrzeb gospodarki i rynku pracy.

Program zawiera:
– założenia programowo-organizacyjne kształcenia w zawodzie,
– plany nauczania,
– moduły kształcenia w zawodzie z podziałem na jednostki modułowe.
Dla każdego modułu określono:
–  cele kształcenia,
–  wykaz jednostek modułowych,
–  schemat układu jednostek modułowych,
–  literaturę.
Jednostki modułowe wyodrębnione na podstawie określonych kryteriów
stanowią elementy modułu kształcenia w zawodzie, obejmujące możliwe
do opanowania umiejętności zawodowe.
Jednostki modułowe zawierają:
– szczegółowe cele kształcenia,
– materiał nauczania,
–  ćwiczenia,
–  środki dydaktyczne,
–  wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki,
–  propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć edukacyjnych ucznia.

W programie

przyjęto system kodowania modułów i

jednostek

modułowych, zawierający elementy:
– symbol cyfrowy zawodu, zgodnie z obowiązującą klasyfikacją zawodów

szkolnictwa zawodowego,

– symbol literowy, oznaczający grupę modułów:

O – dla modułów ogólnozawodowych,
Z – dla modułów zawodowych,

– cyfra arabska dla kolejnego modułu,
– cyfra arabska dla kolejnej wyodrębnionej w module jednostki modułowej.

Przykładowy sposób kodowania modułu 311[31].Z1

311[31] – symbol cyfrowy zawodu
Z1 – pierwszy moduł zawodowy.

I . Założenia programowo-organizacyjne kształcenia

w zawodzie

1. Opis pracy w zawodzie

Absolwent szkoły kształcącej w zawodzie technik technologii chemicznej

może być zatrudniony:

– w zakładach przemysłu syntez organicznych,
– w zakładach przemysłu nieorganicznego,
–  w rafineriach ropy naftowej i wytwórniach olefin,
– w zakładach przyzłożowego oczyszczania gazu ziemnego,
– w zakładach przetwórstwa tworzyw sztucznych,
– w zakładach przemysłu farmaceutycznego,
– w zakładach przemysłu farb i lakierów,
– w zakładach przemysłu gumowego,
–  w stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków,
–  w pracowniach i biurach konstrukcyjno-technologicznych zajmujących się

projektowaniem technologii i urządzeń chemicznych,

– w instytutach naukowo-badawczych

Typowe stanowiska pracy

– operator węzła technologicznego instalacji produkcyjnej,
–  sterowniczy instalacji produkcyjnej,
–  mistrz zmianowy instalacji produkcyjnej,
– kierownik instalacji,
–  technolog w dziale technologicznym zakładu przemysłu chemicznego,
– dyspozytor,
–  asystent w instytutach i ośrodkach badawczych przemysłu chemicznego,
– projektant.

Zadania zawodowe

– organizowanie stanowisk pracy w zakładach przemysłu chemicznego,
– wykonywanie pomiarów parametrów procesowych; ocena prawidłowości

prowadzenia procesów we wszystkich fazach produkcji,

– nadzorowanie i

kontrolowanie pracy aparatów i

urządzeń przemysłu

chemicznego,

– ocena stanu technicznego aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego,
– obsługa typowych aparatów i

urządzeń przemysłu chemicznego:

sterowanych ręcznie, zmechanizowanych, zautomatyzowanych i skom-
puteryzowanych,

– wykonywanie prostych projektów procesów technologicznych,
– prowadzenie dokumentacji pracy,
– szkolenie podległych pracowników.

Umiejętności zawodowe
W wyniku kształcenia w zawodzie absolwent szkoły powinien umieć:

– komunikować się, wyszukiwać i przetwarzać informacje,
– akceptować zmiany i przystosowywać się do nich,
– korzystać ze swoich praw,
– pracować w grupie i współpracować z zespołem,
– porozumiewać się w językach obcych,
– posługiwać się instrukcjami, normami, przepisami bezpieczeństwa

i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej, dotyczącymi przebiegu
procesów technologicznych,

– określać podstawowe właściwości substancji,
– oceniać jakość surowców, półproduktów i produktów,
– stosować podstawowe zasady technologiczne prowadzenia procesów

wytwarzania półproduktów i produktów przemysłu chemicznego,

– obsługiwać typowe aparaty i

urządzenia przemysłu chemicznego:

sterowane ręcznie, zmechanizowane, zautomatyzowane i skompute-
ryzowane,

– wykonywać i odczytywać rysunki techniczne, schematy ideowe, blokowe

oraz technologiczne,

– wykonywać obliczenia chemiczne, sporządzać proste bilanse materiałowe

i energetyczne procesów technologicznych,

– projektować proste procesy technologiczne,
– posługiwać się katalogami aparatów i urządzeń chemicznych oraz ich

elementów,

– oceniać poprawność oznakowania oraz sposobów pakowania

i przechowywania surowców oraz produktów,

– przewidywać i oceniać zagrożenia korozyjne aparatury chemicznej,
– wykorzystywać w sposób racjonalny materiały oraz czynniki

energetyczne,

– korzystać z literatury technicznej,
– organizować stanowiska pracy zgodnie z wymaganiami bezpieczeństwa

i higieny pracy,

– prowadzić dokumentację pracy,
– szkolić podległych pracowników,
– posługiwać się podstawowymi pojęciami z

zakresu organizacji,

zarządzania i utrzymania produkcji,

– korzystać ze źródeł wiedzy ekonomicznej i prawnej.

Wymagania psychofizyczne właściwe dla zawodu

– uzdolnienia techniczne i organizacyjne,
– zrównoważenie, wytrwałość i systematyczność,
– koncentracja i podzielność uwagi, szybkość reakcji,
– odporność na zmienne wpływy środowiska pracy,
– sprawność fizyczna i psychiczna,
– zdyscyplinowanie, wytrwałość i cierpliwość,
– gotowość do samokształcenia, doskonalenia umiejętności zawodowych,
– umiejętność współżycia z ludźmi.

2. Zalecenia dotyczące organizacji procesu dydaktyczno-

wychowawczego

Celem kształcenia w zawodzie jest przygotowanie aktywnego, mobilnego

i skutecznie działającego pracownika gospodarki. Efektywne funkcjonowanie
na zmieniającym się rynku pracy wymaga:

– przygotowania ogólnego,
– opanowania podstawowych umiejętności zawodowych
– doskonalenia umiejętności zawodowych,
– kształtowania nowych umiejętności, niezbędnych do wykonywania zadań

zawodowych.

Umiejętności oceny własnych możliwości i potrzeb w zakresie edukacji

ustawicznej powinny być kształtowane już na etapie przygotowania do
zdobycia kwalifikacji zawodowych, czyli w trakcie nauki zawodu w każdym
typie szkoły. Taką możliwość stwarza kształcenie w systemie modułowym.

Treści programowe zawarte w

modułach mają różny charakter.

W modułach ogólnozawodowych treści te odnoszą się do umiejętności
i zadań zawodowych typowych dla obszaru zawodowego dotyczącego
zawodów chemicznych i pokrewnych. Ukształtowane, w wyniku ich realizacji
umiejętności, są bazą do kształtowania umiejętności specyficznych dla
zawodu technik technologii chemicznej. Treści te zawarte są w modułach
zawodowych.

Do pracy w zawodzie technik technologii chemicznej mogą być

przygotowani:

– absolwenci gimnazjów w czteroletnich technikach,
– absolwenci liceów ogólnokształcących w dwuletnich szkołach

policealnych,

– absolwenci liceów profilowanych o profilu chemiczne badanie środowiska

w rocznych szkołach policealnych.

Poziom umiejętności każdej grupy absolwentów może być inny, zwłaszcza

zakresie przedmiotów przyrodniczych i

ścisłych, będących bazą do

kształcenia w zawodzie. Dlatego, przy konstruowaniu programu, oprócz
kryterium podziału umiejętności na ogólnozawodowe i zawodowe,

zastosowano również kryterium poziomu wiedzy uczniów podejmujących
kształcenie w zawodzie. Uwzględniając założenie, że absolwenci liceum
o profilu chemiczne badanie środowiska będą mogli kształcić się w zawodzie
technik technologii chemicznej w skróconym czasie, do treści modułu
ogólnozawodowego włączono głównie treści wynikające z

podstawy

programowej dla tego typu szkoły. Dzięki temu absolwenci liceum
profilowanego będą mogli rozpocząć kształcenie w zawodzie od modułów
zawodowych.

Moduły kształcenia w zawodzie wyodrębniono na podstawie logicznych

związków między zadaniami zawodowymi i umiejętnościami. Umiejętności
określono zgodnie z podstawą programową kształcenia w zawodzie technik
technologii chemicznej.

Zakres treści modułu ogólnozawodowego 311[31].O1 jest spójny

z treściami zawartymi w

podstawie programowej liceum profilowanego

w bloku badania chemiczne, a jednocześnie odpowiada umiejętnościom
zawodowym zawartym w podstawie programowej kształcenia w zawodzie
sformułowanych jako określanie podstawowych właściwości substancji.

Zakres treści modułu 311[31].O2 jest adekwatny do treści zawartych

w podstawie programowej liceum profilowanego w blokach tematycznych:
podstawy ochrony środowiska, badania środowiska.

Celem kształcenia w module zawodowym 311[31].Z1 jest kształtowanie

umiejętności projektowania przebiegu produkcyjnych procesów chemicznych
z uwzględnieniem chemicznej i technologicznej koncepcji procesu. Treści
modułu stanowią bazę do:

– doskonalenia umiejętności stosowania podstawowych zasad

technologicznych w praktyce produkcyjnej,

– kształtowania umiejętności oceny wpływu najważniejszych parametrów

procesowych na przebieg procesów wytwarzania półproduktów
oraz produktów organicznych i nieorganicznych.

Umiejętności określone dla modułu są bardzo istotne dla realizacji
podstawowego zadania zawodowego, związanego z wykonywaniem
pomiarów parametrów procesowych i

oceną prawidłowości przebiegu

procesów we wszystkich fazach produkcji. Moduł 311[31].Z1 jest ściśle
związany z modułami 311[31]. Z2, 311[31]. Z3, 311[31].Z4 i 311[31].Z5.

Treści programowe modułu 311[31].Z2 odpowiadają następującym

zadaniom zawodowym:

– nadzorowanie i kontrolowanie pracy aparatów i urządzeń przemysłu

chemicznego,

–

ocenianie stanu technicznego aparatów i

urządzeń przemysłu

chemicznego,

– obsługa typowych aparatów i

urządzeń przemysłu chemicznego:

sterowanych ręcznie, zmechanizowanych, zautomatyzowanych
i skomputeryzowanych.

Umiejętności kształtowane w ramach modułu są kluczowe dla zawodu.

Treści programowe modułu 311[31].Z4 są związane z

zadaniami

zawodowymi dotyczącymi organizacji procesu produkcyjnego oraz kontroli
i oceny

jakości produkcji chemicznej. W

wyniku realizacji treści

programowych zostaną ukształtowane następujące umiejętności zawodowe:

– prowadzenie dokumentacji procesu pracy,
– organizowanie stanowisk pracy w zakładach przemysłu chemicznego,
– posługiwanie się instrukcjami, normami, przepisami bezpieczeństwa

higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej gwarantującymi

bezpieczny przebieg procesów technologicznych,

– ocenianie jakości surowców, półproduktów i produktów.

Moduły 311[31].Z4 i 311[31].Z5 obejmują zintegrowane zadania zawo-

dowe. Wyodrębniając te moduły rozróżniono charakter surowców
poddawanych przemianom i związany z tym sposób prowadzenia poszcze-
gólnych procesów technologicznych.
Moduł

311[31].Z6 praktyka zawodowa obejmuje zadania zawodowe

związane z funkcjonowaniem zakładu produkcyjnego. Umiejętności takie,
jak: organizowanie stanowiska pracy, obsługa aparatów i

urządzeń,

współdziałanie z innymi pracownikami na stanowiskach produkcyjnych, uczeń
może doskonalić w warunkach rzeczywistych. Właściwie zorganizowana
praktyka zawodowa pełni istotną rolę w

przygotowaniu przyszłego

pracownika zakładu przemysłowego

W każdym module wyodrębniono jednostki modułowe, których zakres
treściowy odnosi się do umiejętności niezbędnych do wykonania
określonych czynności zawodowych.
Treści programowe jednostek modułowych zawierają odpowiednie

ćwiczenia, których wykonanie ma zapewnić nie tylko kształtowanie
i doskonalenie umiejętności zawodowych, ale również doskonalenie
umiejętności ponadzawodowych, jak:
–  wyszukiwanie i przetwarzanie informacji,
–  integracja różnych elementów wiedzy, dostrzeganie zależności między

nimi,

– rozwiązywanie problemów, wnioskowanie, uzasadnianie przyjętych

rozwiązań.

Realizacja ćwiczeń ma również wdrażać do samokształcenia, niezbędnego
w przyszłej pracy zawodowej. Umiejętność ta jest istotna ze względu
na technologiczny i organizacyjny rozwój przemysłu chemicznego.

Zależności pomiędzy modułami i jednostkami modułowymi przedstawia

wykaz modułów i jednostek modułowych oraz dydaktyczna mapa programu

Dydaktyczna mapa programu wskazuje na powiązania między modułami
oraz jednostkami modułowymi i określa kolejność ich realizacji

Realizacja

programu może odbywać się w kolejności zgodnej z numeracją modułów
i jednostek modułowych. Dopuszcza się możliwość realizacji programu
w innych wariantach, w zależności od aktualnych potrzeb edukacyjnych.

Liczba godzin określona w wykazie modułów i jednostek modułowych

została ustalona dla 4 – letniego technikum przy założeniu: 36 tygodni nauki
w klasach I , II, III oraz 28 tygodni nauki w klasie IV, w tym 4 tygodnie na
realizację programu praktyki zawodowej. Liczba godzin przeznaczona na
realizację programów jednostek modułowych może ulegać zmianie

w zależności od wyników badań diagnostycznych, poziomu umiejętności
uczniów, doboru metod nauczania i środków dydaktycznych. Liczba godzin
powinna być zgodna z obowiązującym ramowym planem nauczania dla
odpowiedniego typu szkoły.

Wykaz modułów i jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Zestawienie modułów i jednostek modułowych

* Orientacyjna

liczba godzin

na realizację

Moduł 311[31].O1
Technika laboratoryjna i analityczna

360

311[31].O1.01

Wykonywanie podstawowych czynności
laboratoryjnych

311[31].O1.02

Wykonywanie analiz jakościowych

108

311[31].O1.03

Badanie fizycznych właściwości substancji

311[31].O1.04

Wykonywanie analiz ilościowych 108

Moduł 311[31].O2
Podstawy ochrony środowiska

108

311[31] O2.01

Posługiwanie się pojęciami z zakresu ekologii
i ochrony środowiska

311[31] O2.02

Ochrona atmosfery

311[31].O2.03

Ochrona hydrosfery

311[31] O2.04

Ochrona litosfery

311[31].O2.05 Ochrona

środowiska pracy

Moduł 311[31].Z1
Fizykochemiczne podstawy wytwarzania
półproduktów i produktów przemysłu
chemicznego

252

311[31] Z1.01

Określanie warunków prowadzenia procesów
chemicznych

311[31] Z1.02

Zastosowanie podstawowych procesów fizycznych

311[31] Z1.03

Zastosowanie podstawowych procesów
chemicznych

133

311[31] Z1.04

Opracowanie koncepcji procesów wytwarzania
półproduktów i produktów przemysłu chemicznego

Moduł 311[31].Z2
Techniczne podstawy procesów wytwarzania
półproduktów i produktów przemysłu
chemicznego

396

311[31].Z2.01

Stosowanie aparatów i urządzeń przemysłu
chemicznego

100

311[31].Z2.02 Posługiwanie się dokumentacją techniczną 60

311[31].Z2.03

Stosowanie typowych powiązań podstawowych
procesów w instalacjach przemysłu chemicznego

311[31].Z2.04 Pomiary

parametrów procesowych.

311[31].Z2.05 Stosowanie

układów automatyki i sterowania

311[31].Z2.06

Eksploatacja maszyn, aparatów i urządzeń
przemysłu chemicznego

Moduł 311[31].Z3
Podstawy zarządzania, organizacji i utrzymania
produkcji w zakładach przemysłu chemicznego

180

311[31].Z3.01 Posługiwanie się przepisami i procedurami 24

zarządzania jakością, bezpieczeństwem
procesowym oraz środowiskiem

311[31].Z3.02 Gospodarowanie

materiałami, energią, wodą

kotłową i technologiczną

311[31].Z3.03 Kontrola

analityczna procesów wytwarzania

półproduktów oraz produktów organicznych
i nieorganicznych

Moduł 311[31].Z4
Technologia wytwarzania półproduktów
i produktów organicznych

192

311[31].Z4.01

Wytwarzanie produktów naftowych
i surowców petrochemicznych

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].Z4.05

Wytwarzanie produktów alkilowania

311[31].Z4.06

Wytwarzanie chlorku winylu i rozpuszczalników
chloroorganicznych

311[31].Z4.07

Wytwarzanie styrenu z etylobenzenu

311[31].Z4.08

Wytwarzanie polimerów

311[31].Z4.09

Wytwarzanie fenolu i acetonu z kumenu

311[31].Z4.10

Komponowanie wysokooktanowych benzyn
bezołowiowych

Moduł 311[31].Z5
Technologia wytwarzania półproduktów
i produktów nieorganicznych

144

311[31].Z5.01

Wytwarzanie siarki odzyskiwanej
z siarkowodoru

311[31].Z5.02

Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki

311[31].Z5.03

Wytwarzanie kwasu fosforowego(V) oraz nawozów
fosforowych i wieloskładnikowych

311[31].Z5.04

Wytwarzanie amoniaku, kwasu azotowego(V)
i nawozów azotowych

311[31].Z5.05

Wytwarzanie sody kalcynowanej

311[31].Z5.06

Wytwarzanie chloru i wodorotlenku sodu metodą
elektrolizy przeponowej

Moduł 311[31].Z6
Praktyka zawodowa

140

311[31].Z6.01

Udział w procesach organizacji i zarządzania
zakładem przemysłu chemicznego

311[31].Z6.02

Udział w procesach produkcji chemicznej zakładu
przemysłowego

108

* Orientacyjna liczba godzin na realizację odnosi się do kształcenia

w 4 – letnim technikum.

Dydaktyczna mapa programu

311[31].O1

311[31].O1.01

311[31].O2.05

311[31].O1.02

311[31].O1.03

311[31].O1.04

311[31].O2

311[31].O2.01

311[31].O2.03

311[31].O2.02

311[31].O2.04

311[31].Z1

311[31].Z1.01

311[31].Z1.02

311[31].Z1.03

311[31].Z1.04

311[31].Z2

311[31].Z2.01

311[31].Z2.02

311[31].Z2.04

311[31].Z2.03

311[31].Z2.06

311[31].Z2.05

311[31].Z4

311[31].Z4.10

311[31].Z4.05

311[31].Z4.01

311[31].Z4.02

311[31].Z4.06

311[31].Z4.09

311[31].Z4.08

311[31].Z4.03

311[31].Z4.07

311[31].Z4.04

311[31].Z5

311[31].Z5.05

311[31].Z5.04

311[31].Z5.06

311[31].Z5.03

311[31].Z5.02

311[31].Z5.01

311[31].Z3

311[31].Z3.01

311[31].Z3.02

311[31].Z3.03

311[31].Z6

311[31].Z6.02

311[31].Z6.01

Nauczyciel realizujący

program nauczania powinien posiadać

przygotowanie w

zakresie aktywizujących metod nauczania, pomiaru

dydaktycznego oraz projektowania i opracowywania pakietów edukacyjnych.

Istotną rolę w realizacji celów kształcenia ma dobór strategii i metod

nauczania. Wprowadzając nowe treści o charakterze teoretycznym można
zastosować informacyjną strategię dydaktyczną. Podczas kształtowania
umiejętności praktycznych należy zastosować strategię operacyjną
i badawczą, wykorzystując aktywizujące metody nauczania, jak: dyskusja
problemowa, metoda przewodniego tekstu, projektów, ćwiczeń praktycznych.
Kierując procesem kształtowania umiejętności nauczyciel powinien udzielać
pomocy w rozwiązywaniu problemów związanych z

realizacją zadań,

sterować tempem pracy, z uwzględnieniem predyspozycji oraz doświadczeń
uczniów. Nauczyciel powinien kształtować zainteresowania zawodem,
wskazywać na możliwości dalszego kształcenia, zdobywania nowych
umiejętności zgodnie z potrzebami rynku pracy.

Zadaniem nauczyciela jest również kształtowanie pożądanych postaw

uczniów, jak:
–  rzetelność,
–  odpowiedzialność za powierzoną pracę i dbałość o jej jakość,
–  poszanowanie dla pracy innych osób,
–  dbałość o  racjonalne wykorzystywanie materiałów i czynników energe-

tycznych.

Szczególny rodzaj pracy nauczyciela w procesie kształcenia modułowego

wiąże się z przygotowaniem pakietów edukacyjnych wspomagających
realizację programów jednostek modułowych, instrukcji do ćwiczeń, tekstów
przewodnich, narzędzi pomiaru dydaktycznego. Istotnym zadaniem
nauczyciela jest dobór materiałów źródłowych umożliwiających samodzielną
pracę uczniów. Opracowanie pakietów jest uzależnione od merytoryczno –
dydaktycznych i technicznych możliwości szkoły.

Realizacja większości programów jednostek modułowych powinna

odbywać się w pracowniach i warsztatach. Realizacja programu wymaga
zorganizowania:
–  pracowni chemicznej,
–  pracowni bhp,
–  pracowni pomiarów technicznych,
–  pracowni technologicznej i projektowania,
–  pracowni automatyki i sterowania,
–  warsztatów mechanicznych lub pracowni eksploatacji maszyn i urządzeń.
W pracowniach należy zorganizować wyodrębnione stanowiska ćwiczeniowe,
wyposażone w odpowiednie urządzenia i przyrządy pomiarowe.

Wskazane jest prowadzenie zajęć dotyczących projektowania techno-

logicznego i technicznego oraz niektórych przypadków funkcjonowania

instalacji produkcyjnych - w formie symulacyjnej. Do tego celu niezbędne jest
oprogramowanie komputerów w schematy instalacji, rysunki i schematy
urządzeń, katalogi armatury i innych elementów aparatury chemicznej.
Szczególnie istotne jest wyposażenie pracowni projektowania

w odpowiednią do liczby uczniów ilość komputerów z oprogramowaniem.

Część zajęć edukacyjnych powinna odbywać się w

zakładach

przemysłowych lub w

odpowiednio wyposażonych centrach kształcenia

praktycznego.

Programy poszczególnych jednostek modułowych mogą być realizowane

w różnych formach organizacyjnych. Szczególnie wskazane są formy pracy
indywidualnej i

grupowej, zwłaszcza podczas wykonywania ćwiczeń

praktycznych, w tym projektów.

Proces sprawdzania i oceniania osiągnięć edukacyjnych uczniów powinien

obejmować nie tylko diagnozę poziomu umiejętności uczniów, ale również
rozpoznawanie trudności w  realizacji celów kształcenia. System oceniania
powinien uwzględniać wdrażanie uczniów do samooceny osiągnięć, a także
służyć ocenie i  modyfikacji działań nauczyciela organizującego proces
dydaktyczny. W  systemie oceniania należy uwzględnić trzy rodzaje badań
poziomu umiejętności uczniów: badania diagnostyczne, kształtujące
i sumatywne.

II. Plany nauczania

PLAN NAUCZANIA

Czteroletnie technikum

Zawód: technik technologii chemicznej 311[31]

Podbudowa programowa: gimnazjum

Dla

młodzieży

Dla dorosłych

Liczba

godzin

tygodniowo

w cztero-

letnim

okresie

nauczania

Liczba

godzin

tygodniowo

w cztero-

letnim

okresie

nauczania

Liczba

godzin

w cztero-

letnim

okresie

nauczania

Semestry I – VIII

Lp.

Moduły kształcenia w zawodzie

Klasy I – IV

Forma

stacjonarna

Forma

zaoczna

1. Technika laboratoryjna i analityczna

7 126

2. Podstawy ochrony środowiska

3. Fizykochemiczne podstawy

wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

7 5

4. Techniczne podstawy procesów

wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

138

5. Podstawy zarządzania, organizacji

i utrzymania produkcji w zakładach
przemysłu chemicznego

6. Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów
organicznych

101

7. Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów
nieorganicznych

Razem 50

630

Praktyka zawodowa: 4 tygodnie

PLAN NAUCZANIA

Szkoła policealna

Zawód: technik technologii chemicznej 311[31]

Podbudowa programowa: szkoła dająca wykształcenie średnie

Dla

młodzieży

Dla dorosłych

Liczba

godzin

tygodniowo

w dwuletnim

okresie

nauczania

Liczba

godzin

tygodniowo

w dwuletnim

okresie

nauczania

Liczba

godzin

dwuletnim

okresie

nauczania

Semestry I – IV

Lp.

Moduły kształcenia w zawodzie

Semestry

I – IV

Forma

stacjonarna

Forma

zaoczna

1. Technika laboratoryjna i analityczna

7 136

2. Podstawy

ochrony

środowiska

3. Fizykochemiczne

podstawy

wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

7 5

4. Techniczne podstawy procesów

wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

150

5. Podstawy

zarządzania, organizacji

i utrzymania produkcji w zakładach
przemysłu chemicznego

6. Technologia

wytwarzania

półproduktów i produktów
organicznych

109

7. Technologia

wytwarzania

półproduktów i produktów
nieorganicznych

Razem 50

682

Praktyka zawodowa: 4 tygodnie

PLAN NAUCZANIA

Szkoła policealna

Zawód: technik technologii chemicznej 311[31]

Podbudowa programowa: liceum profilowane, profil: chemiczne badanie

środowiska

Dla

młodzieży

Dla dorosłych

Liczba

godzin

tygodniowo

w rocznym

okresie

nauczania

Liczba

godzin

tygodniowo

w rocznym

okresie

nauczania

Liczba

godzin

w rocznym

okresie

nauczania

Semestry I – II

Lp.

Moduły kształcenia w zawodzie

Semestry

I – II

Forma

stacjonarna

Forma

zaoczna

1. Fizykochemiczne podstawy

wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

2. Techniczne podstawy procesów

wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

135

3. Podstawy zarządzania, organizacji

i utrzymania produkcji w zakładach
przemysłu chemicznego

4. Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów
organicznych

5. Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów
nieorganicznych

5 4

Razem 32

432

Praktyka zawodowa: 4 tygodnie

III. Moduły kształcenia w zawodzie

Moduł 311[31].O1
Technika laboratoryjna i analityczna

1. Cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– stosować nazwy, symbole i jednostki miar różnych układów,
– organizować stanowiska pracy laboratoryjnej,
– posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu normalizacji,
– wykonywać czynności laboratoryjne zgodnie z wymaganiami zawartymi

w instrukcjach i normach,

– mierzyć właściwości fizyczne substancji,
– wyjaśniać podstawowe pojęcia z zakresu analizy jakościowej i ilościowej,
– wykonywać czynności laboratoryjne prowadzące do identyfikacji substancji

oraz określenia jej zawartości w badanej próbce,

– prowadzić dokumentację laboratoryjną,
– interpretować wyniki pomiarów laboratoryjnych,
– wyjaśniać przyczyny powstawania błędów w pomiarach laboratoryjnych

oraz określać dokładność pomiarów,

– konserwować i przechowywać sprzęt i aparaturę laboratoryjną,
– wykorzystywać w sposób racjonalny sprzęt i aparaturę laboratoryjną oraz

substancje i czynniki energetyczne,

– stosować przepisy bezpieczeństwa i

higieny pracy oraz ochrony

przeciwpożarowej podczas wykonywania prac laboratoryjnych,

– wyszukiwać, gromadzić i przetwarzać informacje pochodzące z różnych

źródeł,

– komunikować się i współpracować z zespołem.

2. Wykaz jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Nazwa jednostki modułowej

Orientacyjna

liczba godzin

na realizację

311[31].O1.01

Wykonywanie podstawowych

czynności

laboratoryjnych

311[31].O1.02

Wykonywanie analiz jakościowych 108

311[31].O1.03

Badanie fizycznych właściwości substancji

311[31].O1.04

Wykonywanie analiz ilościowych 108

Razem 360

3. Schemat układu jednostek modułowych

311[31]. O1

Technika laboratoryjna

i analityczna

311[31]. O1.02

Wykonywanie analiz

jakościowych

311[31]. O1.03

Badanie fizycznych

właściwości substancji

311[31]. O1.01

Wykonywanie podstawowych

czynności laboratoryjnych

311[31]. O1.04

Wykonywanie analiz

ilościowych

4. Literatura

Cygański A .: Chemiczne metody analizy ilościowej. WNT, Warszawa 1992
Jarosz M., Malinowska E.: Pracownia chemiczna. Analiza instrumentalna.
WSiP, Warszawa 1995
Klepaczko-Filipiak B., Jakubiak Z ., Wulkiewicz U .: Badania chemiczne.
Technika pracy laboratoryjnej. WSiP, Warszawa 1993
Klepaczko-Filipiak B., Jakubiak Z ., Wulkiewicz U .: Badania chemiczne.
Pomiary wielkości fizycznych substancji. WSiP, Warszawa 1999
Klepaczko-Filipiak B., Łoin J.: Pracownia chemiczna. Analiza techniczna.
WSiP, Warszawa 1992
Kupryszewski G.: Podstawowe zasady bezpiecznej pracy w laboratorium
chemicznym. Wydawnictwo Gdańskie, Gdańsk 1999
Lipkowska – Grabowska K., Lewandowska E.: Pracownia chemiczna. Analiza
wody i ścieków. WSiP, Warszawa 1992
Łada Z ., Różycki C.: Pracownia chemii analitycznej. Analiza techniczna
i instrumentalna. WSiP, Warszawa 1990
Modzelewski M., Woliński J.: Pracownia chemiczna. Technika laboratoryjna.
WSiP, Warszawa 1996
Praca zbiorowa: Aparatura i urządzenia laboratoryjne. WSiP, Warszawa 1992
Rosołowski S.: Pracownia chemiczna. Analiza jakościowa. WSiP, Warszawa 1993
Szyszko E.: Instrumentalne metody analityczne. PZWL, Warszawa 1985
Laboratorium chemii organicznej. Techniki pracy i przepisy bhp. Praca
zbiorowa pod red. P. Kowalskiego. WNT, Warszawa 2004

Wykaz literatury należy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji
wydawniczych.

Jednostka modułowa 311[31].O1.01
Wykonywanie podstawowych czynności
laboratoryjnych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,
– zinterpretować pojęcia dotyczące bezpieczeństwa i

higieny pracy

w laboratorium chemicznym,

– przewidzieć zagrożenia związane z wykonywaniem pracy laboratoryjnej,
– posłużyć się kartami charakterystyk substancji niebezpiecznych

stosowanych w pracy laboratoryjnej,

– rozpoznać znaki i symbole ostrzegawcze stosowane do oznakowania

substancji niebezpiecznych,

– posłużyć się środkami ochrony indywidualnej i zbiorowej,
– zastosować procedury udzielania pomocy przedlekarskiej osobom

poszkodowanym,

– zareagować w przypadku zagrożenia pożarowego, zgodnie z instrukcją

przeciwpożarową,

– zastosować zasady bezpiecznej pracy podczas styczności z urządzeniami

elektrycznymi i mechanicznymi,

– wykorzystać w sposób racjonalny sprzęt i aparaturę laboratoryjną,
– wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,
– przechować substancje chemiczne,
– dokonać konserwacji sprzętu laboratoryjnego,
– wykonać czynności laboratoryjne zgodnie z wymaganiami zawartymi

w instrukcjach,

– odmierzyć substancje ciekłe,
– zważyć substancje stałe i ciekłe,
– sporządzić roztwory wodne o określonym stężeniu,
– oczyścić substancje nieorganiczne i organiczne,
– przeprowadzić regenerację rozpuszczalników,
– sporządzić dokumentację laboratoryjną,
– zinterpretować wyniki pomiarów laboratoryjnych.

2. Materiał nauczania

Zasady pracy w laboratorium chemicznym.
Wyposażenie laboratorium chemicznego.
Instalacja gazowa, elektryczna, wodno-ściekowa.
Zagrożenia wynikające z eksploatacji instalacji.
Podstawowy sprzęt laboratoryjny. Mycie i suszenie naczyń laboratoryjnych.
Technika ważenia na wagach technicznych i analitycznych.

Technika odmierzania objętości cieczy.
Substancje stosowane w laboratorium chemicznym. Zagrożenia wynikające
ze stosowania substancji niebezpiecznych. Zasady oznakowywania
opakowań zawierających odczynniki chemiczne. Zasady przechowywania
substancji stosowanych w laboratorium chemicznym.
Laboratoryjne metody ogrzewania, suszenia i prażenia.
Laboratoryjne metody chłodzenia.
Przygotowywanie roztworów wodnych o określonych stężeniach.
Rozdzielanie mieszanin niejednorodnych: dekantacja, sączenie, wirowanie.
Rozdzielanie mieszanin jednorodnych: krystalizacja, destylacja prosta,
sublimacja, ekstrakcja.

3. Ćwiczenia

• Rozpoznawanie znaków i symboli ostrzegawczych na opakowaniach

substancji niebezpiecznych.

• Oznakowywanie opakowań substancji niebezpiecznych wykorzystywanych

do doświadczeń.

• Dobieranie środków ochrony indywidualnej podczas stosowania substancji

niebezpiecznych.

• Udzielanie pierwszej pomocy osobie rażonej prądem elektrycznym.

• Stosowanie podręcznego sprzętu i środków do gaszenia zarzewia pożaru.

• Mycie i suszenie naczyń szklanych.

• Montaż zestawów szklanych.

• Ważenie na wagach o różnej dokładności.

• Otrzymywanie wody destylowanej i redestylowanej.

• Sporządzanie roztworów o określonym stężeniu procentowym i molowym.

• Ogrzewanie z zastosowaniem płytki izolacyjnej i łaźni wodnej.

• Suszenie w suszarce elektrycznej i eksykatorze.

• Prażenie w piecu.

• Chłodzenie z zastosowaniem mieszaniny oziębiającej.

• Sączenie zawiesiny pod zmniejszonym ciśnieniem.

• Regeneracja rozpuszczalników metodą destylacji.

• Oczyszczanie substancji przez krystalizację z wody i z rozpuszczalników

palnych.

• Ekstrakcja ciągła i okresowa.

• Sublimacja prosta.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Podstawowy sprzęt laboratoryjny.

Zestawy odczynników chemicznych.
Zestawy przyrządów ćwiczeniowych.
Teksty przewodnie.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki obejmują umiejętności dotyczące podsta-

wowych czynności laboratoryjnych będących podstawą analizy chemicznej.

Pierwsze zajęcia powinny mieć charakter wprowadzający. Na zajęciach

tych należy przedstawić:
–  wyposażenie laboratorium chemicznego,
–  zasady obsługi instalacji laboratoryjnej,
–  zagrożenia wynikające z

eksploatacji instalacji gazowej, elektrycznej

i wodno-ściekowej,

– stosowanie podstawowych substancji chemicznych z zachowaniem zasad

bezpieczeństwa,

– posługiwanie się w sposób bezpieczny sprzętem laboratoryjnym.
W realizacji treści programowych jednostki wskazane jest zastosowanie
pokazu z instruktażem, a następnie ćwiczeń praktycznych.

Po zajęciach wprowadzających uczniowie (indywidualnie lub w zespołach 2 –

osobowych) powinni wykonać podstawowe czynności laboratoryjne.

Podczas realizacji treści programowych wskazane jest wykorzystanie metody
przewodniego tekstu oraz ćwiczeń praktycznych zgodnie z instrukcjami.

W trakcie wykonywania ćwiczeń

należy położyć nacisk na:

–  korzystanie przez uczniów z instrukcji, norm, przepisów laboratoryjnych,
–  właściwą organizację stanowiska pracy,
–  bezpieczne wykonywanie doświadczeń,
–  dokumentowanie przebiegu prac laboratoryjnych.

Zajęcia powinny odbywać się (w grupach liczących do 16 osób) w pracowni

chemicznej z

odpowiednim zapleczem, jak: pokój wagowy,

podręczny

magazyn odczynników chemicznych. Ćwiczenia powinny być wykonywane
indywidualnie lub w zespołach 2 – osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Przed przystąpieniem do wykonywania prac laboratoryjnych należy

sprawdzić wiedzę i umiejętności uczniów z zakresu bezpieczeństwa pracy
w laboratorium chemicznym.

Badania kształtujące należy prowadzić systematycznie przez obserwację

pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń. Ocenie powinny podlegać
umiejętności:

– posługiwania się instrukcjami,

Jednostka modułowa 311[31].O1.02
Wykonywanie analiz jakościowych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,
– scharakteryzować techniki analizy jakościowej,
– wyjaśnić pojęcia: odczynnik grupowy, selektywny, maskujący, specyficzny,
– wyjaśnić zasadę podziału kationów i anionów na grupy analityczne,
– przeprowadzić operacje wytrącania, rozpuszczania i roztwarzania osadów,
– zidentyfikować kationy w badanych próbkach,
– zidentyfikować aniony w badanych próbkach,
– wykryć pierwiastki w związkach organicznych,
– zapisać równania reakcji zachodzących w czasie wykonywania analiz

jakościowych,

– wykorzystać w sposób racjonalny sprzęt i aparaturę laboratoryjną,
– wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,
– sporządzić dokumentację laboratoryjną,
– zinterpretować wyniki przeprowadzonych analiz,
– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania analiz jakościowych.

2. Materiał nauczania

Zasady pracy w laboratorium analiz jakościowych.
Znaczenie analizy jakościowej.
Techniki makroanalizy i półmikroanalizy jakościowej.
Rozpuszczanie substancji w wodzie. Reakcje hydrolizy.
Wytrącanie, rozpuszczanie i roztwarzanie osadów. Zastosowanie iloczynu
rozpuszczalności w analizie jakościowej.
Zastosowanie roztworów buforowych w analizie jakościowej.
Zastosowanie związków kompleksowych w analizie jakościowej.
Grupy analityczne kationów, odczynniki grupowe.
Reakcje charakterystyczne, selektywne i specyficzne kationów.
Grupy analityczne anionów, odczynniki grupowe.
Reakcje charakterystyczne, selektywne i specyficzne anionów.
Identyfikacja prostych soli rozpuszczalnych w wodzie.
Jakościowe oznaczanie pierwiastków w związkach organicznych.

3. Ćwiczenia

• Przygotowanie odczynników stosowanych w analizie jakościowej.

• Badanie kolejności wytrącania osadów.

• Roztwarzanie osadów w kwasach mineralnych.

• Określanie przynależności kationu do grupy analitycznej.

• Identyfikacja wybranych kationów.

• Określanie przynależności anionu do grupy analitycznej.

• Identyfikacja wybranych anionów.

• Identyfikacja prostych soli rozpuszczalnych w wodzie.

• Rozróżnianie związków organicznych i nieorganicznych.

• Wykrywanie azotu, siarki i fluorowców w związkach organicznych.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Podstawowy sprzęt laboratoryjny.
Zestawy odczynników chemicznych.
Teksty przewodnie.
Literatura techniczna.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki obejmują umiejętności dotyczące wyko-

nywania podstawowych analiz jakościowych. W trakcie realizacji treści
programowych należy zwracać uwagę na kształtowanie następujących
umiejętności:
–  identyfikacja kationów w badanych próbkach,
–  identyfikacja anionów w badanych próbkach,
–  identyfikacja prostych soli rozpuszczalnych w wodzie,
–  wykrywanie podstawowych pierwiastków wchodzących w skład związków

organicznych.

Wskazane jest również stosowanie aktywizujących metod nauczania:

przewodniego tekstu, projektów oraz ćwiczeń praktycznych.

Realizację programu jednostki należy rozpocząć od wprowadzenia

teoretycznego dotyczącego:

– znaczenia analizy jakościowej,
– zastosowania w analizie jakościowej operacji wytrącania, rozpuszczania

i roztwarzania osadów,

– wykorzystania roztworów buforowych i związków kompleksowych.

Po zajęciach wprowadzających należy realizować ćwiczenia praktyczne.
Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie z zastosowaniem tekstu
przewodniego lub instrukcji i przepisów laboratoryjnych. Należy zwracać
uwagę na to, że prawidłowy wynik analiz jest efektem wykonania czynności
analitycznych zgodnie z prze pisami laboratoryjnymi i jest zależny od kolej-
ności oraz dokładności wykonania.

Metoda projektów może być zastosowana jako forma podsumowania

realizacji programu jednostki modułowej. Tematyka projektów może dotyczyć
analizy jakościowej wybranych substancji rozpuszczalnych w wodzie.

Zajęcia powinny być organizowane w laboratorium chemicznym w grupach

liczących do 16 osób.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Plan pracy nauczyciela powinien uwzględniać prowadzenie badań

diagnostycznych. Badania te powinny obejmować ocenę umiejętności
uczniów z zakresu reakcji zachodzących w roztworach wodnych: hydrolizy
i strącania. W badaniach diagnostycznych można zastosować jako narzędzia
pomiaru dydaktycznego testy osiągnięć zawierające zadania wielokrotnego
wyboru lub krótkiej odpowiedzi.

Wymagania podstawowe związane z realizacją programu jednostki

dotyczą wykonywania analiz jakościowych zgodnie z

przepisami

laboratoryjnymi. Wymagania dotyczące samodzielnego zapisu reakcji
analitycznych z zastosowaniem związków kompleksowych i odpowiedniego
nazewnictwa, powinny mieć charakter dopełniający.

W ocenie praktycznych osiągnięć uczniów należy uwzględnić:

–  wyniki analiz,
–  sposób dokumentowania przebiegu prac analitycznych,
–  sprawność organizowania stanowiska pracy,
–  właściwe wykorzystanie substancji i czynników energetycznych,
–  właściwe zastosowanie sprzętu i aparatury laboratoryjnej,
–  przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Do oceny wymienionych umiejętności należy zastosować obserwację
dydaktyczną oraz analizę dokumentacji prowadzonej przez ucznia.

W końcowej ocenie osiągnięć uczniów można uwzględnić poziom pracy

projektowej.

Jednostka modułowa 311[31].O1.03
Badanie fizycznych właściwości substancji

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– przedstawić metody pomiaru wielkości fizycznych charakteryzujących

substancje,

– określić rodzaje norm stosowanych w podstawowych pomiarach fizycz-

nych właściwości substancji,

– zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,
– zmierzyć podstawowe wielkości fizyczne charakteryzujące substancje,
– wyjaśnić przyczyny powstawania błędów w

pomiarach wielkości

fizycznych,

– określić dokładność wykonanych pomiarów,
– wykorzystać w sposób racjonalny sprzęt i aparaturę pomiarową,
– wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,
– sporządzić dokumentację laboratoryjną,
– zinterpretować wyniki przeprowadzonych pomiarów,
– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac laboratoryjnych.

2. Materiał nauczania

Zasady pracy w laboratorium pomiarów wielkości fizycznych.
Technika opracowywania wyników pomiarów.
Pomiar temperatury, charakterystyka przyrządów do pomiaru temperatury
wrzenia.
Pomiar temperatury topnienia i krzepnięcia, charakterystyka przyrządów
do pomiaru temperatury topnienia i krzepnięcia.
Pomiar gęstości, charakterystyka przyrządów do pomiaru gęstości.
Pomiar lepkości, charakterystyka przyrządów do pomiaru lepkości.
Pomiar współczynnika załamania światła, charakterystyka przyrządów
do pomiaru współczynnika załamania światła.
Pomiar temperatury zapłonu i

palenia, charakterystyka przyrządów

do pomiaru temperatury zapłonu i palenia.
Pomiar kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji światła, charakterystyka
przyrządów do pomiaru kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji światła.

3. Ćwiczenia

• Ocena dokładności pomiaru temperatury termometrem cieczowym.

• Wykonywanie pomiaru temperatury wrzenia

• Wykonywanie pomiaru temperatury topnienia.

• Wykonywanie pomiaru gęstości cieczy.

• Wykonywanie pomiaru lepkości cieczy.

• Wyznaczanie współczynnika załamania światła.

• Określanie zawartości cukru w roztworze za pomocą polarymetru.

• Pomiar temperatury zapłonu i palenia za pomocą aparatu Marcussona.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Podstawowy sprzęt laboratoryjny.
Zestawy odczynników chemicznych.
Zestawy i przyrządy ćwiczeniowe.
Aparaty i urządzenia pomiarowe.
Teksty przewodnie.
Literatura techniczna.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki obejmują umiejętności z

zakresu

wykonywania pomiarów tych właściwości fizycznych substancji, które
stanowią podstawę oznaczania zawartości substancji chemicznych w różnych
układach materialnych oraz określania czystości półproduktów i produktów
wytwarzanych w przemyśle chemicznym.

Na zajęciach wprowadzających należy przedstawić:

–  metody wykonywania pomiarów fizycznych właściwości substancji,
–  sposób prowadzenia dokumentacji laboratoryjnej
–  sposoby analizy oraz interpretacji wyników pomiarów.
W realizacji  treści programowych jednostki wskazane jest zastosowanie
pogadanki, opisu oraz pokazu z objaśnieniem.

Po zajęciach wprowadzających powinny odbyć się zajęcia w grupach

liczących do 16 osób w odpowiednio wyposażonej pracowni pomiarów.
Uczniowie powinni wykonywać ćwiczenia indywidualnie lub w zespołach 2 –
osobowych. Ćwiczenia polegają na wykonywaniu pomiarów fizycznych
właściwości substancji, określaniu dokładności pomiarów oraz interpretacji
uzyskanych wyników. Należy umożliwić uczniom dostęp do różnych źródeł
informacji, jak: internet, normy, instrukcje, poradniki, głównie w przypadku,
gdy zajęcia są prowadzone z zastosowaniem tekstu przewodniego i metody
projektów.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Nauczyciel powinien zaplanować badania wstępne, które pozwolą

na ocenę poziomu wiedzy uczniów z zakresu optyki. Jako narzędzie pomiaru
można zastosować testy osiągnięć zawierające zadania wielokrotnego
wyboru, z luką i krótkiej odpowiedzi.

Przed przystąpieniem do wykonania kolejnych pomiarów nauczyciel

powinien sprawdzać wiedzę uczniów za pomocą sprawdzianu ustnego lub
pisemnego. Warunkiem wykonywania ćwiczenia powinna być pozytywna
ocena sprawdzianu.

Badania kształtujące należy prowadzić za pomocą obserwacji pracy

uczniów w trakcie realizacji ćwiczeń. Ocenie powinny podlegać:

– planowanie i organizacja bezpiecznej pracy,

–  posługiwanie się instrukcjami,
–  samodzielność w pracy,
–  staranność wykonania pomiarów,
–  jakość wykonywanych pomiarów, z

uwzględnieniem powtarzalności

uzyskanych wyników oraz wielkości błędu pomiarów.

Badania sumatywne prowadzone na zakończenie realizacji programu

jednostki modułowej powinny dotyczyć:

– sposobu organizacji stanowiska pracy,
– sprawności wykonania pomiarów wybranych fizycznych właściwości

substancji,

–  prowadzenia dokumentacji laboratoryjnej,
–  obsługi aparatów i urządzeń pomiarowych.
W ocenie  końcowej należy uwzględnić wyniki badań sumatywnych, wyniki
pomiarów uzyskanych w trakcie realizacji programu jednostki oraz jakość
wykonania projektu.

Jednostka modułowa 311[31].O1.04
Wykonywanie analiz ilościowych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,
– scharakteryzować klasyczne metody analizy ilościowej,
– scharakteryzować fizykochemiczne metody analizy ilościowej,
– wyjaśnić pojęcia: miareczkowanie, roztwór mianowany, wskaźnik

miareczkowania, krzywa miareczkowania, punkt równoważności, punkt
końcowy, mnożnik analityczny,

– wyjaśnić przyczyny powstawania błędów w analizie ilościowej,
– przygotować roztwory o określonym stężeniu,
– wykonać czynności laboratoryjne prowadzące do określenia zawartości

substancji w badanej próbce,

– przeprowadzić miareczkowanie potencjometryczne i konduktometryczne,
– wykonać pomiary kolorymetryczne,
– zmierzyć wartość pH roztworu,
– zapisać równania reakcji zachodzących podczas wykonywania analiz,
– wykorzystać w sposób racjonalny sprzęt i aparaturę laboratoryjną,
– wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,
– sporządzić dokumentację laboratoryjną,
– obliczyć i zinterpretować wyniki przeprowadzonych analiz,
– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac laboratoryjnych.

2. Materiał nauczania

Zasady pracy w laboratorium analiz ilościowych.
Znaczenie i metody analizy ilościowej.
Błędy w analizie ilościowej, dokładność oznaczania.
Stosowanie norm w analizie ilościowej.
Klasyfikacja klasycznych metod analizy ilościowej.
Przygotowywanie i przechowywanie odczynników stosowanych do analiz
ilościowych.
Alkacymetria: reakcje zobojętniania, wskaźniki alkacymetryczne, krzywe mia-
reczkowania alkacymetrycznego. Przykłady oznaczeń alkacymetrycznych.
Redoksometria: reakcje redoks, specyfika wskaźników redoksometrycznych.
Przykłady oznaczeń redoksometrycznych.
Kompleksometria: związki kompleksowe, wskaźniki kompleksometryczne.
Przykłady oznaczeń kompleksometrycznych.
Miareczkowa analiza strąceniowa: reakcje strącania. Przykłady oznaczeń ar-
gentometrycznych.

Charakterystyka fizykochemicznych metod analitycznych.
Kolorymetria. Spektrofotometria w nadfiolecie i świetle widzialnym: metody,
aparatura. Przykłady zastosowania kolorymetrii i spektrofotometrii.
Konduktometria: zależność konduktancji roztworu od rodzaju jonów i ich
stężenia w

roztworze. Aparatura do pomiarów konduktometrycznych.

Miareczkowanie konduktometryczne. Zastosowanie konduktometrii
i miareczkowania konduktometrycznego.
Potencjometria: zasady pomiarów potencjometrycznych. Aparatura.
Elektrody porównawcze i jonoselektywne.
Miareczkowanie potencjometryczne. Zastosowanie potencjometrii
i miareczkowania potencjometrycznego.

3. Ćwiczenia

• Sporządzanie roztworów z fiksanali.

• Sporządzanie mianowanego roztworu kwasu solnego.

• Alkalimetryczne oznaczanie zawartości kwasu solnego.

• Acydymetryczne oznaczanie zawartości wodorotlenku sodu.

• Manganometryczne oznaczanie zawartości jonów żelaza(II).

• Manganometryczne oznaczanie zawartości nadtlenku wodoru.

• Jodometryczne oznaczanie zawartości miedzi(II).

• Przygotowanie mianowanego roztworu EDTA.

• Kompleksometryczne oznaczanie zawartości jonów cynku.

• Kompleksometryczne oznaczanie twardości wody.

• Przygotowanie mianowanego roztworu azotanu(V) srebra.

• Oznaczanie zawartości jonów chlorkowych w próbce metodą Mohra.

• Spektrofotometryczne oznaczanie zawartości jonów żelaza(III).

• Konduktometryczne oznaczanie zawartości wodorotlenku sodu.

• Potencjometryczne oznaczanie zawartości kwasu solnego.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy plansz i tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Podstawowy sprzęt laboratoryjny.
Zestawy odczynników chemicznych.
Spektrofotometry, konduktometry, potencjometry.
Teksty przewodnie.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki dotyczą umiejętności z zakresu wykonywania

podstawowych analiz ilościowych. Stanowią one podstawę określania
zawartości substancji chemicznych w

różnych układach materialnych,

badania czystości surowców, półproduktów i

produktów przemysłu

chemicznego. Umiejętności te dają możliwość wykorzystania i zastosowania
w praktyce umiejętności uzyskanych w wyniku realizacji programów innych
jednostek modułowych. Treści programowe jednostki mają charakter
wstępnego przygotowania do wykonywania prac analitycznych. W trakcie
realizacji programu treści dotyczące: metod i znaczenia analizy ilościowej,
zastosowania w analizie ilościowej reakcji zobojętniania, utleniania i redukcji,
wytrącania osadów, tworzenia związków kompleksowych, oraz zastosowania
metod instrumentalnych w analizie ilościowej, powinny być wprowadzane
z ograniczeniem zagadnień teoretycznych. Większy nacisk należy położyć na
korzystanie z gotowych opisów i instrukcji wykonania poszczególnych analiz
niż na wyjaśnianie i interpretację zachodzących procesów. Do sporządzania
wykresów można zastosować technikę komputerową.

W realizacji treści programowych jednostki wskazane jest wykorzystanie
aktywizujących metod nauczania: przewodniego tekstu, projektów oraz
ćwiczeń praktycznych.

Ćwiczenia praktyczne realizowane z zastosowaniem tekstu przewodniego

lub gotowych instrukcji polegają na wykonaniu podstawowych czynności
laboratoryjnych w celu oznaczenia zawartości jonu lub substancji w badanej
próbce metodami klasycznymi i

instrumentalnymi. Uczniowie powinni

wykonywać ćwiczenia pojedynczo lub w zespołach 2 - osobowych. Liczba
uczniów w trakcie zajęć nie powinna przekraczać 16 osób. Zajęcia powinny
być prowadzone w pracowni chemicznej.

Tematyka projektów powinna dotyczyć różnych przykładów zastosowania

metod analitycznych do oceny zawartości substancji w próbkach wody.
Celowe jest porównanie wyników analiz tych samych substancji
prowadzonych różnymi metodami.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Treści programowe jednostki są związane z umiejętnościami uczniów

uzyskanymi w wyniku realizacji programu chemii, w tym z zakresu obliczeń
stechiometrycznych i przebiegu reakcji chemicznych w roztworach wodnych.
W

celu odpowiedniego zaplanowania przebiegu realizacji programu

nauczyciel powinien przeprowadzić badania diagnostyczne za pomocą
testów osiągnięć zawierających zadania rozszerzonej odpowiedzi.

Wyniki analiz ilościowych wykonanych przez uczniów w bardzo dużym

stopniu zależą od staranności przygotowania roztworów do ćwiczeń, a także

od właściwego posługiwania się sprzętem pomiarowym. W celu określenia,
jakie czynności sprawiają uczniom trudności, nauczyciel powinien na bieżąco
obserwować pracę uczniów i korygować popełniane błędy. Osiągnięcia
uczniów powinny być sprawdzane i oceniane po wykonaniu każdej analizy.
Jako główne kryteria oceny należy przyjąć błąd wyniku analizy oraz sposób
dokumentacji przebiegu pracy.

Badaniami sumatywnymi testem typu próba pracy prowadzonym na

zakończenie realizacji programu jednostki modułowej należy objąć
następujące umiejętności:
–  organizacja stanowiska pracy,
–  wykonywanie określonej analizy ilościowej według instrukcji,
–  prowadzenie dokumentacji laboratoryjnej,
–  wykorzystanie substancji i czynników energetycznych
–  wykorzystanie sprzętu i aparatury laboratoryjnej,
–  przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony

przeciwpożarowej.

W ocenie końcowej osiągnięć edukacyjnych należy uwzględnić oceny za
wykonanie poszczególnych analiz, wyniki badań sumatywnych oraz jakość
wykonania projektu.
Sprawdzanie i

ocenianie osiągnięć uczniów powinno być realizowane

zgodnie z ustalonymi kryteriami i obowiązującą skalą ocen.

Moduł 311[31].O2
Podstawy ochrony środowiska

1. Cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

– posługiwać się terminologią z zakresu ekologii, ochrony środowiska

przyrodniczego i środowiska pracy,

– charakteryzować przemiany zachodzące w

środowisku w

wyniku

działalności człowieka,

– określać wpływ wytwarzania i użytkowania produktów chemicznych na

środowisko,

– użytkować w sposób racjonalny zasoby środowiska,
– organizować stanowiska pracy laboratoryjnej i

terenowej do badań

środowiska,

– wykonywać proste badania laboratoryjne i terenowe,
– podejmować działania dotyczące praktyki ekologicznej,
– posługiwać się przepisami prawnymi z zakresu ochrony środowiska,

w tym środowiska pracy,

– projektować programy ochrony środowiska z uwzględnieniem nakładów

i efektów,

– charakteryzować sposoby i metody ochrony powietrza, wody, gleby,

gospodarki odpadami.

2. Wykaz jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Nazwa jednostki modułowej

Orientacyjna

liczba godzin

na realizację

311[31].O2.01 Posługiwanie się pojęciami z zakresu

ekologii i ochrony środowiska

311[31].O2.02 Ochrona

atmosfery

311[31]O2.03 Ochrona

hydrosfery

311[31].O2.04 Ochrona

litosfery

311[31].O2.05 Ochrona

środowiska pracy

Razem 108

3. Schemat układu jednostek modułowych

4. Literatura

Alloway B.J., Ayres D.C.: Chemiczne podstawy zanieczyszczania
środowiska. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999
Janczukowicz W

.: Ochrona i

kształtowanie środowiska. Materiały dla

nauczyciela. BKKK Poltext, Warszawa 1995
Janczukowicz W .: Ochrona i kształtowanie środowiska. Materiały dla ucznia.
BKKK Poltext, Warszawa 1995
Johansson A .: Czysta technologia.

Środowisko, technika, przyszłość. WNT,

Warszawa 1997

Kozłowski S.: Gospodarka a środowisko przyrodnicze. Wydawnictwo

Naukowe PWN, Warszawa 1997

Kozłowski S.: W drodze do ekorozwoju. Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa 1997

311[31].O2.01

Posługiwanie się pojęciami

z zakresu ekologii i ochrony

środowiska

311[31].O2.05

Ochrona środowiska

pracy

311[31].O2.03

Ochrona hydrosfery

311[31].O2.04

Ochrona litosfery

311[31].O2.02

Ochrona atmosfery

311[31].O2

Podstawy ochrony środowiska

Kudowski J., Laudyn D., Przekwas M.: Energetyka a ochrona środowiska.
WNT, Warszawa 1994

Lewandowski W

.: Proekologiczne źródła energii odnawialnej. WNT,

Warszawa 2002
Łopata K.: Ochrona środowiska. Zbiór ciekawych doświadczeń. WSiP,
Warszawa 1994
Namieśnik J., Łukasiak J., Jamrógiewicz Z

.: Pobieranie próbek

środowiskowych do analizy. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995
Praca zbiorowa pod redakcją Barbary Prandeckiej: Interdyscyplinarne
podstawy ochrony środowiska przyrodniczego. Zakład Narodowy

im. Ossolińskich, Wrocław 1993
Skinder N.: Chemia a ochrona środowiska. WSiP, Warszawa 1991
Warych J.: Oczyszczanie gazów. Procesy i aparatura. WNT, Warszawa 1998
Zakrzewski S.F.: Podstawy toksykologii środowiska. Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa 1997
Podstawy ochrony środowiska. Praca zbiorowa. WSiP, Warszawa 1994
Przygotowanie próbek środowiskowych do analizy. Praca zbiorowa. WNT,
Warszawa 2000
Wprowadzenie do chemii środowiska. Praca zbiorowa. WNT, Warszawa
1999

Wykaz literatury należy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji
wydawniczych.

Jednostka modułowa 311[31].O2.01
Posługiwanie się pojęciami z zakresu ekologii i ochrony
środowiska

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

– posłużyć się terminologią z zakresu ekologii i ochrony środowiska,
– wykazać współzależność między elementami środowiska,
– określić wpływ bytowej, przemysłowej i

motoryzacyjnej działalności

człowieka na środowisko,

– wskazać zależności pomiędzy zanieczyszczeniami poszczególnych

elementów ekosystemów,

– wyszukać informacje o stanie środowiska,
– scharakteryzować chemiczne zanieczyszczenia środowiska,
– sklasyfikować rodzaje odpadów,
– określić sposoby zagospodarowania odpadów,
– scharakteryzować założenia polityki ekologicznej państwa polskiego i Unii

Europejskiej,

– zaprezentować przykłady działań globalnych i

lokalnych na rzecz

zrównoważonego rozwoju środowiska,

– zastosować obowiązujące w Polsce przepisy prawne z zakresu ochrony

środowiska.

2. Materiał nauczania

Terminologia: ekologia, ochrona środowiska, środowisko naturalne
i antropogeniczne, ekosystem.
Zależności troficzne w ekosystemie.
Obieg wody i pierwiastków w przyrodzie.
Przepływ energii w przyrodzie.
Konwencjonalne źródła energii. Alternatywne źródła energii.
Zależności pomiędzy zanieczyszczeniami poszczególnych elementów
środowiska. Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w

środowisku.

Zanieczyszczenia transgraniczne.
Chemiczne skażenie środowiska. Źródła zanieczyszczeń chemicznych,
rodzaje emitowanych związków.
Odpady, ich podział i źródła powstawania. Substancje chemiczne jako
odpady. Szkodliwość odpadów dla środowiska.
Zasady gospodarowania odpadami. Segregacja, naturalne metody
unieszkodliwiania odpadów.
Ustawa o odpadach.

Strategia rozwoju gospodarczego, zrównoważony rozwój środowiska.
Polityka ekologiczna państwa polskiego i

państw członkowskich Unii

Europejskiej.
Programy ochrony środowiska, informacje o środowisku.
Instytucje państwowe i

organizacje pozarządowe działające na rzecz

środowiska. Państwowy Monitoring Środowiska.
Prawo ochrony środowiska. Ustawa o

ochronie przyrody. Umowy

międzynarodowe.

3. Ćwiczenia

• Analiza schematu obiegu wody w przyrodzie.

• Analiza schematu obiegu pierwiastków: węgla, azotu, siarki i fosforu

w przyrodzie.

• Sporządzanie piramidy przepływu energii.

• Wyszukiwanie informacji o rodzajach zanieczyszczeń, ich poziomie oraz

źródłach powstawania.

• Analiza gospodarki odpadami w najbliższym otoczeniu.

• Projektowanie programu ochrony środowiska dla najbliższego otoczenia.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy plansz i foliogramów.
Filmy dydaktyczne z zakresu ochrony środowiska.
Publikacje z zakresu ekologii i ochrony środowiska.
Ustawy i rozporządzenia Rady Ministrów wraz z komentarzami.
Fragmenty tekstów umów międzynarodowych wraz z komentarzami.
Zdjęcia i przezrocza: skutki działalności przemysłowej i bytowej człowieka
w środowisku.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe zawarte w

jednostce modułowej mają charakter

informacyjno - wychowawczy.

Głównym celem realizacji programu jednostki modułowej jest

kształtowanie poczucia odpowiedzialności za środowisko przyrodnicze,
z uwzględnieniem przygotowania do wykonywania zadań zawodowych.
Niektóre z zagadnień zawartych w jednostce są realizowane na lekcjach
biologii i ochrony środowiska w szkole ponadgimnazjalnej oraz w ramach
ekologicznej ścieżki edukacyjnej. Projektując proces kształcenia nauczyciel
powinien zapoznać się z zakresem treści kształcenia i dokonać odpowiedniej
korelacji.

Zajęcia powinny odbywać się w grupach do 16 osób. Jest to szczególnie

istotne ze względu na realizację ćwiczeń, polegających na wyszukiwaniu
informacji o środowisku na stronach internetowych.

Nauczyciel powinien uwzględnić w pracy aktywizujące metody nauczania:

przypadków, projektów, gier dydaktycznych, dyskusji dydaktycznej oraz
ćwiczeń praktycznych.

Wskazane jest przygotowanie przez nauczyciela materiałów źródłowych

w postaci fragmentów przepisów prawnych z zakresu ochrony środowiska.
Należy zwrócić uwagę, że edukacja w zakresie posługiwania się przepisami
prawnymi powinna mieć charakter operacyjny, a nie poznawczy. Celem
podstawowym jest kształtowanie umiejętności posługiwania się przepisami
oraz postępowania zgodnie z ich zapisem, a nie sama znajomość przepisów.
Ćwiczenia, w ramach których uczniowie wyszukują odpowiednie informacje
źródłowe, powinny być realizowane jako praca indywidualna. Analizowanie
danych powinno odbywać się w zespołach 2 – 3 osobowych, a następnie
poddawane dyskusji w grupie. Dyskusja dydaktyczna powinna być
prowadzona różnymi technikami, jak: mapa pojęciowa, metaplan, burza
mózgów.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Ze względu na różny poziom umiejętności uczniów w

zakresie

posługiwania się podstawowymi pojęciami, nauczyciel powinien prze-
prowadzić badania diagnostyczne. Jako narzędzie pomiaru dydaktycznego
można zastosować test osiągnięć z zadaniami wielokrotnego wyboru lub
krótkiej odpowiedzi.

Badania kształtujące powinny być realizowane w formie obserwacji pracy

uczniów podczas wykonywania ćwiczeń. Efektem obserwacji powinna być
ocena umiejętności wyszukiwania określonych informacji o

środowisku.

Następnie należy sprawdzić i ocenić umiejętność interpretacji zgroma-
dzonych danych.

Badaniami sumatywnymi należy objąć sprawność posługiwania się

terminologią i przepisami prawnymi. W tym celu należy zastosować test
osiągnięć składający się z

zadań wielokrotnego wyboru oraz krótkiej

odpowiedzi. Należy również sprawdzić i ocenić umiejętność wykorzystania
wiedzy z zakresu ekologii i ochrony środowiska do planowania działań
ekologicznych. Wskazane jest dokonanie oceny tej umiejętności
przez zastosowanie metody projektów.

Jednostka modułowa 311[31].O2.03
Ochrona atmosfery

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

– określić składniki atmosfery i ich znaczenie dla życia na Ziemi,
– scharakteryzować główne zanieczyszczenia powietrza i ich źródła,
– określić wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie człowieka,
– określić wpływ poszczególnych zanieczyszczeń atmosfery na powsta-

wanie efektu cieplarnianego, dziury ozonowej i

kwaśnych opadów

atmosferycznych,

– ocenić stan zanieczyszczenia powietrza za pomocą metod labo-

ratoryjnych,

– określić wpływ efektu cieplarnianego, dziury ozonowej i kwaśnych opadów

atmosferycznych na środowisko przyrodnicze,

– określić wpływ przemysłu chemicznego na zanieczyszczenie atmosfery,
– wskazać działania wpływające na zmniejszenie zanieczyszczeń

powietrza,

– scharakteryzować sposoby ochrony atmosfery,
– zastosować przepisy prawne z zakresu ochrony atmosfery.

2. Materiał nauczania

Pojęcie atmosfery; skład i znaczenie dla życia na Ziemi.
Rodzaje emitowanych zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego.
Lokalne i globalne źródła zanieczyszczeń.
Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w atmosferze.
Reakcje chemiczne i przemiany zanieczyszczeń w atmosferze.
Powstawanie i skutki kwaśnych opadów atmosferycznych,

efektu cieplarnianego i dziury ozonowej.
Zanieczyszczenia atmosfery na terenie kraju i w regionie.
Normy zanieczyszczeń powietrza.
Wpływ zanieczyszczeń powietrza na środowisko i zdrowie człowieka.
Udział przemysłu chemicznego w zanieczyszczeniu atmosfery.
Metody zmniejszania emisji pyłów i gazów. Samooczyszczanie się powietrza
atmosferycznego.
Przepisy prawne z zakresu ochrony atmosfery.

3. Ćwiczenia

• Wyszukiwanie informacji dotyczących rodzajów zanieczyszczeń atmosfery,

poziomu stężeń zanieczyszczeń oraz źródeł ich powstawania.

• Wykrywanie w powietrzu: CO, CO

, H

S, Cl

HCHO.

• Badanie wpływu kwaśnych opadów na otoczenie.

• Badanie wpływu SO

i NO

, gazów spalinowych na otoczenie.

• Badanie zapylenia powietrza.

• Badanie działania filtra tkaninowego.

• Obliczanie zawartości zanieczyszczeń w powietrzu.

• Analiza opisów i schematów ideowych typowych procesów oczyszczania

gazów odlotowych.

• Zapoznanie się z urządzeniami i przebiegiem procesów oczyszczania

gazów odlotowych w zakładzie przemysłu chemicznego.

• Projektowanie sposobów ograniczania emisji substancji szkodliwych

do atmosfery w najbliższym otoczeniu.

4. Środki dydaktyczne

Zestaw plansz i foliogramów.
Materiały i sprzęt laboratoryjny do ćwiczeń laboratoryjnych i terenowych.
Modele urządzeń do ochrony powietrza przed zanieczyszczeniami.
Filmy: zanieczyszczenia i ochrona atmosfery.
Fragmenty przepisów prawnych.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Tematyka jednostki modułowej jest ogólnie znana z wcześniejszych zajęć

edukacyjnych lub z różnych źródeł przekazu. Projektując realizację programu
należy uwzględnić poziom wiedzy uczniów.

Podczas realizacji programu jednostki należy zwrócić uwagę na udział

przemysłu, w tym chemicznego, w zanieczyszczaniu atmosfery

Zagadnienia

techniczne dotyczące sposobów usuwania zanieczyszczeń powinny być
realizowane z zachowaniem odpowiedniego stopnia ogólności.

Ćwiczenia, zamieszczone w programie, dotyczące badań zanieczyszczeń

powietrza są specyficzne ze względu na wykorzystywany sprzęt do
pobierania próbek środowiskowych i

stosowaną aparaturę pomiarową.

Poziom wykonywanych badań jest uzależniony od wyposażenia szkoły.
Należy dołożyć starań, aby badania odbywały się w warunkach terenowych.
Ze względu na charakter kształtowanych umiejętności należy wyzwalać
aktywność uczniów i samodzielność w dochodzeniu do założonych celów.
Aktywny udział uczniów w procesie dydaktycznym można zapewnić przez
zastosowanie metody tekstu przewodniego, projektów oraz ćwiczeń
laboratoryjnych i

terenowych. Uczniowie powinni wykonać projekt

z uwzględnieniem różnych źródeł informacji o zanieczyszczeniu powietrza,
wykorzystując również umiejętności ukształtowane w

ramach realizacji

programu jednostki modułowej 311[31].O2.01.

Zajęcia powinny być prowadzone w

grupie liczącej do 16 osób lub

w zespołach 2- 3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Prowadzenie badań diagnostycznych umożliwia określenie poziomu

wiedzy uczniów z zakresu przemian i reakcji chemicznych zachodzących
w zanieczyszczonej atmosferze.
Badania  kształtujące umożliwiają ocenę organizacji i wykonania badań
laboratoryjnych oraz ocenę umiejętności wnioskowania na podstawie
przeprowadzonych doświadczeń. Formą badań kształtujących może być
rozmowa z uczniami pracującymi metodą tekstu przewodniego, na etapie
decyzji o przystąpieniu uczniów do badań  środowiskowych. Ten sposób
sprawdzania postępów uczniów jest szczególnie istotny podczas planowania
i organizacji  badań terenowych. Samodzielność uczniów w poszukiwaniu
informacji, planowaniu badań i działań na rzecz środowiska można sprawdzić
i ocenić na podstawie wykonanej i zaprezentowanej pracy projektowej.
Ocena końcowa osiągnięć uczniów powinna odnosić się przede wszystkim
do wymagań edukacyjnych w zakresie:
–  przygotowania i prowadzenia badań środowiskowych,
–  sprawności w

wyszukiwaniu informacji dotyczących

zanieczyszczeń

powietrza,

– poprawności wnioskowania,
– planowania działań związanych ze zmniejszaniem zanieczyszczenia

atmosfery.

Jednostka modułowa 311[31].O2.03
Ochrona hydrosfery

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

– określić specyficzne fizykochemiczne właściwości wody,
– określić znaczenie specyficznych fizykochemicznych właściwości wody

dla życia na Ziemi,

– ocenić zasoby wodne kraju i określić możliwości ich ochrony,
– scharakteryzować główne zanieczyszczenia wód i ich źródła,
– określić wpływ zanieczyszczeń wody na zdrowie człowieka i środowisko

przyrodnicze,

– przedstawić mechanizmy przemian zanieczyszczeń w wodach powierzch-

niowych,

– przedstawić mechanizm samooczyszczania się wód naturalnych,
– zbadać i ocenić jakość wody,
– określić działania wpływające na zmniejszenie zanieczyszczeń

hydrosfery,

– scharakteryzować sposoby ochrony hydrosfery,
– zastosować przepisy prawne z zakresu ochrony hydrosfery.

2. Materiał nauczania

Fizykochemiczne właściwości wody i ich znaczenie dla życia na Ziemi.
Zużycie i spożycie wody.
Rodzaje zanieczyszczeń wód powierzchniowych i ich źródła.
Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w wodach powierzchniowych.
Reakcje chemiczne i przemiany zanieczyszczeń w wodach
powierzchniowych.
Przemysł chemiczny jako źródło zanieczyszczeń wód powierzchniowych.
Wskaźniki jakości wody. Klasyfikacja wód.
Metody uzdatniania wody i oczyszczania ścieków.
Procesy samooczyszczania się wód.
Jakość wód na terenie kraju i w regionie.
Wpływ jakości wody na zdrowie człowieka.
Przepisy prawne z zakresu ochrony hydrosfery. Prawo wodne.

3. Ćwiczenia

• Badanie fizycznych wskaźników jakości wody.

• Badanie chemicznych wskaźników jakości wody: pH, twardości,

rozpuszczonego tlenu.

• Zapoznanie się z urządzeniami i przebiegiem procesów oczyszczania

ścieków chemicznych w zakładzie oczyszczania ścieków przemysłu
chemicznego.

• Analiza opisów i schematów ideowych typowych procesów oczyszczania

ścieków bytowych i chemicznych.

• Analiza informacji zamieszczonych na etykietach, w

katalogach

i prospektach o wpływie produktów przemysłu chemicznego stosowanych
w życiu codziennym na wody powierzchniowe.

• Projektowanie działań mających na celu ochronę hydrosfery w najbliższym

otoczeniu.

4. Środki dydaktyczne.

Zestaw plansz i foliogramów.
Tabele: wskaźniki jakości wody, klasyfikacja wód, normy jakości wody do
picia.
Filmy: zanieczyszczenie wód i metody ich uzdatniania.
Fragmenty przepisów prawnych.
Sprzęt laboratoryjny do badań wody.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Metody pracy nauczyciela i uczniów powinny mieć taki sam charakter jak

jednostce 311[31]O2.02 ze względu na zbliżoną strukturę treści

programowych. W realizacji programu jednostki zwraca się większą uwagę
na badania chemiczne.

Ćwiczenia dotyczące badań parametrów wody mają różny stopień

trudności, różnią się techniką wykonania i zakresem badań. Nauczyciel
powinien zwrócić szczególną uwagę na przygotowanie ćwiczeń odpowiednio
do umiejętności uczniów. Ćwiczenia laboratoryjne mogą być wykonywane
indywidualnie lub w zespołach 2-3 osobowych. Wskazane jest, aby część
ćwiczeń była wykonywana w warunkach terenowych. Należy przestrzegać,
aby wykonywać badania próbek wody z różnych źródeł.

Należy podkreślić, że nie ma potrzeby dokonywania analizy całych

dokumentów prawnych, tylko fragmentów odpowiednich do potrzeb
edukacyjnych.

Zajęcia powinny odbywać się w grupach liczących do 16 osób.
Treści programowe jednostki będą rozszerzane i

systematyzowane

w module 311[31].Z3.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Duża ilość  ćwiczeń zamieszczonych w programie jednostki wymaga, aby
procesowi oceniania podlegały umiejętności praktyczne, a zwłaszcza:
–  organizowanie stanowiska pracy laboratoryjnej,
–  wykonywanie ćwiczeń laboratoryjnych,
–  planowanie i organizacja działań na rzecz ochrony środowiska wodnego

najbliższego otoczenia.

Wykonanie przez uczniów określonego projektu ma na celu:
–  kształtowanie umiejętności pracy w zespole,
–  przyjmowanie odpowiedzialności za wykonaną pracę,
–  wyszukiwanie, porządkowanie i wykorzystywanie informacji pochodzących

z różnych źródeł, w tym ze środków masowego przekazu.

Ocena poziomu określonych umiejętności podstawowych wymaga
przygotowania kryteriów oceny projektów.
Nauczyciel powinien opracować test osiągnięć z zadaniami praktycznymi,
którego celem jest sprawdzenie umiejętności wykonywania badań
wskaźników jakości wody. Test praktyczny powinien obejmować następujące
elementy: planowanie prac laboratoryjnych, wykonanie prac, ocena jakości
badanej wody na podstawie uzyskanych wyników.

Jednostka modułowa 311[31].O2.04

Ochrona litosfery

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

– określić główne składniki litosfery,
– scharakteryzować zanieczyszczenia chemiczne środowiska gruntowo-

wodnego: przemysłowe, rolnicze, komunalne,

– określić przyczyny i skutki degradacji gleby,
– ocenić jakość gleb,
– scharakteryzować metody zapobiegania niszczeniu litosfery,
– uzasadnić konieczność racjonalnej gospodarki surowcami naturalnymi,
– wskazać główne źródła zanieczyszczenia i zakwaszenia gleby,
– scharakteryzować metody ochrony i rekultywacji gleby,
– określić możliwości zagospodarowania odpadów komunalnych i

ich

utylizacji,

– zastosować przepisy prawne z zakresu ochrony litosfery.

2. Materiał nauczania

Litosfera: skład, struktura i znaczenie dla środowiska.
Rodzaje zanieczyszczeń litosfery.
Zanieczyszczenie chemiczne środowiska gruntowo-wodnego.
Wpływ przemysłu chemicznego na zanieczyszczenie środowiska gruntowo-
wodnego.
Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym.
Biodegradacja zanieczyszczeń w

gruncie. Migracja zanieczyszczeń ze

środowiska gruntowo – wodnego do wód powierzchniowych, podziemnych
i atmosfery.
Gospodarowanie odpadami stałymi w regionie.
Sposoby racjonalnego zagospodarowania odpadów komunalnych.
Przepisy prawne z zakresu ochrony litosfery.
Ochrona gruntów, powierzchni ziemi, kopalin.

3. Ćwiczenia

• Badanie struktury gleby.

• Wykrywanie zanieczyszczeń w glebie.

• Badanie fizykochemiczne gleb.

• Zapoznanie się z rodzajami i rozmiarami zniszczeń oraz z przebiegiem

procesu degradacji wywołanego działalnością przemysłu chemicznego.

• Zapoznanie się z przebiegiem procesu rekultywacji w terenie.

• Analiza opisów i schematów ideowych typowych procesów rekultywacji

gleb.

• Analiza informacji zamieszczonych na etykietach, w katalogach

i prospektach o wpływie wyrobów chemicznych na środowisko wodno-
gruntowe.

• Projektowanie sposobów ograniczania ilości odpadów stałych

w najbliższym otoczeniu.

4. Środki dydaktyczne

Zestaw plansz i foliogramów.
Filmy: surowce naturalne, zagospodarowanie litosfery, ochrona gleb.
Sprzęt laboratoryjny i odczynniki chemiczne do badań gleby.
Fragmenty przepisów prawnych.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Tematyka  programowa  z zakresu ochrony gleby jest zróżnicowana pod
względem pojęciowym. Nauczyciel w większym stopniu, niż w tematyce
dotyczącej ochrony wody i atmosfery wprowadza nowe hasła programowe.
Istotne jest zwrócenie uwagi na procesy zachodzące w glebie oraz na
migrację zanieczyszczeń do wód i atmosfery. Zjawiska te można zilustrować
działalnością rafinerii, wytwórni kwasu fosforowego(V), eksploatacją  złóż
gazu ziemnego i jego transportu rurociągami.
Zajęcia powinny być prowadzone z zastosowaniem metod problemowych
i praktycznych. Szczególnie zalecane są metody: dyskusji dydaktycznej,
przypadków oraz przewodniego tekstu do wykonania badań laboratoryjnych.
Należy zaplanować wykonanie przez uczniów projektu, w ramach którego
podejmą się próby rozwiązania problemu zmniejszania ilości odpadów
stałych na własnym terenie.
Zajęcia związane z badaniami gleby powinny być prowadzone głównie
w formie  ćwiczeń terenowych, w mniejszym stopniu w formie ćwiczeń
laboratoryjnych w pracowni chemicznej. Ćwiczenia praktyczne powinny być
wykonywane indywidualnie lub w

zespołach 2- osobowych w

grupach

liczących do 16 osób.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Ze względu na

wykorzystywanie w procesie kształcenia umiejętności

posługiwania się przepisami prawnymi, a zwłaszcza ustawą o odpadach,
należy prowadzić badania diagnostyczne dotyczące tych zagadnień.

Badania kształtujące należy realizować w formie obserwacji pracy uczniów

w procesie projektowania i wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych. Ocenie

Jednostka modułowa 311[31].O2.05
Ochrona środowiska pracy

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– zinterpretować podstawowe pojęcia związane z

bezpieczeństwem

i higieną pracy,

– dostrzec zagrożenia związane z wykonywaniem pracy,
– określić zasady bezpiecznej pracy na wybranych przykładach działalności

zawodowej,

– określić zagrożenia wymagające stosowania środków ochrony

indywidualnej: chemicznych, biologicznych, fizycznych,

– posłużyć się środkami ochrony indywidualnej i zbiorowej,
– zastosować podręczny sprzęt oraz środki gaśnicze zgodnie z zasadami

ochrony przeciwpożarowej,

– zastosować zasady bezpiecznej pracy podczas styczności z urządzeniami

elektrycznymi i mechanicznymi,

– podać przykłady zanieczyszczania środowiska przez zakłady prze-

mysłowe,

– scharakteryzować sposoby organizacji produkcji przyjaznej dla

środowiska.

2. Materiał nauczania

Prawna ochrona pracy. Środowisko pracy, miejsce pracy, stanowisko pracy.
Zagrożenia występujące w

środowisku pracy: pożarowe i

wybuchowe,

porażenia prądem elektrycznym, wydzielanie się trujących i szkodliwych
gazów i par.
Czynniki szkodliwe, uciążliwe i niebezpieczne występujące w procesie pracy.
Zagrożenia występujące w przemyśle chemicznym.
Skażenia powietrza w środowisku pracy.
Wpływ stanu środowiska w miejscu pracy na zdrowie człowieka.
Ustawa o substancjach i preparatach chemicznych.
Klasyfikacja substancji i preparatów niebezpiecznych.
Zasady kształtowania bezpiecznych i higienicznych warunków pracy.
Środki ochrony indywidualnej i zbiorowej, dobór i stosowanie.
Wentylacja i klimatyzacja pomieszczeń pracy.
Zasady ochrony środowiska na stanowisku pracy.
Ograniczenia zużycia surowców, wody i energii w procesie pracy.
Rodzaje produktów ubocznych i

odpadów przemysłowych, sposoby

zagospodarowania. Eliminacja odpadów niebezpiecznych z przemysłu.
Zasady „zielonej chemii”. Technologie mało- i bezodpadowe.

3. Ćwiczenia

• Analiza opisów, filmów o rodzajach zagrożeń w środowisku pracy.

• Rozpoznawanie znaków i barw bezpieczeństwa, stosowanych

w środowisku pracy.

• Dobór sprzętu i środków gaśniczych w zależności od rodzaju pożaru.

• Dobór środków ochrony indywidualnej.

• Analiza instrukcji stanowiskowych i procedur postępowania w przemyśle

chemicznym na typowych stanowiskach pracy.

• Analiza przykładów ograniczania i eliminacji źródeł uciążliwych,

szkodliwych i

niebezpiecznych czynników występujących w

procesie

pracy.

4. Środki dydaktyczne

Kodeks Pracy; wybrane materiały.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych
Polskie Normy i przepisy prawne dotyczące ergonomii, bezpieczeństwa
i ochrony pracy..
Ilustracje i fotografie: typowe zagrożenia na stanowiskach pracy.
Typowy sprzęt gaśniczy.
Odzież ochronna i sprzęt ochrony indywidualnej.

Regulaminy i instrukcje dotyczące obsługi urządzeń stwarzających
zagrożenia w procesie pracy.

Foliogramy i przezrocza: typowe zagrożenia na stanowiskach pracy.

Filmy dydaktyczne: procedury postępowania podczas wypadków przy pracy,
udzielanie pomocy przedlekarskiej; ochrona środowiska na stanowiskach
pracy; zagrożenia pożarowe.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki modułowej zawiera rozszerzoną i uszczegółowioną

tematykę dotyczącą bezpieczeństwa pracy, realizowaną w ramach jednostek
modułu 311[31].O1.

wyniku realizacji programu jednostki uczniowie

powinni dostrzegać zagrożenia dla zdrowia i życia, występujące na
stanowisku pracy, a

także skutecznie je eliminować lub ograniczać.

W szczególności dotyczy to pracy z

zastosowaniem niebezpiecznych

substancji chemicznych.

Treści kształcenia jednostki modułowej obejmują: podstawowe pojęcia

dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy, zasady kształtowania pojęć,
wpływ procesu pracy na zdrowie pracowników i

stan środowiska.

Zakres treści jednostki modułowej obejmuje typowe problemy dotyczące
bezpieczeństwa i

higieny pracy w

zakładach pracy. Ze względu na

zagrożenia występujące w przemyśle chemicznym, realizacja treści jednostki

będzie kontynuowana, z uwzględnieniem stosowanych substancji chemicz-
nych oraz sposobów ich przetwarzania, w ramach realizacji modułów
zawodowych, a zwłaszcza modułu 311[31].Z3.

Wskazane jest, aby podczas realizacji programu jednostki stosować

aktywizujące metody nauczania: inscenizacji, przypadków, sytuacyjną oraz
ćwiczeń praktycznych i gier symulacyjnych, z zastosowaniem środków
ochrony indywidualnej i sprzętu gaśniczego.

Program jednostki modułowej należy realizować w pracowni symulacyjnej

bhp, wyposażonej w niezbędne środki dydaktyczne. W ramach ćwiczeń
uczniowie powinni opanować umiejętności stosowania sprzętu gaśniczego,
wykonywania czynności związanych z

udzielaniem pomocy osobom

poszkodowanym.
Zajęcia edukacyjne powinny być prowadzone w grupach do 16 uczniów
w zespołach 2 – 3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Do oceny osiągnięć edukacyjnych w wyniku realizacji celów jednostki

proponuje się zastosowanie sprawdzianów ustnych i pisemnych.
Testy osiągnięć mogą składać się z zadań otwartych (krótkiej odpowiedzi,
z luką) lub zamkniętych (wyboru wielokrotnego, na dobieranie, typu prawda-
fałsz). Zadania tego typu są najczęściej stosowane na zakończenie realizacji
tematyki z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy.

Ocena poziomu umiejętności praktycznych powinna być dokonywana przez

zastosowanie obserwacji pracy wykonywanej przez uczniów podczas
ćwiczeń oraz za pomocą testów sprawdzających z zadaniami praktycznymi
wysokosymulowanymi.
Podstawą do uzyskania pozytywnej oceny jest poprawne wykonanie
ćwiczeń, zamieszczonych w programie jednostki modułowej oraz wyniki testu
sprawdzającego.

Moduł 311[31].Z1
Fizykochemiczne podstawy wytwarzania półproduktów
i produktów przemysłu chemicznego

1. Cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– stosować nazwy, symbole i jednostki miar różnych układów,
– określać charakterystyczne właściwości faz,
– charakteryzować równowagi fazowe,
– charakteryzować podstawowe przemiany fizyczne i chemiczne,
– obliczać efekty energetyczne przemian fizycznych i chemicznych,
– określać wpływ zmian temperatury, ciśnienia i stężenia na szybkość

reakcji chemicznej i stan równowagi chemicznej,

– charakteryzować wpływ katalizatora na szybkość reakcji chemicznej,
– określać sposoby otrzymywania związków chemicznych za pomocą

równań reakcji chemicznych i schematów reakcji chemicznych,

– określać warunki prowadzenia reakcji chemicznych,
– wykonywać obliczenia stechiometryczne,
– określać zastosowanie podstawowych procesów fizycznych i chemicznych

w technologii chemicznej,

– stosować pojęcia chemicznej i technologicznej koncepcji procesu,
– stosować zasady technologiczne,
– projektować przebieg produkcyjnych procesów chemicznych,
– wyszukiwać, gromadzić i przetwarzać informacje pochodzące z różnych

źródeł.

2. Wykaz jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Nazwa jednostki modułowej

Orientacyjna

liczba godzin

na realizację

311[31]. Z1.01

Określanie warunków prowadzenia procesów
chemicznych

311[31]. Z1.02 Zastosowanie podstawowych procesów

fizycznych

311[31].Z1.03

Zastosowanie podstawowych procesów
chemicznych

133

311[31]. Z1.04 Opracowanie koncepcji procesów wytwarzania

półproduktów i produktów przemysłu chemicznego

Razem

252

3. Schemat układu jednostek modułowych

4. Literatura

Atkins P.W .: Chemia fizyczna. PWN, Warszawa 2002

Bareła R., Sporzyński A ., Ufnalski W .: Chemia fizyczna. Ćwiczenia
laboratoryjne. WPW, Warszawa 1987
Buchnowski H., Ufnalski W .: Podstawy termodynamiki. WNT, Warszawa
1994
Buchnowski H., Ufnalski W .: Gazy, ciecze, płyny. WNT, Warszawa 1994
Buchnowski H., Ufnalski W .: Roztwory. WNT, Warszawa 1995
Grzywa E., Molenda J.: Technologia podstawowych syntez organicznych.
Tom 1. i 2. WNT, Warszawa 2000
Kabzińska K.: Chemia organiczna dla techników chemicznych. WSiP,
Warszawa 1994

311[31]. Z1.01

Określanie warunków prowadzenia

procesów chemicznych

311[31] .Z1.03

Zastosowanie podstawowych

procesów chemicznych

311[31]. Z1

Fizykochemiczne

podstawy wytwarzania

półproduktów

i produktów przemysłu

chemicznego

311[31]. Z1.04

Opracowanie koncepcji

procesów wytwarzania

półproduktów i produktów

przemysłu chemicznego

311[31]. Z1.02

Zastosowanie podstawowych

procesów fizycznych

Jednostka modułowa 311[31].Z1.01
Określanie warunków prowadzenia procesów
chemicznych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– scharakteryzować podstawowe procesy chemiczne,
– określić warunki prowadzenia podstawowych reakcji chemicznych,
– wykonać obliczenia stechiometryczne dla podstawowych przemian

chemicznych zachodzących w warunkach rzeczywistych,

– obliczyć efekty energetyczne przemian chemicznych,
– określić wpływ zmian temperatury, ciśnienia i stężenia na szybkość reakcji

chemicznej,

– określić wpływ katalizatora na szybkość reakcji chemicznej,
– określić wpływ zmian temperatury, ciśnienia i stężenia na stan równowagi

chemicznej,

– zinterpretować wyniki badań laboratoryjnych,
– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac laboratoryjnych.

2. Materiał nauczania

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na stan skupienia reagentów.
Szybkość reakcji chemicznej.
Wpływ zmian stężenia i temperatury na szybkość reakcji chemicznych.
Kataliza, autokataliza, katalizator ujemny i dodatni.
Kataliza w układzie jednorodnym i niejednorodnym.
Reakcje nieodwracalne i odwracalne.
Stan równowagi chemicznej, prawo działania mas.
Reguła La Chateliera i Brauna. Wpływ zmian stężenia, ciśnienia i temperatury
na stan równowagi chemicznej.

Efekty energetyczne przemian chemicznych, prawo Hessa.
Funkcje termodynamiczne: entalpia(H), entropia(S), entalpia swobodna(G).
Termodynamiczna interpretacja przemian fizycznych i chemicznych.
Reakcje samorzutne i wymuszone.

3. Ćwiczenia

• Wyrażanie składu mieszanin gazowych w

procentach masowych

i objętościowych.

• Obliczanie niezbędnej ilości surowców z uwzględnieniem wydajności

reakcji chemicznej.

• Obliczanie niezbędnej ilości surowców z uwzględnieniem ich czystości.

• Wyznaczanie efektu energetycznego reakcji chemicznej.

• Obliczanie entalpii reakcji.

• Obliczanie składu mieszaniny gazowej w stanie równowagi.

• Badanie wpływu rozdrobnienia i stanu powierzchni ciała stałego na

szybkość reakcji chemicznej.

• Badanie wpływu zmian temperatury na szybkość reakcji chemicznej.

• Wyznaczanie wpływu katalizatora na szybkość reakcji chemicznej.

• Określanie wpływu zmian temperatury na stan równowagi chemicznej.

• Obliczanie zmian szybkości reakcji chemicznych wywołanych zmianami

stężenia i temperatury.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy plansz i tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Zestawy i przyrządy ćwiczeniowe.
Teksty przewodnie.
Literatura techniczna.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Realizacja celów kształcenia określonych w programie jednostki jest

warunkiem koniecznym do zrozumienia i przyswojenia treści zawartych
w programach następnych modułów. Dlatego należy uświadomić uczniom
znaczenie zdobytej wiedzy dla całego procesu kształcenia w zawodzie
technik technologii chemicznej.

Podczas realizacji programu jednostki należy przedstawić wykorzystanie

praw statyki i kinetyki chemicznej do określania rzeczywistych warunków
prowadzenia reakcji chemicznych oraz wskazać metody wyznaczania
efektów energetycznych przemian chemicznych. Wskazane jest ilustrowanie
tematyki zajęć konkretnymi rozwiązaniami technologicznymi bez podawania
szczegółów technicznych.

Program powinien być realizowany z wykorzystaniem aktywizujących

metod nauczania: przewodniego tekstu, projektów, ćwiczeń praktycznych,
w tym obliczeniowych. Szczególny nacisk należy położyć na wyszukiwanie
z różnych źródeł materiałów tematycznych z uwzględnieniem danych
termodynamicznych. Wskazane jest stosowanie ćwiczeń obliczeniowych
o zróżnicowanym stopniu trudności.

Ćwiczenia dotyczące określenia wpływu różnych czynników na szybkość

reakcji chemicznej i stan równowagi chemicznej powinny być realizowane
w

systemie laboratoryjnym w

pracowni chemicznej lub technologicznej.

Ćwiczenia te mogą być realizowane metodą tekstu przewodniego lub metodą
projektów. Tematyka projektów może obejmować zagadnienia związane

z określaniem wpływu stopnia rozdrobnienia, temperatury i udziału
katalizatora na szybkość reakcji chemicznej.

Podczas realizacji ćwiczeń i projektów należy zapewnić warunki

umożliwiające samodzielną i efektywną pracę uczniów. Ćwiczenia i projekty
powinny być wykonywane indywidualnie lub w zespołach 2-osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

W trakcie realizacji programu jednostki modułowej uczniowie powinni

wykorzystywać umiejętności dotyczące obliczeń stechiometrycznych oraz
podstawowe pojęcia z zakresu kinetyki i statyki chemicznej. Nauczyciel
powinien zaplanować badania diagnostyczne w

formie testu osiągnięć

zawierającego zadania krótkiej i rozszerzonej odpowiedzi.

Wyszukiwanie i przetwarzanie informacji oraz wnioskowanie na podstawie

wykonanych obliczeń i

ćwiczeń laboratoryjnych to główne zadania

realizowane w ramach jednostki modułowej.

Badania kształtujące polegają na sprawdzaniu wyników obliczeń

i poprawności wnioskowania. Wskazane jest, aby uczniowie mogli poddawać
pod dyskusję uzyskane wyniki, a następnie dokonywać samooceny na
podstawie przygotowanych kart oceny.
Badania sumatywne prowadzone na zakończenie realizacji programu
jednostki modułowej powinny objąć umiejętności wykonywania obliczeń
stechiometrycznych, obliczania efektów energetycznych przemian
chemicznych i na ich podstawie określania warunków prowadzenia reakcji.

Proces sprawdzania i oceniania osiągnięć edukacyjnych powinien być

realizowany zgodnie z ustalonymi kryteriami i obowiązującą skalą ocen.

Jednostka modułowa 311[31].Z1.02
Zastosowanie podstawowych procesów fizycznych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– scharakteryzować stany skupienia substancji,
– określić charakterystyczne właściwości układów jednoskładnikowych

jednofazowych i wielofazowych,

– określić charakterystyczne właściwości układów wieloskładnikowych

jednofazowych i wielofazowych,

– scharakteryzować przemiany zachodzące na granicy faz,
– obliczyć efekty energetyczne przemian fazowych,
– scharakteryzować procesy równowagowe zachodzące w układach dwu-

składnikowych,

– zinterpretować wykresy fazowe dla układów: ciecz- para i ciecz – faza

stała,

– scharakteryzować podstawowe procesy fizyczne: destylacji, ekstrakcji,

absorpcji, adsorpcji, desorpcji, wymiany jonowej,

– rozdzielić mieszaniny z

zastosowaniem podstawowych procesów

fizycznych: destylacji, ekstrakcji, absorpcji, adsorpcji, desorpcji, wymiany
jonowej,

– wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,
– sporządzić dokumentację laboratoryjną,
– określić zastosowanie podstawowych procesów fizycznych w technologii

chemicznej,

– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac laboratoryjnych.

2. Materiał nauczania

Gaz doskonały, gaz rzeczywisty. Stan gazu, parametry stanu.
Prawa opisujące stan gazu doskonałego.
Ciecze niutonowskie i nieniutonowskie.
Właściwości cieczy: gęstość, napięcie powierzchniowe, lepkość.
Ciała stałe krystaliczne i bezpostaciowe.
Równowagi fazowe w układach jednoskładnikowych.
Równowagi w układach dwuskładnikowych jednofazowych.
Metody rozdzielania układów dwuskładnikowych.
Równowagi w układach dwuskładnikowych dwufazowych.
Zjawiska powierzchniowe zachodzące na granicy faz.
Metody rozdzielania układów dwuskładnikowych dwufazowych.
Efekty energetyczne przemian fazowych.

Zastosowanie procesów: destylacji, ekstrakcji, absorpcji, adsorpcji, desorpcji
i wymiany jonowej w technologii chemicznej.

3. Ćwiczenia

• Określanie wpływu temperatury na rozpuszczalność ciał stałych

w cieczach.

• Określanie wpływu mieszania i stopnia rozdrobnienia ciała stałego na

rozpuszczalność ciał stałych w cieczach.

• Określanie wpływu temperatury i ciśnienia na rozpuszczalność gazów

w cieczach.

• Określanie rozpuszczalności gazów z wykorzystaniem prawa Henry'ego.

• Wyznaczanie ilości energii niezbędnej do odparowania cieczy.

• Wyznaczanie efektu energetycznego procesu rozpuszczania

i rozcieńczania kwasów.

• Wyznaczanie krzywej równowagi ciecz-para dla układów doskonałych

i rzeczywistych.

• Rozdzielanie układów wieloskładnikowych z

zastosowaniem procesu

destylacji.

• Wyodrębnianie składnika mieszaniny z zastosowaniem procesu absorpcji.

• Wyodrębnianie składnika mieszaniny z zastosowaniem procesu adsorpcji.

• Sporządzanie emulsji.

• Rozdzielanie układów koloidalnych.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy plansz i tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Zestawy i przyrządy ćwiczeniowe.
Teksty przewodnie.
Zestawy foliogramów, fazogramów.
Literatura techniczna.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki modułowej stanowią podstawę technologii

chemicznej. Program jednostki dotyczy analizy zjawisk i

procesów

wykorzystywanych w procesach technologicznych i jest realizowany przez
zastosowanie ćwiczeń obliczeniowych i laboratoryjnych.

Wskazane jest aby w realizacji treści programowych jednostki wykorzysty-

wać aktywizujące metody nauczania: przewodniego tekstu, projektów oraz
ćwiczeń praktycznych. Wskazane jest również korzystanie z komputerowych
programów symulacyjnych, zwłaszcza do realizacji zagadnień dotyczących
właściwości stanów skupienia i przemian fazowych. Ćwiczenia praktyczne
powinny być wykonywane z zastosowaniem metody tekstu przewodniego.

Szczególny nacisk należy położyć na samokształcenie, umiejętność
wyszukiwania materiałów tematycznych z różnych źródeł.
Ćwiczenia należy wykonywać indywidualnie lub w zespołach 2- osobowych.
Wskazana jest prezentacja wyników uzyskanych przez poszczególnych
uczniów lub zespoły badawcze, a następnie dyskusja dotycząca możliwości
zastosowania badanych procesów w procesach technologicznych.
Tematy projektów mogą dotyczyć wszystkich zagadnień zawartych
w programie jednostki. Szczególnie wskazane jest zastosowanie metody
projektów jako procedury badawczej do określenia zastosowania procesów
fizycznych w procesach przetwarzania substancji chemicznych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Program jednostki określa wykonanie ćwiczeń z zastosowaniem metody
przewodniego tekstu. Metoda ta zakłada dużą samodzielność uczniów
zarówno w zdobywaniu informacji, jak i w planowaniu i wykonaniu badań
laboratoryjnych. Identyfikowanie postępów uczniów w trakcie realizacji treści
kształcenia oraz rozpoznawanie trudności w realizacji celów kształcenia
powinno mieć charakter ciągły. W procesie identyfikacji postępów i trudności
można zastosować ukierunkowaną obserwację. Szczególną uwagę należy
zwrócić na rzetelne wypełnianie przez uczniów formularzy oceny załączonych
do tekstów przewodnich. W

kryteriach oceny działań uczniów należy

uwzględnić:
–  jakość odpowiedzi na pytania prowadzące z zakresu planowania,
–  dobór techniki wykonania ćwiczenia,
–  organizację stanowiska pracy, również pod względem bhp,
–  sprawność wykonania czynności laboratoryjnych,
–  wyniki przeprowadzonych badań,
–  sposób samooceny jakości wykonanej pracy.

Badaniami sumatywnymi w formie testu osiągnięć złożonego z zadań

otwartych (krótkiej i rozszerzonej odpowiedzi) prowadzonymi na zakończenie
realizacji programu jednostki modułowej należy objąć umiejętności:
– określania charakterystycznych właściwości faz i

równowag fazowych

zachodzących w układach materialnych,

– obliczania efektów energetycznych przemian fazowych,
– określania możliwości wykorzystania procesów fizycznych do wytwarzania

półproduktów i produktów chemicznych.

Ocena końcowa osiągnięć uczniów powinna uwzględniać: poprawność
i jakość wykonania ćwiczeń, poziom i efekty wykonania projektów oraz wyniki
badań sumatywnych.

Jednostka modułowa 311[31].Z1.03
Zastosowanie podstawowych procesów chemicznych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,
– obliczyć ilość substratów niezbędną do przeprowadzenia reakcji

chemicznej,

– zastosować wzory chemiczne, nazwy systematyczne, zwyczajowe

związków nieorganicznych i organicznych,

– zaprojektować sposoby otrzymywania związków chemicznych na skalę

laboratoryjną,

– wykonać czynności laboratoryjne prowadzące do otrzymania substancji

nieorganicznych i organicznych,

– obliczyć wydajność przeprowadzonej reakcji chemicznej,
– zidentyfikować grupy funkcyjne związków organicznych,
– określić czystość otrzymanych produktów,
– wykorzystać w sposób racjonalny sprzęt i aparaturę laboratoryjną,
– wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,
– sporządzić dokumentację laboratoryjną,
– ocenić szkodliwość stosowanych substancji niebezpiecznych na podstawie

kart charakterystyk,

– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac laboratoryjnych,

– określić zastosowanie podstawowych procesów chemicznych w procesach

technologicznych.

2. Materiał nauczania

Klasyfikacja podstawowych procesów chemicznych.
Podstawowe reakcje chemiczne: zobojętnianie, utlenianie i

redukcja,

sulfonowanie, nitrowanie, addycja, eliminacja, izomeryzacja, alkilowanie,
polimeryzacja, polikondensacja, poliaddycja.
Otrzymywanie substancji gazowych.
Metody otrzymywania podstawowych grup związków nieorganicznych.
Otrzymywanie związków organicznych w wyniku reakcji utleniania i redukcji.
Utleniacze i reduktory stosowane w preparatyce organicznej.
Metody otrzymywania związków sulfonowych. Czynniki sulfonujące.
Metody otrzymywania związków nitrowych. Czynniki nitrujące.
Reakcje wprowadzania fluorowca do związków organicznych.
Metody otrzymywania estrów kwasów karboksylowych.
Polimeryzacja i polikondensacja.
Charakterystyczne reakcje grup funkcyjnych związków organicznych.

Zastosowanie procesu elektrolizy do otrzymywania substancji.
Zastosowanie chemicznych procesów podstawowych w technologii
chemicznej.

3. Ćwiczenia

• Zapisywanie schematów reakcji chemicznych otrzymywania związków

nieorganicznych.

• Otrzymywanie i oczyszczanie dwutlenku węgla.

• Otrzymywanie tlenku magnezu.

• Otrzymywanie prostych soli.

• Określanie produktów rozkładu termicznego węglowodorów nasyconych.

• Określanie produktów reakcji izomeryzacji węglowodorów nasyconych.

• Określanie produktów utleniania alkoholi.

• Zapisywanie schematów reakcji chemicznych prowadzących

do otrzymywania związków organicznych.

• Otrzymywanie estrów kwasu octowego.

• Polimeryzacja styrenu.

• Otrzymywanie związków nitrowych.

• Otrzymywanie związków sulfonowych.

• Utlenianie alkoholi I -rzędowych.

• Identyfikacja grup funkcyjnych związków organicznych.

• Elektrolityczne otrzymywanie substancji.

• Identyfikacja i ocena czystości otrzymanych substancji.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy plansz i tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Podstawowy sprzęt laboratoryjny.
Zestawy odczynników chemicznych.
Zestawy i przyrządy ćwiczeniowe.
Teksty przewodnie.
Literatura techniczna.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki dotyczące wiedzy i umiejętności z zakresu

otrzymywania substancji chemicznych stanowią podstawę do kształtowania
umiejętności projektowania procesów technologicznych, wykonywania
bilansowych materiałów oraz określania właściwości substancji, w

tym

produktów reakcji chemicznych.

Program jednostki modułowej zakłada wykonanie przez uczniów wielu

ćwiczeń praktycznych. Tematyka ćwiczeń została sformułowana w sposób
ogólny. Realizacja ćwiczeń może przebiegać w

różnych wariantach.

Nauczyciel powinien tak sterować pracą uczniów, aby dobór metod
otrzymywania substancji zapewniał różnorodność rozwiązań oraz ukazywał
możliwości zastosowania na skalę przemysłową.

Nauczyciel powinien zastosować aktywizujące metody nauczania:

przewodniego tekstu,

projektów. Szczególny nacisk należy położyć na

samokształcenie oraz umiejętność wyszukiwania materiałów tematycznych
z różnych źródeł. Uczniowie powinni samodzielnie lub z zastosowaniem
pytań prowadzących zaprojektować wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych.

W pracach projektowych należy uwzględnić:

–  metodę otrzymywania danej substancji,
–  dobór sprzętu,
–  dobór odczynników chemicznych,
–  dobór odpowiednich do właściwości substancji środków ochrony

indywidualnej,

– sposoby wyodrębniania i oczyszczania otrzymanych substancji,

– sposoby oceny jakości wykonanej pracy,
– możliwości zastosowania określonej metody na skalę przemysłową.

Po wykonaniu prac laboratoryjnych uczniowie powinni zaprezentować
uzyskane wyniki i poddać je pod dyskusję.
Zajęcia powinny odbywać się w pracowni chemicznej w grupach liczących
do 15 osób. Uczniowie powinni wykonywać prace laboratoryjne w zespołach
2 – 3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

W trakcie realizacji programu jednostki modułowej uczniowie powinni

wykorzystywać umiejętności dotyczące:
–  zapisywania równań reakcji chemicznych,
–  metod otrzymywania związków organicznych i nieorganicznych,
–  nazewnictwa związków chemicznych,
–  obliczeń stechiometrycznych.
Poziom umiejętności uczniów w tym zakresie może być różny, dlatego
nauczyciel powinien zaplanować badania diagnostyczne realizowane za
pomocą testu osiągnięć  złożonego z zadań zamkniętych wielokrotnego
wyboru oraz z zadań otwartych krótkiej odpowiedzi.
Bieżące sprawdzanie postępów uczniów pozwoli na stwierdzenie, jakie
umiejętności zostały opanowane, a jakie sprawiają im określone trudności.
Badania kształtujące mogą mieć następujące formy:

– ukierunkowanej obserwacji czynności uczniów,
– rozmowy z

uczniem w

trakcie udzielania odpowiedzi na pytania

prowadzące zawarte w tekście przewodnim,

– kontroli zapisów w formularzach oceny zawartych w tekście przewodnim,

– rozmowy z

uczniem na etapie negocjowania kontraktów i

ustalania

harmonogramu pracy przy planowaniu pracy projektowej.

Ocenie powinny podlegać:

–  umiejętność wyszukiwania i przetwarzania informacji,
–  planowanie i organizacja bezpiecznej pracy,
–  umiejętność posługiwania się instrukcjami,
–  samodzielność w pracy,
–  staranność wykonania ćwiczeń,
–  wykorzystanie substancji, sprzętu i aparatury laboratoryjnej,
–  prowadzenie dokumentacji laboratoryjnej,
–  poprawność wnioskowania

Badaniami sumatywnymi prowadzonymi na zakończenie realizacji programu

jednostki modułowej należy objąć:
– obliczanie wydajności reakcji chemicznej,
– wykonywanie materiałowych bilansów procesów chemicznych

prowadzonych na skalę laboratoryjną,

– stosowanie wzorów i nazewnictwa związków chemicznych,
–

planowanie sposobów wyodrębniania i oczyszczania substancji

chemicznych,

–

planowanie sposobów oceny jakości otrzymywanych związków

chemicznych.

Badania sumatywne powinny być realizowane za pomocą testu osiągnięć
z zadaniami otwartymi rozszerzonej odpowiedzi.

Podstawę oceny końcowej powinny stanowić oceny za wykonanie

ćwiczeń praktycznych z zastosowaniem metody tekstu przewodniego
i projektów.

Jednostka modułowa 311[31].Z1.04
Opracowanie koncepcji procesów wytwarzania
półproduktów i produktów przemysłu chemicznego

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− posłużyć się pojęciami technologicznymi: strumień objętości, strumień

masy, szybkość objętościowa, wydajność i selektywność reakcji i proce-
sów, zdolność produkcyjna, koszt własny produktu,

− scharakteryzować rodzaje kosztów składających się na koszt własny

produktu,

− rozróżnić pojęcia chemicznej i technologicznej koncepcji procesu,

− określić czynniki wpływające na wybór chemicznej i technologicznej

koncepcji procesu,

− porównać chemiczne koncepcje wytwarzania określonego produktu

z uwzględnieniem potrzeb surowcowych, energetycznych oraz
uwarunkowań ekologicznych,

− rozróżnić ciągłe i okresowe procesy technologiczne,

− scharakteryzować zasady technologiczne,

− podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w rozwiązaniach

rzeczywistych,

− scharakteryzować etapy opracowywania i

sprawdzania koncepcji

technologicznej dla określonej koncepcji chemicznej,

− podać przykłady technologicznych koncepcji wytwarzania związku

organicznego według określonej koncepcji chemicznej,

− rozpoznać na uproszczonych schematach technologicznych rozwiązania

potwierdzające uwzględnienie zasad technologicznych,

− zaprojektować przebieg chemicznych procesów produkcyjnych.

2. Materiał nauczania

Pojęcia technologiczne: strumień objętości, strumień masy, szybkość
objętościowa, wydajność i selektywność reakcji i procesów, zdolność produk-
cyjna, koszt własny produktu.
Procesy ciągłe i okresowe.
Chemiczna i technologiczna koncepcja procesów.
Zależności między chemizmem,

technologiczną koncepcją procesów

i kosztami produkcji.
Różne koncepcje chemiczne określonego procesu.
Zasada najlepszego wykorzystania surowców i produktów ubocznych.
Zasada najlepszego wykorzystania energii.
Zasada najlepszego wykorzystania aparatury.

Zasada najlepszego wykorzystania różnic potencjałów charakteryzujących
oddalenie układu od stanu równowagi: różnicy temperatur, różnicy ciśnień,
stężeń substancji chemicznych.
Zasada umiaru technologicznego.
Wstępna koncepcja technologiczna: ustalanie rodzajów i kolejności,
procesów podstawowych niezbędnych do prowadzenia określonego procesu
produkcyjnego.
Czynniki wpływające na wybór koncepcji technologicznej.

3. Ćwiczenia

• Opracowanie ideowych schematów procesów podstawowych

odpowiadających określonym chemicznym koncepcjom procesów
produkcyjnych.

• Sporządzanie uproszczonych bilansów materiałowych i cieplnych.

• Wyliczanie kosztu własnego określonego produktu w oparciu o założone

dane wyjściowe.

• Analiza rozwiązań potwierdzających uwzględnienie zasad technologicz-

nych na uproszczonych schematach technologicznych,

• Sporządzanie uproszczonych projektów procesowych.

4. Środki dydaktyczne

Teksty źródłowe.
Schematy ideowe na planszach.
Uproszczone schematy technologiczne w technice komputerowej.
Fragmenty schematów technologicznych, opisy technologiczne.
Programy komputerowe symulujące przebieg procesów technologicznych.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki modułowej są ściśle związane z treściami

modułów 311[31].Z4 i 311[31].Z5. Problemowy charakter tematyki jednostki
wymaga organizacji procesu kształcenia z zastosowaniem aktywizujących
metod nauczania. Szczególnie wskazane są różne techniki dyskusji
dydaktycznej, a zwłaszcza burza mózgów.

Kształtowanie umiejętności stosowania zasad technologicznych powinno

być realizowane w formie ćwiczeń praktycznych. Jako materiały ćwiczeniowe
należy wykorzystywać schematy ideowe, fragmenty schematów
technologicznych oraz opisy technologiczne.

Podczas realizacji programu jednostki należy nawiązywać do treści

programowych jednostek modułowych wyodrębnionych w modułach
311[31].Z4 i 311[31].Z5. Wskazane jest wykorzystywanie uproszczonych

schematów technologicznych oraz schematów ideowych związanych z
tematyką wymienionych modułów.

Analiza różnych koncepcji chemicznych dotyczących przemysłu syntez

organicznych polega na rozważeniu konkretnych przykładów, jak:
–  wytwarzanie chlorku winylu z etylenu lub acetylenu,
–  wytwarzanie fenolu z kumenu lub chlorobenzenu,
–  wytwarzanie kwasu octowego z aldehydu octowego lub metanolu.

W ramach dyskusji dydaktycznej należy udowadniać, że w

wielu

przypadkach korzystniejsze technologicznie i ekonomicznie jest rozdzielenie
mieszaniny poreakcyjnej zamiast rozdzielania mieszaniny zasilającej reaktor.

Na zakończenie realizacji programu jednostki modułowej uczniowie

powinni wykonać uproszczony projekt procesowy.

Zajęcia powinny być prowadzone w pracowni projektowania w grupie

liczącej do 16 osób.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

W procesie sprawdzania i oceny osiągnięć edukacyjnych wskazane jest

zastosowanie obserwacji pracy uczniów w trakcie wykonywania ćwiczeń
praktycznych oraz ich aktywności podczas dyskusji dydaktycznych.

Ocena osiągnięć edukacyjnych powinna odbywać się według ustalonych

kryteriów. W procesie ustalania poziomu wiedzy i umiejętności uczniów
należy uwzględnić:
–  aktywność ucznia,
–  umiejętność wyszukiwania i i przetwarzania informacji,
–  prawidłowość wnioskowania,
–  terminowość wykonania ćwiczeń praktycznych.
  W badaniach sumatywnych należy zastosować test osiągnięć i wykonanie
pracy projektowej. W

przypadku wykonywania przez uczniów projektu

zespołowego należy określić wkład pracy każdego ucznia w wykonanie
projektu.
Test osiągnięć powinien obejmować umiejętności:
–  posługiwania się podstawowymi pojęciami technologicznymi,
–  wykonywania bilansów materiałowych i energetycznych,
–  rozróżniania i stosowania zasad technologicznych.
Ocena  końcowa wynikająca z realizacji programu jednostki modułowej
powinna uwzględniać wyniki obserwacji pracy uczniów w

trakcie

wykonywania ćwiczeń, prowadzenia dyskusji oraz wyniki badań
sumatywnych.

Moduł 311[31].Z2
Techniczne podstawy procesów wytwarzania
półproduktów i produktów przemysłu chemicznego

1. Cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

mierzyć wielkości charakteryzujące proces technologiczny,

–

dokonywać regulacji podstawowych parametrów procesowych,

–

wykonywać rysunki i szkice techniczne elementów aparatury chemicznej,

–

posługiwać się dokumentacją techniczną dotyczącą projektowania oraz

eksploatacji maszyn i urządzeń przemysłu chemicznego,

–

dobierać aparaty i urządzenia do projektowanych procesów technologicz-

nych,

–

sporządzać proste schematy ideowe różnych sposobów odzyskiwania

energii,

–

dobierać sposoby ochrony urządzeń przed zanieczyszczeniem i korozją,

–

sporządzać bilanse energetyczne i materiałowe aparatów i urządzeń,

–

przewidywać możliwość wystąpienia zagrożeń podczas eksploatacji

maszyn, aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego,

–

obsługiwać podstawowe maszyny, aparaty i

urządzenia przemysłu

chemicznego,

–

wykorzystywać komputer do obróbki wyników pomiarów.

2. Wykaz jednostek modułowych

Symbol

Nazwa jednostki

Orientacyjna

liczba godzin na

realizację

311[31].Z2.01

Stosowanie aparatów i urządzeń przemysłu
chemicznego

100

311[31].Z2.02 Posługiwanie się dokumentacją techniczną 60
311[31].Z2.03

Stosowanie typowych powiązań
podstawowych procesów w instalacjach
przemysłu chemicznego

311[31].Z2.04

Pomiary parametrów procesowych

311[31].Z2.05 Stosowanie

układów automatyki i sterowania

311[31].Z2.06

Eksploatacja maszyn, aparatów
i urządzeń przemysłu chemicznego

Razem 396

3. Schemat układu jednostek modułowych

4. Literatura

Błasiński H., Młodziński B.: Aparaty przemysłu chemicznego. WNT,
Warszawa 1983
Francuz W . M., Sokołowski R.: Bezpieczeństwo i higiena pracy w rzemiośle.
WSiP, Warszawa 1996
Jabłońska-Drozdowska H., Krajewska K.: Aparaty, urządzenia i procesy
przemysłu chemicznego. WSiP, Warszawa 1995
Kordowicz – Sot Anna: Automatyka i

robotyka. Układy regulacji

automatycznej. WSiP, Warszawa 1999
Molenda J.: Chemia w przemyśle: surowce – procesy – produkty. WSiP,
Warszawa 1996
Molenda J.: Technologia chemiczna. WSiP, Warszawa 1993
Rączkowski B.: BHP w praktyce. ODDK, Gdańsk 1999
Ryng M.: Bezpieczeństwo techniczne w przemyśle chemicznym. WNT,
Warszawa

1993

Warych J.: Aparaty i urządzenia przemysłu chemicznego i przetwórczego.
WSiP, Warszawa 1996
Warych J.: Oczyszczanie gazów. Procesy i aparatura. WNT, Warszawa 1998

311[31].Z2.01

Stosowanie aparatów

i urządzeń przemysłu

chemicznego

311[31].Z2.02

Posługiwanie się

dokumentacją

techniczną

311[31].Z2.03

Stosowanie typowych

powiązań podstawowych

procesów w instalacjach
przemysłu chemicznego

311[31].Z2.06

Eksploatacja maszyn,

aparatów i urządzeń

przemysłu chemicznego

311[31].Z2

Techniczne podstawy

procesów wytwarzania

półproduktów

i produktów przemysłu

chemicznego

311[31].Z2.04

Pomiary parametrów

procesowych

311[31].Z2.05

Stosowanie układów

automatyki i sterowania

Jednostka modułowa 311[31].Z2.01
Stosowanie aparatów i urządzeń przemysłu
chemicznego

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń / słuchacz powinien umieć:
– zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej i warsztatowej,
– rozpoznać na podstawie oznaczeń: stal, żeliwo, metale nieżelazne i ich

stopy,

– scharakteryzować i rozpoznać materiały stosowane do budowy aparatów

i urządzeń przemysłu chemicznego,

– rozpoznać elementy konstrukcyjne aparatów i urządzeń,
– określić sposoby zapobiegania korozji materiałów konstrukcyjnych

i wykładzin w aparatach, urządzeniach i instalacjach przemysłu
chemicznego,

– sklasyfikować powłoki ochronne ze względu na użyty rodzaj tworzywa,

mechanizm działania, sposób nakładania,

– podać przykłady zastosowania powłok ochronnych w

aparatach

i urządzeniach przemysłu chemicznego,

– rozpoznać rodzaje powłok ochronnych na podstawie ich wyglądu, opisu,

właściwości chemicznych i fizycznych,

– scharakteryzować budowę i

zasady działania aparatów i

urządzeń

przemysłu chemicznego,

– określić zasady obsługi podstawowych aparatów i urządzeń przemysłu

chemicznego,

– skontrolować pracę laboratoryjnych modeli podstawowych aparatów

i urządzeń przemysłu chemicznego,

– sporządzić bilanse energetyczne i materiałowe procesów prowadzonych

w aparatach i urządzeniach,

– rozróżnić znormalizowane symbole aparatów i

urządzeń przemysłu

chemicznego,

– wskazać na schematach aparaty i urządzenia przemysłu chemicznego,
– określić zastosowanie aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego,
– dobrać aparaty i urządzenia do określonych procesów technologicznych,
– wykorzystać w sposób racjonalny sprzęt i aparaturę,
– wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,
– sporządzić dokumentację pracy,
– ocenić szkodliwość stosowanych substancji niebezpiecznych na podstawie

kart charakterystyk,

– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac laboratoryjnych i warsztatowych.

2. Materiał nauczania

Metale i stopy metali. Fizyczne, chemiczne, mechaniczne i technologiczne
właściwości metali.
Stopy żelaza z węglem. Stale niestopowe. Stale stopowe.
Metale nieżelazne. Stopy metali nieżelaznych.
Zastosowanie metali nieżelaznych i

ich stopów do budowy aparatów

i urządzeń przemysłu chemicznego.
Zastosowanie drewna, tworzyw sztucznych, emalierskich, gumowych do
budowy aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego.
Odporność na czynniki mechaniczne i chemiczne tworzyw metalowych
i niemetalowych w warunkach eksploatacji.
Zasady ochrony przed korozją.
Zastosowanie powłok metalowych, z emalii ceramicznych, z tworzyw
sztucznych, powłok gumowych, pokryć izolacyjnych do zabezpieczania
aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego.
Budowa i

zasady działania aparatów i

urządzeń do prowadzenia

podstawowych procesów fizycznych.
Budowa i

zasady działania aparatów i

urządzeń do prowadzenia

podstawowych procesów chemicznych.
Bilanse materiałowe i energetyczne procesów prowadzonych w aparatach
i urządzeniach przemysłu chemicznego.
Znormalizowane symbole aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego.

3. Ćwiczenia

• Rozpoznawanie metali i ich stopów na podstawie wyglądu zewnętrznego.

• Rozpoznawanie tworzyw niemetalowych na podstawie wyglądu

zewnętrznego i prostych badań.

• Określanie na podstawie oznaczenia stopu jego składu chemicznego oraz

ogólnych właściwości.

• Badanie efektywności mieszania.

• Badanie procesu filtracji przy stałym ciśnieniu.

• Sporządzanie bilansu energetycznego wymienników ciepła.

• Sporządzanie bilansu materiałowego krystalizatora.

• Zatężanie roztworu w wyparce.

• Określanie sprawności energetycznej wyparki.

• Suszenie materiału w suszarce fluidalnej.

• Rozdzielanie zawiesiny w kaskadzie odstojników.

• Badanie procesu ekstrakcji.

• Rozpoznawanie aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego

na schematach na podstawie znormalizowanych symboli.

• Projektowanie prostego procesu technologicznego, dobór aparatów

i urządzeń.

4. Środki dydaktyczne

Zestawy próbek metali i stopów.
Zestawy próbek metali i stopów z objawami różnych zniszczeń korozyjnych.
Zestawy próbek z powłokami ochronnymi.
Modele laboratoryjne aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego.
Komputerowe programy symulujące działanie podstawowych aparatów
i urządzeń przemysłu chemicznego.
Schematy technologiczne.
Tablice poglądowe, foliogramy, fazogramy, przezrocza.
Katalogi handlowe podstawowych aparatów i

urządzeń przemysłu

chemicznego.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki modułowej integruje treści dotyczące:

– budowy i zasad działania podstawowych aparatów i urządzeń chemicz-

nych,

– ogólnych warunków użytkowania aparatów i urządzeń, zwłaszcza podczas

stosowania agresywnych substancji chemicznych, działania
podwyższonych temperatur i zwiększonego ciśnienia.

Program jednostki stanowi podbudowę do realizacji treści modułów
zawodowych o charakterze technologicznym.

Program jednostki powinien być realizowany poprzez kształcenie

wielostronne, ze szczególnym uwzględnieniem metod umożliwiających
przyswajanie i odkrywanie wiedzy ogólnotechnicznej.

Do realizacji treści z zakresu budowy podstawowych aparatów i urządzeń

przemysłu chemicznego, doboru materiałów konstrukcyjnych oraz sposobów
ich zabezpieczania przed procesami korozyjnymi, wskazane jest stosowanie
metod nauczania: przypadków, pokazu z opisem, dyskusji dydaktycznej.
Duże znaczenie dla opanowania celów kształcenia ma wykorzystanie filmów
dydaktycznych. Należy pamiętać, aby przed projekcją filmu ukierunkować
obserwację uczniów, a

po obejrzeniu filmu przeprowadzić dyskusję

i podsumowanie. Należy także zwrócić uwagę na projektowanie kształtów
oraz na te sposoby połączeń elementów konstrukcyjnych, które ograniczają
występowanie zniszczeń korozyjnych.

W realizacji treści programowych jednostki modułowej dotyczących

rozpoznawania materiałów konstrukcyjnych i powłokowych, działania i obsługi
aparatów i

urządzeń, wskazane jest zastosowanie metody tekstu

przewodniego oraz ćwiczeń praktycznych wykonywanych zgodnie

z instrukcją. Zakres ćwiczeń zaproponowanych w programie może ulegać
zmianom. Nauczyciel może zaplanować również inne ćwiczenia, których
wykonanie zapewni realizację celów kształcenia.

Uczniowie powinni wykonać prace projektowe, w ramach których dobierają

aparaty i urządzenia do określonych prostych procesów. W związku z tym
należy umożliwić uczniom dostęp do różnych źródeł informacji, jak: internet,
normy, instrukcje, poradniki, katalogi.

Uczniowie powinni pracować w grupie liczącej do 16 osób, pojedynczo lub

w zespołach 2 – 3 osobowych, w pracowni technologicznej lub warsztatach.
Jeżeli pracownie nie posiadają odpowiedniego do treści programowych
wyposażenia, realizacja zagadnień z zakresu budowy i działania urządzeń
powinna odbywać się w formie ćwiczeń w terenie.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć
edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się przez

cały czas realizacji programu jednostki modułowej na podstawie określonych
kryteriów.

Badania kształtujące należy prowadzić systematycznie. Podczas realizacji

programu należy oceniać osiągnięcia uczniów na podstawie sprawdzianów
ustnych i pisemnych oraz ukierunkowanej obserwacji pracy uczniów podczas
wykonywania ćwiczeń.

W procesie kontroli i oceny osiągnięć uczniów należy zwracać uwagę na

merytoryczną jakość wypowiedzi, poprawne stosowanie pojęć technicznych.
W szczególności należy oceniać umiejętność wykorzystania zdobytej wiedzy,
w tym z zakresu rozróżniania znormalizowanych symboli aparatów i urządzeń
przemysłu chemicznego oraz wykonywania obliczeń bilansowych.

Na podstawie obserwacji można oceniać:
–  umiejętność wyszukiwania i przetwarzania informacji,
–  planowanie i organizację bezpiecznej pracy,
–  samodzielność w pracy,
–  staranność wykonania ćwiczeń,
–  prowadzenie dokumentacji pracy,
–  poprawność wnioskowania dotyczącego głównie jakości prowadzonych

badań.

Badaniami sumatywnymi w formie pracy projektowej prowadzonymi na
zakończenie realizacji programu jednostki modułowej, należy objąć
umiejętności dotyczące doboru aparatów i urządzeń do określonego procesu
technologicznego. W ocenie końcowej osiągnięć uczniów należy uwzględnić
wyniki sprawdzianów i

obserwacji oraz rezultaty pracy indywidualnej

i zespołowej, wykonywanej w formie ćwiczeń praktycznych i projektów.

Jednostka modułowa 311[31].Z2.02

Posługiwanie się dokumentacją techniczną

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
– określić znaczenie rysunku technicznego,
– posłużyć się podstawowymi pojęciami z zakresu rysunku technicznego,
– posłużyć się przyborami kreślarskimi i materiałami rysunkowymi,
– odczytać rysunki i szkice techniczne,
– wykonać szkice i rysunki elementów aparatury chemicznej,
– posłużyć się programami komputerowymi do wykonania rysunków

technicznych,

− rozróżnić rodzaje i

przeznaczenie dokumentacji instalacji przemysłu

chemicznego,

− rozpoznać na schematach armaturę i urządzenia do automatyki oraz

blokady technologiczne.

2. Materiał nauczania

Rola rysunku technicznego w pracy zawodowej.
Materiały i przybory do rysowania.
Normalizacja w rysunku technicznym, forma graficzna arkusza.
Szkicowanie przedmiotów, wykonywanie rysunków za pomocą przyborów
kreślarskich.
Rzuty prostokątne i aksonometryczne.
Przekroje wybranych przedmiotów.
Wymiarowanie i opisywanie na rysunkach.
Przerwania i urwania na rysunkach.
Oznaczenia połączeń lutowanych, zgrzewanych, klejonych, nitowych,
śrubowych.
Programy komputerowe do wykonania rysunków technicznych. Techniczne
zastosowanie programu AutoCAD.
Technika komputerowa do powielania i przechowywania informacji
rysunkowej.
Typowa zawartość ZTE, projektów wstępnych oraz projektów technicznych
instalacji przemysłu chemicznego. Dokumentacja kosztorysowa.
Schematy technologiczne w dokumentacji technicznej oraz na panelach
w sterowniach instalacji pracujących z zastosowaniem techniki komputero-
wej.
Oznaczenia na schematach: połączeń rurociągowych z armaturą, armatury
odcinającej, zaworów bezpieczeństwa oraz urządzeń do pomiarów, regulacji
i sterowania, blokad technologicznych, a także sygnalizacji niedotrzymywania
założonych wartości parametrów procesowych wraz z sygnalizacją alarmową.

3. Ćwiczenia

• Wykonywanie szkicu bryły geometrycznej w rzucie aksonometrycznym.

• Wykonywanie szkicu bryły geometrycznej w rzutach prostokątnych.

• Wykonywanie szkicu elementu aparatury chemicznej w

rzucie

aksonometrycznym.

• Wykonywanie rysunku elementu aparatury chemicznej w

rzutach

prostokątnych.

• Wykonywanie rysunku na podstawie szkicu.

• Wykonywanie rysunku z zastosowaniem edytorów rysunku technicznego.

• Czytanie i sporządzanie rysunków technicznych elementów aparatury

chemicznej.

• Czytanie i sporządzanie rysunków wykonawczych elementów aparatury

chemicznej.

• Analiza uproszczonych technologicznych schematów ćwiczeniowych.

• Obserwacja pracy obsługi sterowni.

4. Środki dydaktyczne

Materiały, narzędzia do wykonywania rysunków technicznych.
Modele brył geometrycznych i elementów aparatury chemicznej.
Fotografie aparatów, maszyn i urządzeń. Katalogi.
Rysunki techniczne elementów aparatury chemicznej.
Zestaw norm.
Tablice poglądowe.
Foliogramy, fazogramy, przezrocza.
Fragmenty dokumentacji (ZTE, projektu wstępnego i technicznego,
kosztorysu).
Proste schematy hipotetycznych instalacji produkcyjnych, umożliwiające
ćwiczenia w zakresie rozpoznawania symboli aparatów, maszyn, armatury
urządzeń do regulacji i sterowania oraz zasad ich rysowania i sytuowania.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Realizacja treści jednostki modułowej ma na celu kształtowanie umiejętności
czytania oraz wykonywania szkiców i rysunków elementów urządzeń oraz
posługiwania się dokumentacją techniczną, specyficzną dla przemysłu
chemicznego. Program należy realizować za pomocą opisu i wyjaśnienia
w połączeniu z pokazem i ćwiczeniami. Demonstrując organizację miejsca
pracy należy zwracać uwagę na rozmieszczenie materiałów i przyborów
rysunkowych, właściwe oświetlenie i postawę podczas pracy.

Tematykę ćwiczeń zamieszczonych w programie jednostki należy dobierać

odpowiednio do możliwości uczniów, dostępności środków dydaktycznych
i wyposażenia pracowni.
Jednostka modułowa 311[31].Z2.02 zawiera tematykę specyficzną.
Program jednostki będzie realizowany odrębnie. Elementy treści będą
powracać w następnych jednostkach modułu, jak i w kolejnych modułach.
W realizacji programów jednostek będą powtarzane ćwiczenia utrwalające
umiejętności określone w celach kształcenia z uwzględnieniem schematów
specyficznych dla określonych procesów technologicznych.

Uproszczone schematy instalacji przemysłowych należy traktować na tym

etapie kształcenia jako środek dydaktyczny do prowadzenia ćwiczeń, a nie
jako źródło informacji o prowadzonych procesach. Umiejętność stosowania
uproszczonych schematów, najlepiej z zastosowaniem techniki komputero-
wej, będzie doskonalona w dalszym procesie kształcenia.

Uczniowie powinni rozpoznawać:

– punkty pomiaru parametrów procesowych: mierniki temperatury, ciśnienia,

strumienia objętości lub masy, poziomu cieczy,

– punkty pobierania próbek do analiz,
– połączenia rurowe i

sprężarki oraz pompy umożliwiające cyrkulację

nieprzereagowanych składników surowca i reagentów,

– rurociągi wody technologicznej, pary grzewczej, gazów zrzutowych,

opałowych i inertnego azotu,

– węzły technologiczne i aparaty służące do wydzielania,
– podstawowe aparaty technologiczne, znormalizowane symbole aparatów

reakcyjnych, maszyn: sprężarek, dmuchaw, pomp; pieców i

kotłów

parowych, wymienników ciepła oraz separatorów, absorberów,
ekstraktorów, kolumn rektyfikacyjnych,

– armaturę oraz urządzenia do automatyki i

sterowania: regulatory,

sterowniki, blokady technologiczne.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni wyposażonej w stoły kreślarskie,

rysownice oraz środki techniczne w takiej ilości, aby każdy uczeń miał
zapewnione stanowisko do ćwiczeń.

W pracowni powinny znajdować się

stanowiska komputerowe do prac z

typowymi programami CAD oraz

schematami. Ze względu na konieczność obserwacji pracy każdego ucznia
i

zapewnienia konsultacji, liczba uczniów na zajęciach nie powinna

przekraczać 16.

Wskazana jest organizacja ćwiczeń terenowych, w

czasie których

uczniowie sprawdzą w rzeczywistych warunkach umiejętność posługiwania
się schematami instalacji przemysłu chemicznego.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się przez

cały czas realizacji programu jednostki modułowej na podstawie ustalonych
kryteriów.

Kryteria oceniania powinny dotyczyć poziomu i zakresu realizacji celów

kształcenia, a szczególnie umiejętności:
– sporządzania rysunków elementów konstrukcyjnych w rzutach

prostokątnych,

–  wykonywania szkiców części maszyn i urządzeń,
–  wymiarowania rysunków i szkiców,
–  czytania dokumentacji technicznej.

W ocenie wykonanych szkiców, rysunków i schematów należy uwzględnić

staranność i poprawność wykonania.
Podczas realizacji programu jednostki należy oceniać osiągnięcia dotyczące
szczegółowych celów kształcenia na podstawie testów osiągnięć, obserwacji
pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń. Ćwiczenia wykonane
nieprawidłowo należy powtarzać aż do uzyskania wyniku pozytywnego.

Podstawą oceny końcowej powinna być analiza prac zgromadzonych

w teczkach osiągnięć oraz wyniki obserwacji wykonywanych zadań.

Jednostka modułowa 311[31].Z2.03

Stosowanie typowych powiązań podstawowych
procesów w instalacjach przemysłu chemicznego

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− objaśnić pracę typowego dla instalacji rozdzielania mieszanin gazowych

układu: kolumna absorpcyjna – kolumna desorpcyjna,

− scharakteryzować typowe układy powiązań kolumn rektyfikacyjnych

z aparatami wymiany ciepła,

− sporządzić proste schematy ideowe różnych sposobów odzyskiwania

energii w postaci ciepła w instalacjach przemysłu chemicznego,

− określić zasadę przemiennej pracy adsorberów w cyklach adsorpcji oraz

regeneracji i chłodzenia warstwy adsorbenta,

− scharakteryzować typową sekwencję procesów w układach recyrkulacji

nieprzereagowanego surowca,

− objaśnić zasadę pracy typowego układu: reaktor rurkowy chłodzony wodą,

zbiornik para/kondensat,

− podać przykłady zastosowania typowych węzłów technologicznych.

2. Materiał nauczania

Ciąg technologiczny. Węzły technologiczne.
Typowe sekwencje aparatów i urządzeń stosowanych w przemyśle chemicz-
nym.
Układ adsorber – desorber jako typowa koncepcja technologiczna w insta-
lacjach rozdzielania mieszanin gazowych.
Integracja technologiczna kolumny atmosferycznej i próżniowej w instalacjach
destylacji ropy naftowej.
Układy: podgrzewacz surowca → piec rurowy → kolumna rektyfikacyjna →
chłodnice destylatów w instalacjach przemysłu chemicznego.
Typowa sekwencja aparatów w układach recyrkulacji nieprzereagowanego
surowca: separator → sprężarka → podgrzewacz i piec rurowy → reaktor.
Zintegrowana praca reaktorów rurkowych chłodzonych wodą i zbiorników
para/kondensat.

3. Ćwiczenia

• Rozpoznawanie typowych sekwencji aparatów na uproszczonych

schematach różnych instalacji produkcyjnych.

• Analiza opisu pracy instalacji odsiarczania gazu pod względem doboru

i ewentualnych zmian ciśnienia i temperatury w absorberze i desorberze.

• Analiza typowych powiązań technologicznych uwidocznionych na

uproszczonym schemacie instalacji rurowo-wieżowej destylacji ropy
naftowej

• Projektowanie ideowych schematów różnych koncepcji odzyskiwania

energii w postaci ciepła w instalacjach przemysłu chemicznego.

• Sporządzanie schematu kaskady wymienników ciepła z armaturą.

• Symulacja komputerowa pracy instalacji adsorberów w

cyklach

przemiennych, rozdzielanie oznaczeń wskazujących na otwarcie lub
zamknięcie armatury odpowiednio do przemiennych cykli pracy
adsorberów.

4. Środki dydaktyczne

Teksty przewodnie.
Programy komputerowe z uproszczonymi schematami technologicznymi
do realizacji jednostek modułów 311[31].Z4 i 311[31].Z5 oraz programy
do symulacji funkcjonowania typowych węzłów technologicznych.
Schematy ideowe na planszach.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki modułowej obejmuje zagadnienia o

charakterze

projektowym z uwzględnieniem typowych sytuacji technologicznych
i technicznych występujących w

procesach wytwarzania półproduktów

i produktów chemicznych. W wyniku realizacji programu jednostki uczeń
powinien rozpoznawać na schematach typowe węzły technologiczne oraz
wskazywać zastosowane aparaty i urządzenia. Wskazane jest korzystanie
z uprzednio wprowadzonych do komputera uproszczonych schematów
instalacji związanych z

programami jednostek modułów 311[31].Z4

i 311[31]

Z5. Schematy te należy traktować wyłącznie jako środek

dydaktyczny do ćwiczeń, polegających na identyfikowaniu typowych
sekwencji aparatów, bez konieczności analizy szczegółów technologicznych.

Analizując układ: reaktor rurkowy chłodzony wodą → zbiornik

para/kondensat należy nawiązać do przykładów z jednostek modułowych
modułu 311[31].Z4. Można też wzmiankować o zastosowaniu tego układu
w

innych instalacjach syntez organicznych, a

szczególności

w egzotermicznych procesach utleniania (produkcja bezwodnika ftalowego
i maleinowego oraz akrylonitrylu przez utleniającą amonolizę propylenu).

Należy dążyć do osiągnięcia trwałej percepcji informacji zamieszczonych

na schematach instalacji, dzięki której możliwe jest zrozumienie istoty pracy
układów aparatów podczas recyrkulacji nieprzereagowanych surowców.

Proces dydaktyczny należy organizować w

pracowni projektowania

w grupach liczących do 16 osób. Uczniowie powinni wykonać zaprojektowane

ćwiczenia, polegające na samodzielnej lub zespołowej analizie pracy węzłów
technologicznych, rozpoznawaniu aparatów i urządzeń, prezentacji wyników
i dyskusji.

Wskazane jest zastosowanie metody projektów. Wykonując prace

projektowe uczniowie powinni wykorzystać umiejętności wykonywania
rysunków technicznych z zastosowaniem techniki komputerowej.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć
edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenę umiejętności posługiwania się podstawowymi

znormalizowanymi symbolami aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego
można przeprowadzić za pomocą badań diagnostycznych w formie testu
osiągnięć złożonego z zadań zamkniętych: wielokrotnego wyboru, typu
prawda – fałsz.

Badania kształtujące należy prowadzić systematycznie. W

celu

sprawdzenia postępów uczniów nauczyciel powinien prowadzić obserwację
pracy uczniów w trakcie wykonywania ćwiczeń oraz aktywności podczas
dyskusji dydaktycznych.

Ocena osiągnięć edukacyjnych powinna odbywać się według ustalonych

kryteriów. W ocenie osiągnięć oprócz poziomu wiedzy

i umiejętności powinno się uwzględnić:
–  aktywność ucznia,
–  umiejętność wyszukiwania i przetwarzania informacji,
–  prawidłowość wnioskowania,
–  terminowość wykonania ćwiczeń praktycznych.

Badaniami sumatywnymi w formie testu osiągnięć z zadaniami zamkniętymi

i otwartymi, należy objąć następujące umiejętności:
– rozróżnianie znormalizowanych symboli aparatów i urządzeń przemysłu

chemicznego,

– rozpoznawanie typowych sekwencji aparatów na schematach instalacji

produkcyjnych,

– objaśnianie typowych powiązań procesów podstawowych w instalacjach

przemysłu chemicznego,

– sporządzanie prostych schematów ideowych.
Ocena końcowa, wynikająca z realizacji programu jednostki modułowej,
powinna uwzględniać wyniki obserwacji pracy ucznia w trakcie wykonywania
ćwiczeń i prowadzenia dyskusji, ocenę projektu oraz wyniki badań
sumatywnych.

Jednostka modułowa 311[31].Z2.04
Pomiary parametrów procesowych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

rozróżnić bezpośrednie i pośrednie rodzaje pomiarów,

–

scharakteryzować pojęcia: klasa dokładności przyrządu, czułość

przyrządu,

–

rozróżnić rodzaje błędów: systematyczny, przypadkowy, gruby,

bezwzględny, względny,

–

scharakteryzować metody pomiarów parametrów procesowych,

–

dobrać przyrządy w

zależności od parametrów badanego układu

i założonej dokładności,

–

posłużyć się instrukcjami obsługi podczas użytkowania przyrządów

pomiarowych,

–

obsłużyć przyrządy pomiarowe wskazówkowe, elektryczne

i elektroniczne,

–

zastosować sondy pomiarowe, stanowiące wyposażenie przyrządów

pomiarowych,

–

obliczyć i oszacować błędy pomiarów,

–

rozpoznać na uproszczonych schematach punkty pomiaru parametrów

procesowych: temperatury, ciśnienia, strumienia objętości lub masy,
poziomu cieczy i innych,

–

zmierzyć podstawowe wielkości elektryczne: napięcie, natężenie prądu,

moc i rezystancję,

–

zmierzyć wielkości charakteryzujące proces technologiczny: temperaturę,

ciśnienie, poziom cieczy, natężenie przepływu cieczy i gazów, wilgotność,
lepkość,

–

dokonać analizy składu reagentów,

–

wyjaśnić przyczyny powstawania błędów w

pomiarach parametrów

procesowych,

–

zastosować komputer do obróbki wyników pomiarów,

–

wykorzystać interfejsy przyrządów uniwersalnych do obróbki wyników

pomiarów za pomocą komputera,

–

wykorzystać w sposób racjonalny substancje i czynniki energetyczne,

–

sporządzić dokumentację pomiarową,

–

zinterpretować wyniki pomiarów,

–

przeprowadzić konserwację i przechować przyrządy kontrolno-pomiarowe,

–

zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,

–

zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac pomiarowych.

2. Materiał nauczania

Zasady pracy w laboratorium pomiarów procesowych.
Klasyfikacja przyrządów i metod pomiarowych.
Błędy pomiarów.
Interfejsy przyrządów uniwersalnych. Technika opracowywania wyników
pomiarów.
Normalizacja metod pomiarowych i badań.
Zasady eksploatacji przyrządów pomiarowych.
Zasady pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych. Przyrządy
do pomiaru wielkości elektrycznych: amperomierze, woltomierze, watomierze,
mierniki uniwersalne.
Zasady pomiaru temperatury. Charakterystyka i

obsługa termometrów

rozszerzalnościowych, oporowych, termoelektrycznych, pirometrów.
Zasady pomiaru ciśnienia. Charakterystyka i

obsługa barometrów,

manometrów hydrostatycznych, hydraulicznych i sprężynowych; ciśnienio-
mierzy piezoelektrycznych.
Zasady pomiaru poziomu cieczy. Charakterystyka i obsługa
poziomowskazów refleksyjnych, pływakowych, hydrostatycznych, ultra-
dźwiękowych, radioaktywnych, rurek cieczowskazowych.
Zasady pomiaru natężenia przepływu cieczy i gazów. Charakterystyka
i obsługa przepływomierzy wirnikowych, komorowych, zwężkowych
i magnetycznych, rurek spiętrzających, rotametrów, gazomierzy.
Zasady pomiaru wilgotności. Charakterystyka i obsługa wilgotnościomierzy
elektrycznych i włosowych, psychrometrów.
Zasady pomiaru lepkości. Charakterystyka i

obsługa lepkościomierzy

rotacyjnych, ultradźwiękowych i wibracyjnych.
Analizatory składu chemicznego. Analizatory gazów i cieczy. Charakterystyka
i obsługa analizatorów fizycznych i chemicznych.
Interpretacja wyników pomiarów parametrów procesowych. Zastosowanie
wyników pomiarów do oceny przebiegu procesów technologicznych.

3. Ćwiczenia

• Posługiwanie się przyrządami uniwersalnymi na podstawie dokumentacji

technicznej.

• Obróbka wyników pomiarów za pomocą komputera.

• Opracowanie graficzne wyników pomiarów

• Ocena dokładności pomiaru temperatury różnymi termometrami

rozszerzalnościowymi.

• Pomiar natężenia prądu, napięcia, rezystancji miernikami uniwersalnymi.

• Pomiar temperatury w piecu elektrycznym termometrem rezystancyjnym

i termoelektrycznym.

• Ocena dokładności pomiaru temperatury termometrami

rozszerzalnościowymi.

• Pomiar ciśnienia w zbiorniku ciśnieniowym z zastosowaniem manometru

sprężynowego.

• Pomiar poziomu cieczy w zbiorniku zamkniętym z użyciem poziomomierza

hydrostatycznego.

• Pomiar poziomu cieczy w zbiorniku otwartym z użyciem poziomomierza

pływakowego.

• Pomiar różnicy ciśnień w rurociągu za pomocą U -rurki.

• Sprawdzanie wskazań manometru sprężynowego za pomocą manometru

obciążnikowo-tłokowego.

• Pomiar natężenia przepływu gazu za pomocą rurki spiętrzającej i zwężki

pomiarowej

• Pomiar natężenia przepływu cieczy za pomocą rotametru.

• Pomiar wilgotności powietrza atmosferycznego.

• Pomiar wilgotności powietrza w rurociągu.

• Pomiar lepkości cieczy za pomocą lepkościomierza rotacyjnego.

• Określanie charakteru przepływu cieczy na podstawie danych

eksperymentalnych.

• Analiza składu gazów spalinowych.

• Rozpoznawanie sposobów pomiarów parametrów procesowych

w warunkach rzeczywistych.

4. Środki dydaktyczne

Przyrządy uniwersalne, aparaty i urządzenia pomiarowe z dokumentacją
techniczną.
Komputer z oprogramowaniem do szybkiej obróbki wyników pomiarów.
Podstawowy sprzęt laboratoryjny, zestawy ćwiczeniowe.
Zestawy plansz i tabel fizykochemicznych, tablice poglądowe.
Zestawy foliogramów, fazogramów, filmów dydaktycznych.
Teksty przewodnie.
Literatura techniczna, katalogi sprzętu kontrolno-pomiarowego.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki dotyczą wykonywania typowych pomiarów
technicznych oraz pomiarów specyficznych dla procesów wytwarzania
półproduktów i produktów chemicznych. Umiejętność wykonywania pomiarów
stanowi podstawę do wykonywania pomiarów parametrów procesowych.
Zapewni to uzyskanie rzeczywistego obrazu przebiegu procesu
technologicznego.

Projektując proces dydaktyczny nauczyciel powinien uwzględnić

różnorodne metody nauczania – uczenia się.

Do realizacji tematyki dotyczącej klasyfikacji przyrządów i metod

pomiarowych, rodzaju błędów, budowy, zasad działania oraz ogólnych zasad
eksploatacji aparatów i urządzeń pomiarowych można zastosować wykład,
opis, pokaz z objaśnieniem, dyskusję dydaktyczną z zastosowaniem różnych
technik.

Zagadnienia z

zakresu analizy błędów pomiarów można realizować

w formie ćwiczeń obliczeniowych oraz dyskusji dydaktycznych. Należy
zwrócić uwagę na to, że zagadnienia programowe nie są zupełnie nowe.
Uczniowie wielokrotnie zetknęli się z tematyką pomiarów w trakcie realizacji
programów jednostek modułów ogólnozawodowych. Na obecnym etapie
kształcenia informacje dotyczące klasyfikacji, budowy i zasad eksploatacji
aparatów i urządzeń pomiarowych powinny być uporządkowane, usyste-
matyzowane, a w niektórych przypadkach rozwinięte lub uszczegółowione.
W szczególności dotyczy to zagadnień związanych z

analizą błędów

pomiarów.

Po zajęciach wprowadzających powinny odbyć się zajęcia laboratoryjne,

w czasie których uczniowie wykonują pomiary wskazanych parametrów.
W trakcie ćwiczeń uczniowie powinni opanować umiejętność posługiwania się
katalogami i

instrukcjami obsługi przyrządów i układów pomiarowych.

Podczas analizy danych technicznych przyrządów pomiarowych należy
zwrócić uwagę na kształtowanie umiejętności wyboru danych, które są
najistotniejsze ze względu na warunki pomiaru i przyjęte założenia, jak:
określona metoda pomiaru, dokładność. Pozwoli to na optymalny wybór
metody i przyrządów pomiarowych.

Ćwiczenia laboratoryjne można realizować z zastosowaniem instrukcji oraz

metody przewodniego tekstu. Szczególną uwagę należy zwracać na
doskonalenie umiejętności dokumentowania pracy oraz interpretację wyników
pomiarów.

trakcie wszystkich zajęć laboratoryjnych, również w czasie

ćwiczeń realizowanych w warunkach przemysłowych, należy zwracać uwagę
na przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Ćwiczenia zamieszczone w programie należy traktować jako przykładowe.

Dokonując wyboru ćwiczeń, należy uwzględnić techniczne i organizacyjne
możliwości szkoły.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno być realizowane za

pomocą badań diagnostycznych, kształtujących i sumatywnych.

Badania diagnostyczne dotyczą sprawdzenia poziomu umiejętności

posługiwania się uniwersalnymi przyrządami pomiarowymi, zwłaszcza ich

wykorzystania do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych. Uczniowie
powinni opanować tę umiejętność na zajęciach realizowanych w ramach
fizyki oraz modułów 311[31].O1 i 311[31].Z1, w czasie których przyrządy
pomiarowe były stosowane jako narzędzia do badania właściwości
substancji.

Badania kształtujące należy prowadzić systematycznie. Przed

przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia pomiarowego według instrukcji
nauczyciel powinien sprawdzić wiedzę ucznia za pomocą testu lub
sprawdzianu ustnego. Warunkiem do wykonywania ćwiczenia powinna być
pozytywna ocena sprawdzianu. W przypadku zastosowania metody tekstu
przewodniego warunkiem przystąpienia ucznia do wykonania pomiarów jest
rozmowa z

nauczycielem, przeprowadzona zgodnie z

procedurą

zamieszczoną w tekście przewodnim.

Umiejętności praktyczne można sprawdzać przez obserwację czynności

wykonywanych przez uczniów podczas realizacji ćwiczeń pomiarowych.
Podczas obserwacji należy zwrócić uwagę na:

–

planowanie i organizację bezpiecznej pracy,

–  dobieranie przyrządów pomiarowych,
–  posługiwanie się instrukcjami obsługi przyrządów pomiarowych,
–  łączenie układów pomiarowych na podstawie schematu,

–

sprawność i staranność wykonania pomiaru parametrów procesowych,

–  prowadzenie dokumentacji pomiarowej,
–  interpretację wyników pomiarów,
–  przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony

przeciwpożarowej podczas prac laboratoryjnych.

W badaniach sumatywnych można zastosować test osiągnięć oraz test
praktyczny z zadaniami niskosymulowanymi Zadania praktyczne powinny być
zaopatrzone w kryteria oceny i schemat punktowania.

W ocenie osiągnięć uczniów po zakończeniu realizacji programu jednostki

należy uwzględnić wyniki sprawdzianów, testów osiągnięć oraz poziom
wykonania ćwiczeń.

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno być realizowane

z uwzględnieniem ustalonych kryteriów i zgodnie z obowiązującą skalą ocen.

Jednostka modułowa 311[31].Z2.05
Stosowanie układów automatyki i sterowania

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń / słuchacz powinien umieć:
– wyjaśnić pojęcia: regulacja, obiekt regulacji, charakterystyka obiektu

regulacji, regulator, siłownik, element wykonawczy, sterowanie, układy
sterowania,

– scharakteryzować budowę i

zasadę działania urządzeń regulacji

i sterowania,

– rozróżnić znormalizowane symbole urządzeń regulacji i sterowania,
– scharakteryzować zasady regulacji podstawowych parametrów

procesowych,

– zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,
– dokonać regulacji podstawowych parametrów procesowych,
– określić zasady sterowania podstawowymi procesami fizycznymi

i chemicznymi,

– rozróżnić na schematach urządzenia sterowania i regulacji,
– określić przemysłowe zastosowanie urządzeń regulacji i sterowania,
– podać przykłady stosowania urządzeń regulacji i sterowania

podstawowych procesach fizycznych i chemicznych przemysłu

chemicznego

– zastosować przepisy bhp oraz ochrony przeciwpożarowej podczas

wykonywania prac laboratoryjnych i w warunkach przemysłowych.

2. Materiał nauczania

Układy sterowania i ich struktura.
Obiekt regulacji, charakterystyka obiektu regulacji.
Elementy wykonawcze i siłowniki.
Regulatory bezpośredniego i

pośredniego działania. Charakterystyka

regulatorów automatycznych. Zasilanie układów regulacji.
Zabezpieczenia, sygnalizacje i blokady stosowane w układach regulacji.
Regulacja przepływu, ciśnienia i poziomu cieczy w zbiorniku.
Sterowanie podstawowymi procesami fizycznymi i chemicznymi.
Systemy sterowania i ostrzegania o zaistnieniu odstępstw od zadanych
wartości parametrów procesowych.
Czujniki chemiczne stosowane w analizach procesowych.
Klasyfikacja czujników chemicznych według rodzaju przetwornika. Przykłady
zastosowania czujników chemicznych.
Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych.

3. Ćwiczenia

• Regulacja poziomu cieczy w zbiorniku.

• Regulacja natężenia przepływu płynów

• Regulacja temperatury w wymiennikach ciepła.

• Sterowanie składem destylatu w rektyfikacji dwuskładnikowej.

• Sterowanie procesem suszenia w suszarkach obrotowych.

• Sterowanie klimatyzacją powietrza.

• Regulacja wartości pH.

• Sterowanie z

zastosowaniem komputerowego modelu procesu

produkcyjnego.

4. Środki dydaktyczne

Modele urządzeń, ćwiczeniowe układy regulacji i sterowania.
Katalogi elementów i urządzeń stosowanych w układach automatycznej
regulacji.
Instrukcje obsługi, dokumentacja techniczno-ruchowa elementów i urządzeń
automatyki.
Komputerowe modele procesu produkcyjnego.
Teksty przewodnie.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Współczesna organizacja procesu produkcji chemicznej wymaga szerokiej
wiedzy z

zakresu regulacji i

sterowania dotyczącej zarówno procesów

fizycznych jak i chemicznych. Na zajęciach wprowadzających nowe pojęcia
należy scharakteryzować podstawowe elementy układów regulacji,
przedstawić przykłady prostych układów regulacji. Zajęcia te powinny by
realizowane z

zastosowaniem wykładu informacyjnego i

problemowego,

opisu oraz pokazu z objaśnieniem. W dalszym etapie uczniowie powinni
poznać znormalizowane symbole urządzeń regulacji i sterowania. W tym celu
można zastosować metodę projektów, prezentację i dyskusję dydaktyczną.
Duże znaczenie dla realizacji celów kształcenia ma wykorzystanie filmów
dydaktycznych o tematyce związanej z automatyzacją i robotyzacją procesów
technologicznych.

Realizacja celów kształcenia jednostki wymaga wykonania ćwiczeń

praktycznych typu laboratoryjnego oraz obserwacji sterowania
przemysłowymi procesami podstawowymi w zakładzie produkcyjnym.

Uczniowie powinni wykonywać ćwiczenia indywidualnie lub w zespołach 2-
osobowych z zastosowaniem instrukcji lub metody przewodniego tekstu.

Ćwiczenia praktyczne polegają na regulacji podstawowych parametrów

procesowych oraz określaniu jakościowych kryteriów przebiegu regulacji.
W trakcie realizacji ćwiczeń uczniowie powinni pracować samodzielnie. Rola

nauczyciela powinna ograniczać się do omówienia zagrożeń, jakie mogą
wystąpić na poszczególnych stanowiskach pracy podczas sprawdzania
poprawności połączeń zmontowanych układów pomiarowych (przed
załączeniem napięcia). Nauczyciel powinien sprawować ciągły nadzór nad
przestrzeganiem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Realizacja programu jednostki powinna odbywać się w

pracowni

technologicznej na stanowiskach automatyki i sterowania w grupie liczącej do
8 osób. Wskazane jest prowadzenie ćwiczeń praktycznych w wyspe-
cjalizowanych pracowniach automatyki i sterowania w Centrach Kształcenia
Praktycznego.

Propozycje metod sprawdzania i

oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć edukacyjnych powinno odbywać się

przez cały czas realizacji programu jednostki na podstawie ustalonych
kryteriów. Kryteria oceniania powinny dotyczyć poziomu oraz zakresu
opanowania przez uczniów umiejętności określonych w szczegółowych
celach kształcenia

Prowadzone systematycznie badania kształtujące pozwalają sprawdzić,

jakie umiejętności zostały opanowane przez uczniów, a jakie sprawiają im
określone trudności. Badania powinny odbywać się w formie obserwacji pracy
uczniów podczas wykonywania ćwiczeń, a ocenie powinny podlegać:
–  umiejętność posługiwania się instrukcjami,
–  samodzielność w pracy,
–  staranność wykonania ćwiczeń,
–  planowanie i organizacja bezpiecznej pracy,
–  umiejętność wyszukiwania i przetwarzania informacji,
–  poprawność wnioskowania.

Badaniami sumatywnymi, prowadzonymi na zakończenie realizacji

programu jednostki, należy objąć następujące umiejętności:

–  organizacji stanowiska pracy,
–  regulacji podstawowych parametrów procesowych,
–  prowadzenia dokumentacji pomiarowej,
–  przestrzegania przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony

przeciwpożarowej podczas wykonywania prac laboratoryjnych.

Jednostka modułowa 311[31].Z2.06
Eksploatacja maszyn, aparatów i urządzeń przemysłu
chemicznego

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

sklasyfikować maszyny i urządzenia stosowane w przemyśle chemicznym,

–

rozróżnić konstrukcje stosowanych połączeń,

–

określić zastosowanie połączeń, osi i wałów, łożysk, sprzęgieł, hamulców,

przekładni mechanicznych,

–

wyjaśnić budowę i

zasadę działania napędów hydraulicznych

i pneumatycznych,

–

rozróżnić stosowane uszczelnienia,

–

określić na podstawie dokumentacji technicznej elementy składowe

maszyn lub urządzeń,

–

podać przyczyny powodujące określony rodzaj zużycia maszyn i ich części,

–

zinterpretować informacje o zmianach stanu urządzeń,

–

dobrać sposoby ochrony urządzeń przed zanieczyszczeniami,

–

scharakteryzować systemy napraw,

–

wyjaśnić pojęcia: bezpieczeństwo techniczne pracowników produkcyjnych,

bezpieczeństwo ekologiczne eksploatacji,

–

ocenić zagrożenia związane z eksploatacją podstawowych maszyn,

aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego,

–

określić wpływ agresywności środowiska na stan techniczny maszyn,

aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego,

–

scharakteryzować i

rozpoznać różne rodzaje zniszczeń korozyjnych

w eksploatowanych aparatach i urządzeniach,

–

ocenić stopień skorodowania powierzchni eksploatowanych maszyn,

aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego,

–

określić przyczyny powodujące zużywanie się urządzeń mechanicznych,

–

wyjaśnić zależność między zużyciem a smarowaniem,

–

rozróżnić metody przeciwdziałania zużywaniu się elementów maszyn,

–

określić zakres prac wykonywanych podczas przeglądów technicznych

i napraw,

–

określić przyczyny typowych awarii maszyn, aparatów i

urządzeń

stosowanych w przemyśle chemicznym,

–

określić zasady współpracy pracowników produkcyjnych z innymi służbami

utrzymania ruchu oraz w czasie planowych i awaryjnych postojów instalacji
produkcyjnych

–

posłużyć się Dokumentacją Techniczno-Ruchową, dokumentacją

technologiczną, instrukcjami obsługi oraz katalogami handlowymi
producentów maszyn i urządzeń.

2. Materiał nauczania

Klasyfikacja maszyn i urządzeń. Normalizacja części maszyn.
Napędy i sterowanie pneumatyczne. Napędy i sterowanie hydrauliczne.
Uszczelnienia techniczne.
Zużycie maszyn i urządzeń.
Typowe przykłady zniszczeń korozyjnych maszyn, aparatów i urządzeń.
Metody zapobiegania nadmiernemu zużyciu maszyn i urządzeń.
Przeglądy techniczne. Naprawy i konserwacje.
Sposoby oczyszczania, napraw i konserwacji maszyn, aparatów, urządzeń.
Dokumentacja napraw. Gospodarka smarami.
Techniczna obsługa maszyn i urządzeń.
Wymagania dozoru technicznego. Służby techniczne i

remontowe.

Techniczne i ekologiczne bezpieczeństwo eksploatacji.

3. Ćwiczenia

• Rozpoznawanie elementów maszyn i

urządzeń oraz napędów na

rysunkach technicznych.

• Rozróżnianie podstawowych rodzajów połączeń.

• Rozróżnianie rodzajów zużycia elementów maszyn.

• Identyfikacja rodzajów zniszczeń korozyjnych i stopnia skorodowania

powierzchni elementów maszyn, aparatów i urządzeń.

•

Określanie zakresu działalności służb technicznych i remontowych.

• Analiza technologicznego procesu napraw.

• Analiza wymagań dozoru technicznego.

•

Wykonywanie prostych napraw maszyn, aparatów i urządzeń stosowanych

w przemyśle chemicznym.

•

Konserwacja maszyn, aparatów i urządzeń stosowanych w przemyśle

chemicznym.

•

Projektowanie sposobu użytkowania i konserwacji określonego aparatu

stosowanego w przemyśle chemicznym.

4. Środki dydaktyczne

Plansze i rysunki elementów maszyn.
Filmy dydaktyczne, foliogramy i fazogramy.
Modele i eksponaty maszyn i urządzeń, elementów hydrauliki i pneumatyki.
Uszczelnienia.
Części maszyn i urządzeń z różnymi postaciami zużycia.
Zestawy próbek metali i stopów z przykładami różnych zniszczeń korozyjnych.
Środki i narzędzia do konserwacji.
Przykładowe instrukcje obsługi i konserwacji.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Celem realizacji programu jednostki jest przygotowanie ucznia

do użytkowania oraz obsługi maszyn i urządzeń stosowanych w procesach
technologicznych przemysłu chemicznego.

Podczas realizacji programu należy zwracać uwagę na budowę,

podstawowe parametry oraz zastosowanie elementów i

mechanizmów

maszyn, aparatów i

urządzeń stosowanych w

przemyśle chemicznym.

Bardzo ważne jest kształtowanie umiejętności identyfikowania rysunku lub
schematu z obiektem rzeczywistym.

Program jednostki powinien być realizowany aktywizującymi metodami

nauczania z elementami pokazu i opisu. Wskazane jest stosowanie metody
tekstu przewodniego, projektów, ćwiczeń praktycznych. Uczniowie powinni
korzystać z różnych źródeł informacji, jak: internet, normy, poradniki, katalogi,
materiały producentów.

Zaproponowane w programie jednostki modułowej ćwiczenia mają charak-

ter sugestii. Przedstawioną w programie tematykę ćwiczeń nauczyciel może
rozszerzać lub modyfikować w zależności od technicznych i dydaktycznych
warunków szkoły oraz potrzeb edukacyjnych.

Zajęcia powinny odbywać się w warsztatach szkolnych lub w pracowniach

Centrum Kształcenia Praktycznego wyposażonych w urządzenia
mechaniczne stosowane w produkcji chemicznej.

Uczniowie powinni pracować w grupie liczącej do 16 osób, pojedynczo lub

w zespołach 2- 3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie postępów uczniów powinno odbywać się w trakcie

realizacji programu jednostki na podstawie ustalonych kryteriów.

W trakcie obserwacji pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń należy

zwrócić uwagę na:
– rozpoznawanie elementów maszyn, aparatów i urządzeń,
– rozróżnianie rodzajów zużycia elementów maszyn w

wyniku tarcia

i procesów korozyjnych,

– posługiwanie się instrukcjami obsługi i konserwacji maszyn, aparatów

i urządzeń,

– sprawność wykonywania czynności eksploatacyjnych,
– sposób dokumentowania przebiegu pracy.

W badaniach sumatywnych można wykorzystać wykonane w formie
ćwiczenia praktycznego projekty uczniów.

Ocena końcowa powinna uwzględniać wyniki obserwacji pracy ucznia,
jakość wykonanych ćwiczeń oraz ocenę za projekt.

Moduł 311[31].Z3

Podstawy zarządzania, organizacji i utrzymania
produkcji w zakładach przemysłu chemicznego

1. Cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

charakteryzować systemy zarządzania jakością, bezpieczeństwem

i środowiskiem,

–

posługiwać się dokumentacją systemów zarządzania jakością,

bezpieczeństwem i środowiskiem,

–

przewidywać i zapobiegać zagrożeniom życia i zdrowia pracowników,

–

posługiwać się normami,

–

pobierać próbki do analiz ruchowych i technicznych,

–

wykonywać analizy techniczne surowców, półproduktów i produktów oraz

produktów ubocznych procesów przemysłu chemicznego,

–

wykonywać analizy techniczne paliw, wody technologicznej i kotłowej,

ścieków, odpadów oraz gazów resztkowych wypuszczanych do atmosfery,

–

przeliczać i

oceniać wyniki analiz jakości surowców, półproduktów,

i produktów,

–

oceniać przebieg procesów technologicznych na podstawie wyników

analiz ruchowych i technicznych.

2. Wykaz jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Nazwa jednostki modułowej

Orientacyjna

liczba godzin

na realizację

311[31].Z3.01

Posługiwanie się przepisami i procedurami
zarządzania jakością, bezpieczeństwem
procesowym oraz środowiskiem

311[31].Z3.02

Gospodarowanie materiałami, energią, wodą
kotłową i technologiczną

311[31].Z3.03

Kontrola analityczna procesów wytwarzania
półproduktów oraz produktów organicznych
i nieorganicznych

Razem 180

3. Schemat układu jednostek modułowych

4. Literatura

Alloway B.J., Ayres D.C.: Chemiczne podstawy zanieczyszczania
środowiska. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999
Gomółkowie B. i E.: Technologia wód przemysłowych z ćwiczeniami. Oficyna
Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1994
Hernas A

., Gajda L.: Systemy zarządzania jakością. Wydawnictwo

Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004
Holtz I ., Technika doskonalenia jakości. WSiP, Warszawa 1999
Hulanicki A .: Współczesna chemia analityczna. Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa 2001
Klepaczko – Filipiak B., Łoin J.: Pracownia chemiczna. Analiza Techniczna.
WSiP, Warszawa 1994
Molenda J.: Chemia w przemyśle. WSiP, Warszawa 1996
Molenda J.: Technologia chemiczna. WSiP, Warszawa 1996
Namieśnik J., Łukasiak J., Jamrógiewicz Z

.: Pobieranie próbek

środowiskowych do analizy. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995

311[31].Z3.

Podstawy zarządzania, organizacji

i utrzymania produkcji w zakładach

przemysłu chemicznego

311[31].Z3.03

Kontrola analityczna procesów wytwarzania

półproduktów oraz produktów organicznych

i nieorganicznych

311[31].Z3.02

Gospodarowanie materiałami, energią ,

wodą kotłową i technologiczną

311[31].Z3.01

Posługiwanie się przepisami i procedurami

zarządzania jakością, bezpieczeństwem

procesowym oraz środowiskiem

101

Jednostka modułowa 311[31].Z3.01
Posługiwanie się przepisami i procedurami zarządzania
jakością, bezpieczeństwem procesowym
oraz środowiskiem

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia słuchacz/uczeń powinien umieć:

–

scharakteryzować systemy zarządzania jakością, bezpieczeństwem

i środowiskiem,

–

posłużyć się dokumentacją systemów zarządzania jakością,

bezpieczeństwem i środowiskiem,

–

określić cele i zadania normalizacji,

–

posłużyć się pojęciami z

zakresu normalizacji, jak: jednostka

normalizacyjna (PKN), normalizacja międzynarodowa, normalizacja
regionalna, normalizacja krajowa, przedmiot normalizacji,

–

rozróżnić rodzaje norm,

–

posłużyć się pojęciami, jak: temperatura zapłonu i samozapalenia, NDS,

NDSCh, NDSP, D

, granice wybuchowości, wskaźnik toksyczności,

–

posłużyć się normami oraz przepisami dotyczącymi podejmowania działań

profilaktycznych i ratowniczych,

–

posłużyć się kartami charakterystyk substancji niebezpiecznych do oceny

zagrożeń i ustalenia sposobów postępowania na wypadek awarii,

–

przewidzieć zagrożenia na podstawie zidentyfikowanych nieprawidłowości

dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony
przeciwpożarowej,

–

zastosować zabezpieczenia miejsca wypadku,

–

dobrać i zastosować środki ochrony indywidualnej w zależności od

realizacji zadań,

–

określić zasady postępowania w

sytuacji rozszczelnienia aparatury,

armatury lub pęknięć orurowania oraz innych awarii technologicznych,

–

określić środki ochrony przed awariami: niezawodnie działające systemy

sterowania i ostrzegania, zawory bezpieczeństwa, blokady technologiczne,

–

rozpoznać zawory bezpieczeństwa i blokady technologiczne na

schematach instalacji,

–

podać przykłady procesów szczególnie niebezpiecznych ze względu na

toksyczność lub wybuchowość surowców, półproduktów i produktów,

–

określić zadania systemu zarządzania środowiskiem,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz

ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

102

2. Materiał nauczania

Podstawowe pojęcia z zakresu normalizacji. Zadania normalizacji.
Typy norm. Testy zgodności.
Normy jako systemy zarządzania.
System normalizacji w Polsce. Ustawa o Normalizacji.
Podstawowe pojęcia dotyczące jakości.
Jakość jako sfera prac prawno – organizacyjnych w przedsiębiorstwie.
Wdrażanie systemu jakości w przedsiębiorstwie. Dokumentacja systemu
zapewnienia jakości.
Certyfikacja systemów zapewnienia jakości.
Idea koncepcji jakości w normach PN - ISO – serii 9000.
Kompleksowe zarządzanie przez jakość (TQM).
Zarządzanie bezpieczeństwem pracy i procesowym. Normy PN- 18001:1999.
Zakłady chemiczne jako zakłady dużego ryzyka.
Bezpieczne systemy pracy i obsługi instalacji przemysłowych.
Zasady bezpieczeństwa procesowego. Ochrona przeciwpożarowa
i chemiczna. Szczelność aparatury i urządzeń procesowych. Niezawodność
działania wszystkich aparatów, urządzeń i

wyposażenia. Automatyka

zabezpieczeniowa.
Karty oceny ryzyka zawodowego. Parametry oceny zagrożenia.
Substancje szkodliwe i niebezpieczne w praktyce produkcyjnej przemysłu
chemicznego. Specjalne środki bezpieczeństwa w instalacjach z siarkowodo-
rem, cyjanowodorem, acetylenem i chlorem.
Zasady i środki bezpiecznej obsługi aparatów i instalacji pracujących pod
zwiększonym ciśnieniem.
Środki ochrony indywidualnej pracowników przemysłu chemicznego.
Usytuowanie i

obsługa punktów natychmiastowego powiadomienia

o zagrożeniach zakładowej straży pożarnej oraz służby ratownictwa
chemicznego.
Organizacja służb bhp i

medycyny pracy w

zakładach przemysłu

chemicznego. Organizacja pierwszej pomocy podczas wypadków przy pracy.
Zarządzanie środowiskowe, zadania systemu zarządzania.
Normy serii ISO 14000.
Zintegrowane systemy zarządzania.

3. Ćwiczenia

• Analiza norm stosowanych w gospodarce wolnorynkowej.

• Analiza przykładowych procedur zarządzania jakością.

• Ocena ważności czynników decydujących o bezpieczeństwie eksploatacji

instalacji.

• Wyszukiwanie wartości NDS i D

dla wybranych związków chemicznych.

• Obliczanie współczynników toksyczności.

103

• Ocena wybuchowości mieszanin.

• Obsługa modelu wybranego typu zaworu bezpieczeństwa.

• Analiza przykładowej instrukcji przeciwpożarowej zakładów chemicznych.

• Analiza przykładowych Programów Zapobiegania Awariom.

• Analiza rozwiązań organizacyjnych i

technicznych dotyczących

bezpieczeństwa i

higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej

w zakładzie przemysłu chemicznego.

• Opracowanie planu działań profilaktycznych i procedur postępowania

wpływających na zmniejszenie ryzyka występowania zagrożeń podczas
obsługi typowych aparatów i urządzeń przemysłu chemicznego.

4. Środki dydaktyczne.

Normy lub ich fragmenty: PN- ISO – seria 9000, PN- 18001:1999, ISO -
14000.
Rozporządzenia i inne przepisy prawne z zakresu normalizacji, ochrony
środowiska.
Instrukcje bhp, instrukcje ruchowe aparatów i urządzeń.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych, przykładowe karty oceny
ryzyka zawodowego.
Model wybranego typu zaworu bezpieczeństwa.
Filmy dydaktyczne: procedury postępowania w razie wypadków przy pracy,
udzielanie pomocy przedlekarskiej; ochrona środowiska; zagrożenia
pożarowe, zachowanie pracowników w

przypadku powstania pożaru

i w sytuacjach awarii technologicznych.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki modułowej obejmuje treści istotne z punktu widzenia

funkcjonowania zakładów produkcyjnych. Ponieważ treści te w wąskim
zakresie zamieszczane są w

podręcznikach, nauczyciel powinien

przygotować materiały dla uczniów oraz uwzględnić korzystanie z informacji
zamieszczanych w internecie. Jako źródła informacji mogą służyć
czasopisma techniczne, które uwzględniają tematykę dotyczącą jakości oraz
ochrony środowiska pracy.
Nauczyciel powinien w dużym stopniu zastosować metody: projektów,
przypadków, sytuacyjną oraz dyskusji dydaktycznej. Celowe jest
zastosowanie narzędzi i technik rozwiązywania problemów specyficznych dla
prac wdrożeniowych z zakresu jakości, jak: wykres Ishhikawy, wykres
drzewa.

Do realizacji ćwiczeń praktycznych szczególnie przydatna jest metoda

tekstu przewodniego. Realizacja ćwiczeń z zastosowaniem metody projektów
polega na opracowaniu działań profilaktycznych i procedur postępowania

104

w celu zmniejszenia ryzyka zagrożeń podczas obsługi aparatów i urządzeń
przemysłu chemicznego.
Wskazana jest realizacja zajęć w zakładzie pracy, w czasie których
uczniowie zapoznają się z rozmieszczeniem sprzętu, tablic ostrzegawczych,
usytuowaniem przycisków alarmujących straż pożarną, z zastosowaniem
osłon ruchomych części aparatury. Należy również wykorzystywać filmy
dydaktyczne dotyczące organizacji bezpieczeństwa procesowego.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być realizowane w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Treści programowe jednostki modułowej są ściśle związane z treściami

jednostki 311[31].O1.05 oraz 311[31].Z3.02. Dlatego przed przystąpieniem
do realizacji programu jednostki wskazane jest przeprowadzenie badań
diagnostycznych. Jako narzędzie pomiaru dydaktycznego można zastosować
test osiągnięć z zadaniami wielokrotnego wyboru lub krótkiej odpowiedzi.

Celem realizacji programu jednostki jest kształtowanie umiejętności

posługiwania się normami i procedurami na podstawie informacji dotyczących
norm i systemów zarządzania. W ramach badań kształtujących należy
zastosować obserwację pracy uczniów podczas pracy z

instrukcjami,

tekstami rozporządzeń, ustaw i

instrukcjami postępowania. Należy

zastosować również karty obserwacji aktywności uczniów podczas dyskusji
dydaktycznych. Ocenie powinna podlegać sprawność wyszukiwania
informacji, interpretacja uzyskanych danych oraz poprawność wnioskowania.

W badaniach sumatywnych należy uwzględnić efekty pracy projektowej

uczniów.

105

Jednostka modułowa 311[31].Z3.02
Gospodarowanie materiałami, energią, wodą kotłową
i technologiczną

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

określić rodzaje nośników energii stosowanych w przemyśle chemicznym,

–

zdefiniować pojęcie wskaźnika energochłonności produkcji chemicznej,

–

podać przykłady racjonalnego wykorzystania energii w

instalacjach

przemysłu chemicznego,

–

wyjaśnić na schemacie ideowym sposób zasilania elektrycznego zakładów

chemicznych,

–

określić znaczenie elektrociepłowni dla

zakładów przemysłu

chemicznego,

–

scharakteryzować podstawowe wymagania jakości wody zasilającej kotły

oraz wody używanej do celów chłodniczych,

–

scharakteryzować podstawowe wymagania jakości wody technologicznej

stosowanej w typowych procesach produkcji chemicznej

–

scharakteryzować procesy zmiękczania i odmineralizowania wody oraz

metody termicznego i chemicznego odgazowywania wody,

–

określić skład ścieków pochodzących z typowych procesów produkcji

chemicznej,

–

scharakteryzować metody oczyszczania ścieków przemysłowych,

–

określić urządzenia do magazynowania i transportu materiałów,

–

posłużyć się instrukcjami urządzeń do transportu materiałów,

–

posłużyć się przepisami dotyczącymi magazynowania, transportu,

oznakowywania substancji niebezpiecznych oraz kartami charakterystyk
substancji niebezpiecznych,

–

rozpoznać na schematach punkty pobierania próbek do analiz wody,

ścieków, powietrza,

–

pobrać do analiz próbki wód przemysłowych, ścieków, powietrza,

–

wykonać analizy wody, ścieków, powietrza,

–

posłużyć się instrukcjami dotyczącymi emisji gazów, par i pyłów oraz

gospodarki ściekami,

–

posłużyć się normami, przepisami i kartami charakterystyk celem

rozpoznania substancji i procesów stanowiących zagrożenie ekologiczne,

–

posłużyć się normami, przepisami, instrukcjami oraz kartami

charakterystyk substancji niebezpiecznych w działaniach zapobiegających
skażeniu środowiska,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

106

2. Materiał nauczania

Rodzaje energii,

wskaźnik energochłonności procesów przemysłu

chemicznego.
Elektroenergetyczne zasilanie zakładów i instalacji przemysłu chemicznego.
Instalacje kogeneracyjne wytwarzające energię elektryczną i

energię

w postaci ciepła w zakładowych EC.
Zakładowe ujęcie wody. Stacja uzdatniania wody.
Wymagania jakości wody technologicznej, kotłowej i chłodniczej.
Usuwanie mechanicznych i koloidalnych zanieczyszczeń wody zasilającej
kotły. Zmiękczanie i demineralizacja wody. Jonity. Termiczne i chemiczne
odgazowanie wody zasilającej kotły.
Uproszczony schemat średniociśnieniowego obiegu wodno-parowego.
Kontrola pracy obiegu wodno – parowego.
Gospodarka wodą technologiczną, chłodniczą oraz zdemineralizowaną
w zakładach przemysłu chemicznego.
Rodzaje ścieków w przemyśle chemicznym.
Mechaniczne, chemiczne i biologiczne oczyszczanie ścieków.
Magazynowanie materiałów stałych.
Magazynowanie cieczy. Rodzaje zbiorników do przechowywania cieczy.
Magazynowanie gazów. Zbiorniki do przechowywania gazów.
Gospodarka gazami opałowymi, technologicznym powietrzem pomiarowym
oraz azotem.
Sposoby magazynowania surowców głównych i

pomocniczych oraz

produktów.
Transport materiałowy. Transport cieczy. Rurociągi, elementy rurociągów,
sposoby połączeń.
Pompy, obsługa i konserwacja pomp.
Transport ciał stałych. Urządzenia do transportu ciał stałych.
Transport gazów. Zbiorniki i

butle z

gazami technicznymi. Rurociągi

do transportu gazów.
Oznakowywanie rurociągów.
Opakowania i oznakowania materiałów, w tym substancji niebezpiecznych.
Bezpieczeństwo i

higiena pracy w

magazynach chemikaliów i

podczas

wewnątrzzakładowego transportu materiałów.
Pobieranie próbek materiałów do kontroli.
Kontrola techniczna paliw, smarów.
Kontrola techniczna wody technologicznej, na potrzeby chłodnicze, do celów
kotłowych, kontrola ścieków.
Kontrola techniczna powietrza.
Monitoring stanu środowiska na terenie zakładu i w jego najbliższej okolicy.
Automatyzacja monitoringu środowiska, analizatory stężeń zintegrowane
z rejestracją oraz alarmową sygnalizacją przekroczenia zadanych wartości.

107

3. Ćwiczenia

• Wyrażanie energochłonności produkcji w różnych jednostkach.

• Sporządzanie schematów ideowych sposobów odzyskiwania ciepła

w zakładach przemysłu chemicznego.

• Opracowanie uproszczonego schematu uzdatniania wody.

• Oznaczanie zdolności wody do zmiękczania metodą termiczną.

• Badanie zdolności wymiennej jonitów.

• Obsługa pomp wirnikowych.

• Pobieranie gazu z butli z zastosowaniem zaworu redukcyjnego.

• Oznakowywanie opakowań materiałów niebezpiecznych.

• Analiza techniczna paliw.

• Analiza techniczna wody technologicznej, chłodniczej i do celów kotłowych.

• Analiza techniczna ścieków.

• Analiza zanieczyszczeń powietrza.

•

Analiza przykładowych schematów monitoringu stężeń określonych
związków chemicznych w powietrzu na terenie zakładu i w jego najbliższej
okolicy.

4. Środki dydaktyczne

Teksty przewodnie.
Instrukcje obsługi pomp.
Przyrządy, aparatura pomiarowa, odczynniki chemiczne do analiz
technicznych paliw, wody, powietrza.
Programy komputerowe symulujące pracę analizatorów stężeń związków
chemicznych w

powietrzu, zintegrowanych z

rejestracją oraz alarmową

sygnalizacją przekroczenia zadanych wartości.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki modułowej jest ściśle związany z modułami 311[31].O1

i 311[31].O2. Treści programowe zostały uszczegółowione. Odnoszą się
do określonych przykładów rozwiązań technicznych, technologicznych
i analitycznych

stosowanych

w przemyśle chemicznym. W

realizacji

programu również odwoływać się do treści modułów 311[31].Z4 i 311[31].Z5.
Należy zwrócić uwagę na znaczenie pewności zasilania instalacji przemysłu
chemicznego w wodę chłodniczą i kotłową oraz w energię elektryczną i parę
wodną.

Należy podkreślić specyfikę pracy oczyszczalni ścieków, zwrócić uwagę na

funkcję jaką spełnia w nowoczesnych zakładach przemysłu chemicznego.

Treści programowe jednostki mają charakter problemowy. W procesie

realizacji programu należy zastosować metodę projektów, przypadków
i dyskusji dydaktycznej. Ze względu na brak możliwości realizacji zadań

108

w warunkach rzeczywistych, tematykę dotyczącą obsługi aparatów i urządzeń
stosowanych w

gospodarowaniu energią, wodą i materiałami można

realizować w formie symulacyjnej lub w formie ćwiczeń w terenie.

Ćwiczenia laboratoryjne zamieszczone w programie jednostki powinny

być wykonywane samodzielnie lub w zespołach 2 – osobowych. Dobór
określonych analiz wody, powietrza, paliw powinien wynikać
z przeprowadzonych badań kształtujących, gdyż niektóre z analiz wody,
powietrza, ścieków uczniowie mogli wykonać w liceum profilowanym.
Zaplanowane analizy techniczne powinny dotyczyć badań o charakterze
podstawowym, istotnym dla procesów prowadzonych na skalę przemysłową.
Poziom przygotowania i wykonania prac laboratoryjnych powinien być zgodny
z wymaganiami dla zawodu i z normami badań. Badania mogą być
wykonywane z zastosowaniem specjalistycznego sprzętu do pobierania
próbek i prowadzenia analiz.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Podbudowę treści programowych jednostki modułowej stanowią moduły

ogólnozawodowe 311[31].O1 i 311[31].O2. Realizacja programu jednostki
powinna być poprzedzona badaniami diagnostycznymi do oceny poziomu
i zakresu wiedzy oraz umiejętności uczniów. Badania te mogą być
realizowane za pomocą testu osiągnięć z zadaniami wielokrotnego wyboru
lub krótkiej odpowiedzi. Badania kształtujące powinny dotyczyć oceny
wykonywanych zadań z

zakresu obliczeń, sporządzania schematów

ideowych oraz kontroli technicznej mediów. W

tym przypadku należy

sprawdzić umiejętność wykonywania pomiarów zgodnie z instrukcjami oraz
wykorzystania wyników pomiarów do oceny badanych mediów.

W badaniach sumatywnych można zastosować metodę projektów.

W ramach badań uczniowie kompleksowo opracowują system gospodarki
materiałowej i energetycznej zakładu chemicznego. Podziału na zespoły
projektowe można dokonać wyodrębniając tematy projektów związane
z poszczególnymi gospodarkami.

Bardzo ważne jest takie zorganizowanie prezentacji projektów, aby

przekazać uczniom całościowy obraz funkcjonowania zakładu pracy
w zakresie gospodarowania energią, wodą, ściekami i materiałami.

109

Jednostka modułowa 311[31].Z3.03
Kontrola analityczna procesów wytwarzania
półproduktów oraz produktów organicznych
i nieorganicznych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− scharakteryzować typy analiz przemysłowych,

− rozpoznać na uproszczonych schematach punkty pobierania próbek do

analiz procesowych,

− dobrać przyrządy do pobierania próbek,

− pobrać próbki do analiz procesowych,

− zorganizować stanowiska pracy analitycznej,

− wykonać analizy surowców, materiałów pomocniczych, półproduktów

i produktów przemysłu nieorganicznego i organicznego,

− ocenić jakość surowców, materiałów pomocniczych, półproduktów

i produktów przemysłu nieorganicznego i organicznego,

− udokumentować przebieg i wyniki kontroli analitycznej procesów,

− zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Typy analiz przemysłowych: off- line, at- line, on-line, in-line,
Zasady kontroli jakości produktów głównych i materiałów pomocniczych.
Normy w kontroli jakości.
Pobieranie, sporządzanie i przechowywanie próbek do analizy.
Kontrola surowców.
Kontrola międzyoperacyjna.
Kontrola wyrobów gotowych.
Przykłady kontroli analitycznej różnych procesów technologicznych.
Automatyzacja analiz procesowych.
Dokumentacja procesów kontroli jakości.
Zasady dobrej praktyki laboratoryjnej.
Ocena jakości surowców, półproduktów, produktów, materiałów
pomocniczych na podstawie wyników analiz.
Ocena przebiegu procesu technologicznego na podstawie wyników analiz.

3. Ćwiczenia

• Analiza norm badań i wyrobów.

110

• Rozpoznawanie na uproszczonych schematach punktów pobierania

próbek do analiz.

• Pobieranie próbek do analiz.

• Przygotowanie próbek średnich.

• Analiza schematu kontroli analitycznej produkcji superfosfatu.

• Badanie surowców, półproduktów i produktów procesu otrzymywania

superfosfatu.

• Analiza schematu kontroli analitycznej określonego procesu syntezy

organicznej.

• Badanie surowców, półproduktów i

produktów określonego procesu

petrochemicznego.

4. Środki dydaktyczne

Sprzęt laboratoryjny.
Odczynniki chemiczne do analiz.
Przyrządy do pobierania próbek.
Przyrządy, aparatura pomiarowa.
Instrukcje obsługi aparatów i urządzeń laboratoryjnych, analizatorów
automatycznych.
Normy badań, surowców, produktów.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści jednostki modułowej mają charakter problemowy. Wyniki analiz

kontrolnych mają służyć podejmowaniu decyzji w trakcie nadzorowania
procesów produkcyjnych.

Zakres zagadnień teoretycznych dotyczących chemizmu wykonywanych

analiz, przebiegu procesów analitycznych, budowy i

zasad działania

przyrządów i

aparatury analitycznej należy ograniczyć. Wprowadzenia

teoretycznego może dokonać nauczyciel, możliwe jest również samodzielne
przygotowanie się ucznia z wykorzystaniem metody tekstu przewodniego.
Należy położyć nacisk na obliczenia i interpretację wyników analiz, zwłaszcza
dotyczących kontroli procesu produkcyjnego i zapewnienia jakości procesów.
Zamieszczone w programie analizy schematów kontroli analitycznej procesu
wytwarzania substancji nieorganicznych i organicznych stanowią propozycję.
Nauczyciel może uwzględnić kontrolę analityczną innych procesów. Istotne
jest, żeby uczniowie poznali w sposób kompleksowy metodologię kontroli
analitycznej określonego procesu.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni chemicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie,

a w uzasadnionych przypadkach w zespołach 2 -3 osobowych.

111

6. Propozycje metod sprawdzania i

oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno mieć przede

wszystkim charakter kształtujący.

Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych nauczyciel

powinien sprawdzić wiedzę uczniów za pomocą testu osiągnięć lub
sprawdzianu ustnego. Warunkiem wykonania ćwiczenia powinna być
pozytywna ocena sprawdzianu. W przypadku zastosowania metody tekstu
przewodniego przystąpienie do ćwiczeń laboratoryjnych powinno być
uzależnione od odpowiedzi na pytania prowadzące.

Umiejętności praktyczne mogą być sprawdzane przez obserwację

czynności uczniów podczas wykonywania ćwiczeń. Kontrolę poprawności
wykonania ćwiczeń należy prowadzić w

trakcie i po ich realizacji.

Ocena osiągnięć uczniów powinna dotyczyć:
– organizacji stanowisk pracy analitycznej,
– posługiwania się schematami, procedurami, normami dotyczącymi

pobierania próbek do analiz procesowych,

–  wykonywania analiz według instrukcji i norm,
–  dokumentowania prac analitycznych,
–  interpretowania i wykorzystywania wyników analiz do oceny przebiegu

procesu produkcyjnego.

Zaliczenia ćwiczeń, realizowanych z zastosowaniem metody

tekstu

przewodniego, należy dokonywać zgodnie z

ustaleniami zawartymi

w formularzach oceny.
Na zakończenie realizacji programu jednostki modułowej wskazane jest
zastosowanie testu typu próba pracy z zadaniami niskosymulowanymi

W ocenie końcowej osiągnięć uczniów należy uwzględnić poziom

wykonania ćwiczeń, wyniki sprawdzianów ustnych, testu osiągnięć oraz testu
praktycznego.

112

Moduł 311[31].Z4
Technologia wytwarzania półproduktów i produktów
organicznych

1. Cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

charakteryzować procesy technologiczne stosowane w

przemyśle

rafineryjnym, petrochemicznym i syntez organicznych,

–

określać znaczenie procesów rafineryjnych dla procesu wytwarzania
najważniejszych surowców węglowodorowych stosowanych do syntez
organicznych,

–

określać surowce alternatywne do syntez organicznych oraz do produkcji
surowego gazu syntezowego,

–

określać zagrożenia związane z

toksycznością, palnością

i wybuchowością węglowodorów i ich mieszanin,

–

posługiwać się uproszczonymi schematami instalacji przemysłu
rafineryjnego, petrochemicznego i syntez organicznych,

–

określać budowę, zasady działania i

obsługi typowych aparatów

i urządzeń stosowanych w instalacjach przemysłu rafineryjnego, petro-
chemicznego i syntez organicznych,

–

rozróżniać symbole aparatury, punktów pomiaru parametrów, urządzeń
regulacji i sterowania stosowanych w procesach wytwarzania pół-
produktów i produktów organicznych,

–

interpretować przebieg procesów wytwarzania półproduktów i produktów
organicznych z uwzględnieniem zasad technologicznych i racjonalnego
wykorzystania surowców i energii,

–

określać wpływ najważniejszych parametrów procesowych na przebieg
procesów technologicznych wytwarzania półproduktów i produktów
organicznych,

–

stosować technikę komputerową w prowadzeniu i kontroli procesów,

–

sporządzać proste schematy ideowe integracji technologicznych
i energetycznych w procesach wytwarzania półproduktów i produktów
organicznych,

–

sporządzać uproszczone bilanse materiałowe i energetyczne procesów
technologicznych wytwarzania półproduktów i produktów organicznych,

–

stosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony
środowiska obowiązujące na stanowiskach pracy.

113

2. Wykaz jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Nazwa jednostki modułowej

Orientacyjna

liczba godzin na

realizację

311[31].Z4.01

Wytwarzanie produktów naftowych
i surowców petrochemicznych

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].Z4.05

Wytwarzanie produktów alkilowania

311[31].Z4.06

Wytwarzanie chlorku winylu
i rozpuszczalników chloroorganicznych

311[31].Z4.07

Wytwarzanie styrenu z etylobenzenu

311[31].Z4.08

Wytwarzanie polimerów

311[31].Z4.09

Wytwarzanie fenolu i acetonu z kumenu

311[31].Z4.10

Komponowanie wysokooktanowych benzyn
bezołowiowych

Razem

192

114

3. Schemat układu jednostek modułowych

4. Literatura

Bogaczek R., Kociołek – Balawajder E.: Technologia chemiczna organiczna.
Surowce i półprodukty. Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej, Wrocław 1992
Grzywa E., Molenda J.: Technologia podstawowych syntez organicznych.
Tom 1 i 2. WNT, Warszawa 2000
Kabzińska K.: Chemia organiczna dla techników. WSiP, Warszawa 1998
Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki. WSiP, Warszawa 1998

311[31].Z4

Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów

organicznych

311[31].Z4.03

Wytwarzanie i oczyszczanie

surowego gazu syntezowego

311[31].Z4.02

Wytwarzanie olefin

i węglowodorów aromatycznych

311[31].Z4.01

Wytwarzanie produktów

naftowych i surowców

petrochemicznych

311[31].Z4.04

Wytwarzanie metanolu

i kwasu octowego

311[31].Z4.05

Wytwarzanie produktów

alkilowania

311[31].Z4.06

Wytwarzanie chlorku winylu

i rozpuszczalników

chloroorganicznych

311[31].Z4.08

Wytwarzanie polimerów

311[31].Z4.10

Komponowanie

wysokooktanowych

benzyn bezołowiowych

311[31].Z4.09

Wytwarzanie fenolu
i acetonu z kumenu

311[31].Z4.07

Wytwarzanie styrenu

z etylobenzenu

116

Jednostka modułowa 311[31].Z4.01

Wytwarzanie produktów naftowych i surowców
petrochemicznych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

rozróżnić surowce energochemiczne,

–

wyszukać informacje o

składzie, wielkości zasobów i

wskaźnikach

wystarczalności surowców energochemicznych,

–

rozróżnić procesy rafineryjne i petrochemiczne,

–

rozróżnić rafineryjne procesy zachowawcze i procesy rozkładowe,

–

określić zadania procesów przygotowania ropy naftowej do przeróbki,

–

przedstawić za pomocą uproszczonego schematu ideowego powiązania

procesów rafineryjnych,

–

scharakteryzować właściwości i skład odbieranych z DRW destylatów

naftowych,

–

określić kierunki oczyszczania lub dalszej przeróbki destylatów naftowych,

–

ocenić rolę bilansu wodoru w procesach wodorowych: hydrokrakingu

i hydrorafinacji,

–

określić rolę procesów absorpcyjnych w odsiarczaniu gazów ziemnych

i rafineryjnych,

–

określić znaczenie gazu ziemnego jako surowca technologicznego

w rafineriach,

–

określić budowę oraz zasady działania specyficznych dla instalacji DRW

i przeróbki destylatów aparatów i urządzeń: flaszkowego pieca rurowego,
wież, reaktorów,

–

rozróżnić na schematach procesów rafineryjnych symbole i oznaczenia

oraz określić usytuowanie armatury, regulatorów, sygnalizatorów
i mierników,

–

określić sposoby regulacji parametrów poszczególnych procesów

wytwarzania produktów naftowych i surowców petrochemicznych,

–

podać przykłady najczęściej stosowanych integracji instalacji

produkcyjnych w

rafineriach oraz między instalacjami rafineryjnymi

i petrochemicznymi,

–

określić znaczenie poszczególnych procesów rafineryjnych w wytwarzaniu

najważniejszych surowców węglowodorowych stosowanych do syntez
organicznych,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

117

2. Materiał nauczania

Surowce energochemiczne. Światowe zasoby ropy naftowej i gazu ziemnego.
Wskaźniki wystarczalności zasobów ropy naftowej i gazu ziemnego.
Skład chemiczny i

właściwości ropy naftowej. Toksyczność, palność

i wybuchowość węglowodorów i

ich mieszanin. Kryteria oceny stopnia

przydatności ropy naftowej do przeróbki w rafineriach.
Zadania przemysłu rafineryjnego. Baza surowcowa polskiego przemysłu
rafineryjnego.
Przygotowanie ropy do przeróbki.
Instalacje DRW - powiązanie węzłów destylacji atmosferycznej i próżniowej,
flaszkowe piece rurowe i kolumny destylacyjne.
Charakterystyka otrzymywanych destylatów surowych, kierunki ich dalszej
przeróbki.
Skład i właściwości najważniejszych produktów rafinerii.
Rola i znaczenie procesu izomeryzacji. Chemizm procesu izomeryzacji frakcji
bogatych w n-pentan i n-heksan wydzielanych z benzyny niskooktanowej.
Rola i znaczenie procesu reformingu benzyn niskooktanowych.
Katalizatory reformingu. Parametry reformingu i ich regulacja.
Wstępna hydrorafinacja benzyn wsadowych.
Dehydrocyklizacja i izomeryzacja n-alkanów. Hydrokrakowanie i odwadnianie
cykloalkanów.
Charakterystyka produktów reformingu.
Chemizm procesu fluidalnego krakingu katalitycznego destylatów
próżniowych. Katalizatory FKK. Zeolity jako adsorbenty lub składniki
katalizatorów w procesach przemysłu rafineryjno-petrochemicznego.
Schemat ideowy bloku reaktorowego instalacji FKK.
FKK jako źródło propylenu i butenów oraz gazu płynnego i wysokooktanowej
benzyny krakingowej.
Spalanie gazów zrzutowych w pochodniach.
Hydrokraking destylatów próżniowych.
Problem zamknięcia bilansu wodoru w rafineriach. Rafineryjne wytwórnie
wodoru z gazu ziemnego.
Korzyści z integracji technologicznej procesów FKK, hydrokrakingu oraz
pirolizy olefinowej.
Integracja technologiczna instalacji reformingu i krakingu katalitycznego
z

petrochemicznymi instalacjami alkilowania produkującymi etylobenzen

i kumen oraz z instalacjami O -alkilowania izobutylenu metanolem.
Absorpcyjne odsiarczanie gazów ziemnych lub rafineryjnych. Zasada pracy
typowego układu powiązanych technologicznie kolumn: absorpcyjnej
i desorpcyjnej.
Specyfika przeróbki ropy zasiarczonej.
Zasady posługiwania się dokumentacją techniczną instalacji rafineryjnych.
Najważniejsze parametry procesowe procesów rafineryjnych. Sterowanie

118

procesami rafineryjnymi i ich regulacja. Usytuowanie regulatorów, sygna-
lizatorów i mierników.

3. Ćwiczenia

• Analiza schematów ideowych, wskazywanie procesów rafineryjnych

i petrochemicznych.

• Wyszukiwanie i analizowanie aktualnych danych o wielkości światowych

zasobów i wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego.

• Obliczanie, na podstawie wielkości światowych zasobów i wydobycia ropy

naftowej i gazu ziemnego, wartości wskaźników wystarczalności zasobów.

• Analiza schematów ideowych, określanie powiązań procesów: destylacji

rurowo-wieżowej, reformingu benzyn niskooktanowych izomeryzacji,
fluidalnego krakingu katalitycznego destylatów próżniowych, hydrorafinacji
frakcji benzynowych i olejowych oraz wytwarzania wodoru.

• Rozróżnianie surowych destylatów z

DRW na podstawie danych

o zakresach temperatury wrzenia i gęstościach.

• Analiza wymagań UE dotyczących jakości handlowych produktów

naftowych: gazu płynnego, benzyn wysokooktanowych, olejów
napędowych i opałowych.

• Ocenianie zagrożenia występującego w trakcie wytwarzania produktów

naftowych i surowców petrochemicznych na podstawie kart charakterystyk
substancji niebezpiecznych.

• Projektowanie sposobów bezpiecznego posługiwania się surowcami,

półproduktami i produktami przemysłu rafineryjnego.

• Analiza uproszczonych schematów technologicznych.

• Obserwacja pracy sterowni przemysłowych instalacji rafineryjnych

lub węzłów.

• Analiza schematów przedstawiających zasady działania, specyficznych

dla instalacji DRW i

przeróbki destylatów, aparatów i

urządzeń:

flaszkowego pieca rurowego, wież, reaktorów.

• Analiza prostych schematów ideowych przedstawiających integracje

technologiczne instalacji produkcyjnych przemysłu rafineryjnego.

• Analiza kierunków zmian składu strumieni odbieranych z kolumn instalacji

MEA w wyniku odchyleń ciśnienia i temperatury w kolumnach.

• Sporządzanie bilansów procesów wytwarzania produktów naftowych

i surowców petrochemicznych.

119

4. Środki dydaktyczne

Uproszczone schematy technologiczne wprowadzone do komputerów.
Przykładowe schematy sterowania procesami na skalę przemysłową.
Modele (przekroje) wybranych aparatów oraz typowych węzłów instalacji
produkcyjnych.
Schematy ideowe, w tym: dwustopniowa instalacja DRW, blok reaktorowy
instalacji FKK, gospodarka wodorem w

rafinerii, integracja procesów

rafineryjnych i petrochemicznych.
Fotografie i filmy: przemysłowe instalacje rafineryjne lub węzły.
Próbki: ropy naftowej, oleju opałowego i napędowego, katalizatora procesu
FKK - zakoksowanego i zregenerowanego.
Karty charakterystyki substancji niebezpiecznych.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki są szczególnie istotne w procesie kształcenia

w zawodzie. Istotne są zarówno chemizm procesów, rozwiązania
technologiczne i techniczne, jak i znaczenie produkcji dla funkcjonowania
gospodarki narodowej. Uczniowie powinni poznać kierunki rozwoju przemysłu
rafineryjnego, również te związane z bezpieczeństwem eksploatacyjnym
i ochroną środowiska.

Założone cele można realizować przez zastosowanie dyskusji

dydaktycznej, metody projektów oraz ćwiczeń praktycznych o charakterze
obliczeniowym. Celowe jest również wykonanie ćwiczeń symulujących
przebieg procesów rafineryjnych. Ćwiczenia polegające na analizie
schematów ideowych i uproszczonych schematów technologicznych należy
realizować z zastosowaniem oprogramowania komputerowego. W trakcie
analizy schematów uczniowie powinni rozpoznawać aparaty i urządzenia,
wskazywać węzły technologiczne, identyfikować punkty pomiaru parametrów
procesowych, punkty odbioru próbek do analiz, wykorzystując umiejętności
z modułu 311[31].Z2. W

wyniku analizy schematu ideowego bloku

reaktorowego instalacji FKK uczniowie powinni wyjaśnić, na czym polega
oryginalność układu cyrkulacji katalizatora w bloku, wskazać, z czym wiążą
się specyficzne trudności zapewnienia jego bezpiecznej pracy oraz określić
pochodzenie energii w postaci ciepła zapewniającej utrzymanie potrzebnej
temperatury w reaktorze i regeneratorze.
Przygotowując treść zadań dotyczących obliczeń bilansowych należy opierać
się na konkretnych danych technologicznych. Nauczyciel może zlecić
wyszukanie przez uczniów odpowiednich informacji.

W pracowniach technologicznych nie ma możliwości prowadzenia ćwiczeń

z zakresu obsługi aparatów i

urządzeń przemysłu rafineryjnego oraz

nadzorowania ich pracy i prowadzenia ruchu. Dlatego nauczyciel powinien
zorganizować ćwiczenia w terenie. Uczniowie powinni mieć możliwość

120

obserwacji pracy sterowni oraz obsługi aparatów i urządzeń instalacji
przemysłowych.

Realizacja programu jednostki modułowej powinna odbywać się

w pracowni technologicznej w grupie liczącej do 16 osób. Ćwiczenia powinny
być wykonywane indywidualnie. Prace projektowe mogą być opracowywane
w zespołach 2 -3 osobowych.

Ze względu na liczne powiązania procesów rafineryjnych z innymi

procesami nauczyciel powinien systematycznie nawiązywać do treści
odpowiednich jednostek modułu 311[31].Z4 oraz do programów jednostek
wyodrębnionych w następnym module 311[31].Z5, a w szczególności do
treści jednostek 311[31].Z5.01 i 311[31]Z5.02.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

trakcie realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien

posługiwać się oznaczeniami aparatów i

urządzeń oraz wykonywać

obliczenia bilansów materiałowych i energetycznych. Dlatego wskazane jest
przeprowadzanie badań diagnostycznych w

formie testu osiągnięć

z zadaniami wielokrotnego wyboru i krótkiej odpowiedzi. W badaniach
dotyczących wykonywania obliczeń bilansowych można zastosować zadania
rozszerzonej odpowiedzi.

W badaniach kształtujących można zastosować różne formy obserwacji

pracy uczniów w trakcie dyskusji dydaktycznych i ćwiczeń. Szczególnie
wskazana jest obserwacja czynności uczniów podczas wyszukiwania
i analizowania danych, opracowywania schematów ideowych oraz ćwiczeń
symulujących przebieg procesów rafineryjnych. Ocena osiągnięć uczniów
dotyczących wymienionych umiejętności powinna mieć w dużym stopniu
charakter opisowy.

Sprawdzaniu i ocenie powinny podlegać wyniki obliczeń bilansowych oraz

efekty ćwiczeń z zakresu analizowania właściwości surowców, półproduktów
i produktów przemysłu rafineryjnego i

petrochemicznego. Ocena prac

projektowych powinna odbywać się na podstawie prezentacji wytworów.

Ze względu na duże znaczenie programu jednostki modułowej nauczyciel

powinien przeprowadzić badania sumatywne dotyczące szerokiego  zakresu
treściowego, a zwłaszcza powiązań poszczególnych procesów rafineryjnych
i ich regulacji.

121

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

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− scharakteryzować pirolizę olefinową w piecach rurowych jako nisko-

ciśnieniowy 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 techno-

logiczne w układzie: rurowy piec pirolityczny

→wymienniki 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,

122

− 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.

2. Materiał nauczania

Istota procesu pirolizy olefinowej. Różnice pomiędzy pirolizą olefinową
i pirolizą acetylenową.

Reakcje termicznego rozkładu alkanów. Reakcje wtórne w procesie pirolizy
olefinowej.
Węglowodorowe surowce pirolizy olefinowej. Wpływ składu surowca
i wartości stosunku masowego (przegrzana para wodna/surowiec) na
przebieg procesu i wydajność produktów. Wskaźnik BMCI w ocenie ciekłych
surowców węglowodorowych jako potencjalnych surowców pirolizy.
Schemat ideowy powiązań pieca pirolitycznego z

układem wymiennik

gwałtownego chłodzenia – zbiornik para/kondensat.
Budowa i zasada działania pieców pirolitycznych. Problem osadzania się
koksu w

rurach pieców pirolitycznych i

konieczność jego cyklicznego

wypalania.
Dobór parametrów pirolizy. Ostrość procesu.
Instalacje rozdzielania i oczyszczania gazów pirolitycznych.
Ideowy i uproszczony schemat technologiczny wytwórni olefin.
Zastosowanie olefin C

-C

jako surowców instalacji przemysłu syntez

organicznych.
Zastosowanie benzyny pirolitycznej.
Powiązania technologiczne wytwórni olefin z

instalacjami DRW, FKK,

hydrokrakingu i syntez petrochemicznych.

3. Ćwiczenia

• Obliczanie wartości wskaźnika BMCI z wykorzystaniem podanego wzoru

empirycznego i samodzielnie wyszukanych danych wyjściowych.

• Analiza wydajności poszczególnych produktów pirolizy w

zależności

od surowca procesu.

• Sporządzanie bilansów procesów pirolizy olefinowej.

• Projektowanie schematu ideowego procesu wytwarzania olefin.

• Ocena szkodliwości surowców i produktów procesu pirolizy olefinowej

na podstawie kart charakterystyk substancji niebezpiecznych.

123

• Projektowanie schematów ideowych wykorzystywania etylenu, propylenu,

izobutylenu, benzenu jako surowców w

przemysłowych syntezach

organicznych.

4. Środki dydaktyczne

Uproszczony schemat technologiczny wytwórni olefin wprowadzony do
komputera.
Plansze ze schematem powiązań pieca pirolitycznego ze zbiornikiem
para/kondensat.
Fotografie widoku ogólnego lub węzłów technologicznych wytwórni olefin.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki modułowej jest ściśle związany z treściami innych

jednostek, a

zwłaszcza 311[31].Z3.01. Należy to uwzględnić planując

realizację ćwiczeń projektowych. Nauczyciel powinien wyeksponować
kluczową rolę wytwórni olefin w zakładach rafineryjno-petrochemicznych. Do
właściwych wniosków uczniowie powinni dojść w wyniku dyskusji
dydaktycznej lub na podstawie pracy projektowej o tematyce związanej
z charakterystyką produkcji w polskich zakładach rafineryjno-
petrochemicznych.

Nauczyciel powinien zwrócić uwagę na technologiczne znaczenie

zbiorników para/kondensat zintegrowanych z reaktorami w wielu instalacjach
syntez organicznych.

Zależnie od oceny percepcyjnych możliwości uczniów nauczyciel może

rozszerzyć zakres pojęcia czas kontaktu przez wyjaśnienie pojęcia czasu
równoważnego oraz określić sposób prezentacji wiedzy dotyczącej sposobów
rozdzielania i

oczyszczania gazów pirolitycznych oraz

selektywnego

uwodornienia alkinów we frakcjach etanowo-etylenowej i

propanowo-

propylenowej.

W produkcji olefin stosuje się substancje niebezpieczne, w tym toksyczne,

łatwopalne i wybuchowe. Nauczyciel powinien zorganizować zajęcia
poświęcone problematyce ochrony środowiska, w tym środowiska pracy.
Zajęcia można realizować metodą ćwiczeń projektowych, dyskusji
dydaktycznej, przypadków.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób, indywidualnie lub w zespołach.

125

Jednostka modułowa 311[31].Z4.03
Wytwarzanie i oczyszczanie surowego gazu
syntezowego

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

rozróżnić pojęcia: surowy gaz syntezowy, gaz syntezowy o składzie

potrzebnym w określonych syntezach, konwersja, stopień konwersji,

–

zaprojektować proste schematy ideowe wskazujące możliwości

wytwarzania surowego gazu syntezowego z różnych surowców,

–

określić różnice w procesach zgazowania węgla, zgazowania ciężkich

półproduktów i pozostałości z przeróbki ropy naftowej,

–

uzasadnić konieczność odsiarczania surowego gazu syntezowego

otrzymywanego w

procesach zgazowania oraz gazu ziemnego

z gazociągów przed jego konwersją na gaz syntezowy,

–

zinterpretować chemizm wytwarzania surowego gazu syntezowego przez

katalityczną konwersję metanu z parą wodną,

–

scharakteryzować budowę i

zasady działania aparatów i

urządzeń

stosowanych w procesie wytwarzania surowego gazu syntezowego przez
katalityczną konwersję metanu z parą wodną,

–

posłużyć się uproszczonym schematem technologicznym wytwarzania

surowego gazu syntezowego przez katalityczną konwersję metanu z parą
wodną

–

określić kierunki wykorzystywania poszczególnych składników surowego

gazu syntezowego,

–

scharakteryzować powiązania technologiczne między wytwórniami gazu

syntezowego metodą zgazowania a zintegrowanymi z nimi kompleksami
instalacji wytwarzania siarki odzyskiwanej,

–

zaprojektować schematy ideowe różnych wariantów technologicznych

korygowania składu surowego gazu syntezowego,

–

scharakteryzować proces katalitycznej konwersji tlenku węgla z parą

wodną,

–

przedstawić budowę i zasadę działania reaktora katalitycznej konwersji

tlenku węgla z parą wodną,

–

określić sposoby regulacji parametrów wytwarzania i

oczyszczania

surowego gazu syntezowego,

–

określić wpływ wytwórni gazu syntezowego na stan środowiska

przyrodniczego,

–

określić cel oczyszczania gazu syntezowego,

–

ocenić stopień zagrożenia środowiska pracy podczas eksploatacji

urządzeń wytwórni gazów syntezowych,

126

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Składniki surowego gazu syntezowego.
Wykorzystanie wodoru, tlenku węgla oraz ich mieszanin w procesach
rafineryjnych, w syntezie amoniaku, w syntezach organicznych.
Technologia wytwarzania gazu syntezowego metodą zgazowania, czynniki
zgazowujące, chemizm procesów zgazowania węgla. Zgazowanie
pozostałości z przeróbki ropy.
Schemat ideowy powiązań wytwórni zasadniczych i instalacji pomocniczych
w zakładzie zgazowania węgla. Absorpcyjne odsiarczanie surowego gazu
syntezowego z procesów zgazowania.
Wytwarzanie surowego gazu syntezowego w

procesie konwersji

wysokometanowego gazu ziemnego z parą wodną.
Dwustopniowe odsiarczanie gazu ziemnego z gazociągów.
Chemizm konwersji metanu z parą wodną. Stopień konwersji. Zależność
stopnia konwersji od temperatury procesu oraz od stosunku pary wodnej do
metanu. Katalizatory procesu.
Schemat ideowy instalacji konwersji. Budowa i zasada działania konwertora
i rur reakcyjnych.
Skład surowego gazu syntezowego z konwersji metanu. Korygowanie składu
gazu syntezowego.
Metanizacja jako proces finalnego usuwania resztek tlenku węgla
w wytwórniach wodoru i amoniaku.
Katalityczna konwersja tlenku węgla z parą wodną jako dodatkowe źródło
wodoru.
Sterowanie procesami wytwarzania i korygowania składu gazu syntezowego
w instalacjach przemysłu rafineryjno-petrochemicznego i azotowego.

3. Ćwiczenia

• Analiza składu surowych gazów syntezowych otrzymywanych z różnych

surowców i procesów.

• Projektowanie schematów ideowych różnych wariantów technologicznych

korygowania składu surowego gazu syntezowego.

• Analiza uproszczonego schematu instalacji konwersji wysokometanowego

gazu ziemnego, wprowadzonego do komputera.

• Analiza porównawcza chemizmu odsiarczania za pomocą MEA i absorpcji

ditlenku węgla w gorących roztworach węglanu potasu.

• Analiza porównawcza schematów instalacji odsiarczania za pomocą MEA

i absorpcji ditlenku węgla w gorących roztworach węglanu potasu.

127

• Sporządzanie bilansów materiałowych i

energetycznych w

procesach

wytwarzania i korygowania składu gazu syntezowego.

• Identyfikacja aparatów na fotografiach instalacji przemysłowych

wytwarzania i korygowania składu gazu syntezowego.

• Analiza możliwości wystąpienia zagrożeń w

wytwórniach gazów

syntezowych.

• Obserwacja pracy sterowni i aparatów instalacji wytwarzania i korygowania

składu gazu syntezowego.

4. Środki dydaktyczne

Schematy ideowe i uproszczone schematy technologiczne wprowadzone do
komputera.
Modele reaktorów konwersji metanu i tlenku węgla oraz plansze
z przekrojami.
Fotografie instalacji przemysłowych procesów wytwarzania i korygowania
składu gazu syntezowego.
Techniczne środki kształcenia

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki modułowej są ściśle związane z treściami

innych jednostek modułu oraz z treściami jednostek następnego modułu
311[31].Z5. Powiązania te dotyczą zarówno projektowania technologicznego,
jak i eksploatacyjnego.

W trakcie ćwiczeń należy doskonalić umiejętność posługiwania się

dokumentacją techniczną i technologiczną, zwłaszcza podczas rozpoznawa-
nia aparatów i urządzeń.

Treści kształcenia dotyczące budowy i zasad działania reaktorów konwersji

metanu i tlenku węgla mogą być zrealizowane z zastosowaniem pokazu
z objaśnieniem. Doskonalenie umiejętności nadzorowania pracy aparatów
i urządzeń oraz kontroli procesów powinno odbywać się w formie ćwiczeń
w sterowaniach i na terenie instalacji przemysłowych.
Tematykę programową związaną z chemizmem procesów należy
realizować metodą wykładu problemowego i dyskusji dydaktycznej.
Obliczenia bilansowe uczniowie mogą wykonać przez realizację prostych
projektów.
Procesy wytwarzania i oczyszczania surowego gazu syntezowego mogą
być źródłem zanieczyszczania atmosfery, zwłaszcza w wyniku emisji CO
i CO

. Na ten problem należy zwracać szczególną uwagę. Analizując

rozwiązania technologiczne procesów wytwarzania i oczyszczania gazów
syntezowych uczniowie powinni wyjaśniać zasadność przyjętych rozwiązań.

128

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Proces sprawdzania i

oceniania osiągnięć edukacyjnych powinien

obejmować:
–  identyfikację postępów uczniów w trakcie realizacji programu,
–  rozpoznawanie trudności w osiąganiu założonych celów kształcenia,
–  diagnozę stanu wiedzy uczniów pod kątem realizacji celów kształcenia

jednostki.

Podczas sprawdzania i oceniania należy zwracać uwagę na poprawne
posługiwanie

się terminologią techniczną, operowanie zdobytą wiedzą i jej

praktyczne wykorzystanie podczas wykonywania ćwiczeń. Szczególną uwagę
należy zwrócić na sprawność posługiwania się dokumentacją techniczną
i technologiczną oraz na biegłość wykonywania obliczeń bilansowych.

Osiągnięcia uczniów mogą być oceniane na podstawie:

–  sprawdzianów ustnych i pisemnych
–  testów osiągnięć,
–  obserwacji pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń, np. w trakcie

opracowywania schematów ideowych, analizy dokumentacji techniczno –
technologicznej.

Treści programowe jednostki mają charakter problemowy. W zwiazku z tym

istnieje możliwość oceny takich umiejętności, jak: rozwiązywanie problemów,
wykorzystywanie doświadczeń i integrowanie różnych elementów wiedzy.
Jako narzędzie pomiaru i oceny tych umiejętności może służyć karta oceny
projektów opracowanych przez uczniów z tematyki dotyczącej ochrony
środowiska oraz obliczeń bilansowych.

129

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

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− określić znaczenie metanolu jako surowca do syntez organicznych oraz

jako paliwa,

− zaprojektować schemat ideowy wykorzystania metanolu jako surowca do

przemysłowych syntez organicznych,

− określić przyczyny dominacji w skali światowej metanolu produkowanego

z gazu ziemnego,

− porównać jednostkowe zużycie energii w produkcji metanolu z różnych

surowców,

− ocenić toksyczność metanolu na podstawie analizy karty charakterystyki

substancji niebezpiecznych,

− wyjaśnić powody małego zużycia metanolu jako komponentu benzyn

silnikowych,

− scharakteryzować skład gazowego surowca do zasilania reaktorów syntez

metanolu,

− uzasadnić dobór parametrów syntezy metanolu,

− scharakteryzować skład i

warunki pracy katalizatorów do syntezy

metanolu,

− określić i dokonać analizy budowy i zasady działania reaktora 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

−

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska
obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Metanol jako surowiec w przemysłowych syntezach organicznych.
Metanol jako paliwo silnikowe lub jego komponent. Ograniczenia hamujące
zastosowanie metanolu w

motoryzacji: toksyczność, problem tolerancji

wodnej, zwiększona zawartość formaldehydu w spalinach silnikowych.
Chemizm procesu wytwarzania metanolu metodą Lurgi.
Skład surowca gazowego, stosunek H

/CO + CO

130

Dobór i optymalizacja parametrów procesów średniociśnieniowej syntezy
metanolu: temperatury, ciśnienia, szybkości objętościowej reagującego gazu.
Dobór katalizatora do syntezy średniociśnieniowej metanolu.
Uproszczony schemat instalacji. Budowa rurkowych reaktorów Lurgi.
Integracja reaktorów ze zbiornikiem para-kondensat.
Jednostkowe zużycie energii w produkcji metanolu z różnych surowców
łącznie w sekwencji: surowiec

→gaz syntezowy →metanol.

Sterowanie procesem syntezy metanolu.
Chemizm procesu wytwarzania kwasu octowego w procesie katalitycznego
karbonylowania metanolu. Katalizatory rodowe.
Katalizatory karbonylowania metanolu jako przykład ciągłego szybkiego
postępu w katalizie syntez organicznych.
Zastosowanie kwasu octowego do syntez organicznych.

3. Ćwiczenia

• Analiza uproszczonego schematu instalacji produkującej metanol.

• Dobór parametrów pracy aparatów układu reaktor/zbiornik para-kondensat

• Identyfikacja reaktora rurkowego Lurgi i zbiornika para-kondensat

na fotografii.

• Projektowanie schematu ideowego syntez organicznych z metanolu.

• Ocena właściwości technicznych i ekologicznych metanolu jako paliwa

silnikowego lub jako komponentu benzyn wysokooktanowych.

• Opracowanie schematów ideowych produkcji kwasu octowego z etylenu

lub acetylenu oraz z gazu syntezowego

• Analiza i ocena porównawcza głównych zastosowań kwasu octowego.

• Obliczanie bilansów materiałowych i energetycznych w procesach wytwa-

rzania metanolu i kwasu octowego.

• Ocena toksyczności metanolu, kwasu octowego, formaldehydu na

podstawie kart charakterystyki substancji niebezpiecznych.

• Analiza funkcjonowania systemu regulacji parametrów procesów

wytwarzania metanolu i jego karbonylowania do kwasu octowego.

4. Środki dydaktyczne

Uproszczony schemat instalacji produkującej metanol metodą Lurgi,
wprowadzony do komputera
Fotografie fragmentów instalacji.
Karty charakterystyk metanolu, kwasu octowego.
Techniczne środki kształcenia.

131

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Realizacja treści programowych jednostki modułowej stwarza możliwości

doskonalenia umiejętności stosowania zasad optymalizacji procesu, doboru
katalizatorów, regulacji parametrów procesowych oraz rozwiązywania
problemów ochrony środowiska, w tym środowiska pracy. Cele te można
osiągnąć przez zastosowanie metody projektów i dyskusji dydaktycznej.

Nauczyciel powinien zaplanować ćwiczenia praktyczne na schematach

instalacji produkującej metanol tak, aby uczniowie mogli doskonalić
umiejętność posługiwania się dokumentacją techniczną i technologiczną.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia należy wykonywać indywidualnie. Prace projektowe
mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

Kontrolę poprawności wykonania ćwiczeń należy prowadzić w trakcie i po

ich realizacji. Uczeń powinien sprawdzić wyniki swojej pracy według
przygotowanego przez nauczyciela arkusza oceny postępów.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Badania kształtujące prowadzone w trakcie realizacji programu jednostki

powinny mieć formę obserwacji pracy uczniów w

trakcie dyskusji

dydaktycznej i ćwiczeń. Szczególnie wskazana jest obserwacja czynności
uczniów podczas wyszukiwania i

analizowania danych, opracowywania

schematów ideowych oraz ćwiczeń.

Procesowi sprawdzania i oceny powinny podlegać:

– wyniki obliczeń bilansowych, w szczególności energetycznych,
– efekty ćwiczeń dotyczących analizy i

oceny właściwości metanolu,

produktów spalania oraz karbonylowania,

– wiadomości i umiejętności dotyczące budowy i zasad działania aparatury

specyficznej dla omawianych technologii,

– szczególne warunki pracy instalacji w trakcie rozruchu i eksploatacji.

Ocena prac projektowych powinna odbywać się na podstawie ich

prezentacji.

Ocena końcowa powinna uwzględniać wyniki obserwacji, poziom

wykonania projektu, trafność wnioskowania oraz interpretacji danych.

132

Jednostka modułowa 311[31].Z4.05
Wytwarzanie produktów alkilowania

Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− scharakteryzować procesy otrzymywania etylobenzenu, kumenu,

wysokooktanowych alkilatów i eterów alkilowych,

− scharakteryzować przemysłowy proces alkilowania benzenu etylenem

prowadzony w fazie gazowej z katalizatorem zeolitowym,

− uzasadnić zastosowanie katalizatorów zeolitowych w

procesach

alkilowania benzenu,

− przewidzieć zagrożenia eksploatacyjne aparatury w procesach alkilowania

benzenu,

− uzasadnić konieczność bezpośredniego integrowania produkcji etylo-

benzenu i kumenu z produkcją styrenu i fenolu metodą kumenową,

− przedstawić przyczyny wzrostu znaczenia wytwarzania wysoko-

oktanowych alkilatów – produktów procesu alkilowania izobutanu olefinami
C

-C

− określić zależność liczby oktanowej otrzymywanych alkilatów od rodzaju

użytego surowca olefinowego oraz od rodzaju katalizatora kwasowego,

− scharakteryzować chemizm procesów wytwarzania eterów metylo-tert-

butylowego (MTBE) i etylo-tert-butylowego (ETBE),

− scharakteryzować przebieg procesu wytwarzania MTBE (ETBE) na

uproszczonym schemacie instalacji,

−

zinterpretować ideowy schemat przeróbki frakcji C

z pirolizy olefinowej

i FKK w zakładach rafineryjno-petrochemicznych,

−

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz

ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Znaczenie procesów alkilowania w przemyśle rafineryjno-petrochemicznym.
Problem korozji aparatury, zagrożenia środowiska w procesach alkilowania
benzenu etylenem (propylenem), prowadzonych w

fazie gazowej

z zastosowaniem katalizatorów zeolitowych.
Uproszczony schemat wytwarzania etylobenzenu metodą Mobil-Badger
Integracja technologiczna instalacji alkilowania benzenu etylenem lub
propylenem z instalacjami wytwarzającymi styren z etylobenzenu lub fenol
z kumenu.
Chemizm wytwarzania produktów alkilowania izobutanu propylenem lub
butenami wobec H

lub HF. Sposoby realizacji procesu w

skali

przemysłowej.

133

Chemizm procesu wytwarzania MTBE i

ETBE przez O

-alkilowanie

izobutylenu metanolem lub etanolem. Katalizator procesu.
Uproszczony schemat wytwarzania MTBE i ETBE z izobutylenu zawartego
we frakcjach butenowych oraz z metanolu i etanolu.
Bioetanol z fermentacji surowców naturalnych jako surowiec w syntezie
ETBE.
Rola różnych instalacji alkilowania w procesie przeróbki frakcji C

z pirolizy

olefinowej (lub z FKK) w zakładach rafineryjno-petrochemicznych.
Kontrola procesów alkilowania.

3. Ćwiczenia

• Analiza przebiegu procesów alkilowania benzenu etylenem oraz O -

alkilowania izobutylenu metanolem na uproszczonych schematach
instalacji wprowadzonych do komputera.

• Analiza wariantów technologicznych przeróbki frakcji C

z zastosowaniem

schematów ideowych.

• Identyfikacja aparatów na fotografiach fragmentów instalacji

przemysłowych procesów alkilowania.

• Określanie zagrożeń eksploatacyjnych aparatury w procesach alkilowania

benzenu.

• Obliczenia bilansowe materiałowe i energetyczne procesów alkilowania.

• Projektowanie schematu powiązań procesów alkilowania z

innymi

procesami technologicznymi.

• Analiza warunków i

znaczenia procesów alkilowania w

produkcji

wysokooktanowych bezołowiowych benzyn silnikowych.

• Ocena szkodliwości reagentów procesów alkilowania na podstawie kart

charakterystyk substancji niebezpiecznych.

• Analiza wpływu procesów alkilowania na środowisko.

4. Środki dydaktyczne

Uproszczone schematy instalacji alkilowania benzenu etylenem oraz O -
alkilowania izobutylenu metanolem.
Fotografie fragmentów instalacji.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych.
Techniczne środki kształcenia.

134

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Organizując proces kształcenia nauczyciel powinien zaplanować takie
działania uczniów, aby samodzielnie mogli określić udział procesów
alkilowania w produkcji wysokooktanowych komponentów bezołowiowych
benzyn silnikowych. Aby osiągnąć ten cel uczniowie powinni wykonać
odpowiednią pracę projektową.

Uczniowie mogą samodzielnie przeanalizować, a następnie przedyskuto-

wać problemy ochrony środowiska oraz doboru materiałów konstrukcyjnych
odpornych na procesy korozyjne, które mogą wystąpić w trakcie procesów
alkilowania.

W procesie doskonalenia umiejętności posługiwania się dokumentacjami

technicznymi i technologicznymi bardzo ważne są praktyczne ćwiczenia
w ramach samodzielnej pracy uczniów przy komputerach.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Podczas realizacji programu jednostki należy oceniać osiągnięcia uczniów

w zakresie wyodrębnionych celów kształcenia na podstawie:

– sprawdzianów ustnych i pisemnych ,
– obserwacji pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń i projektów.

W procesie kontroli i oceny należy zwracać uwagę na umiejętność

operowania zdobytą wiedzą, merytoryczną jakość wypowiedzi, poprawne
stosowanie pojęć technicznych.

Umiejętności praktyczne mogą być sprawdzane przez obserwację pracy

uczniów podczas realizacji ćwiczeń dotyczących np. pracy ze schematem
przy komputerze, wykonywania schematów ideowych oraz prostych obliczeń
bilansowych.

W badaniach sumatywnych należy uwzględnić ocenę projektów

dotyczących problemów ekologicznych występujących w trakcie procesów
alkilowania.

135

Jednostka modułowa 311[31].Z4.06
Wytwarzanie chlorku winylu i rozpuszczalników
chloroorganicznych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

scharakteryzować chemiczne koncepcje wytwarzania chlorku winylu,

–

określić zalety procesu skojarzonego chlorowania i

oksychlorowania

etylenu,

–

scharakteryzować zasadę zamkniętego bilansu chlorowodoru,

–

wyjaśnić na schemacie ideowym zasadę integracji wytwórni chlorku winylu

i wytwórni rozpuszczalników chloroorganicznych,

–

wyjaśnić zasadę integracji wytwórni chlorku winylu, tlenowni i wytwórni

chloru,

–

posłużyć się uproszczonym schematem technologii wytwarzania chlorku

winylu z etylenu,

–

określić rolę węzła termicznego krakingu 1,2-dichloroetanu,

–

wyjaśnić chemiczną koncepcję wytwarzania PER i TETRA z pozostałości

chloroorganicznych z wytwórni chlorku winylu,

–

określić zagrożenia eksploatacyjne aparatów i urządzeń w instalacjach

wytwarzania chlorku winylu i rozpuszczalników chloroorganicznych,

–

ocenić szkodliwość związków chloroorganicznych,

–

określić specyfikę i ważność procesów unieszkodliwiania odpadów

chloroorganicznych dla ochrony środowiska,

–

wyjaśnić przebieg procesu chlorolizy odpadów chloroorganicznych,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

Materiał nauczania

Chemiczne koncepcje wytwarzania chlorku winylu z etylenu, acetylenu lub
z etylenu i acetylenu.
Technologia skojarzonego chlorowania i oksychlorowania etylenu.
Zasada zbilansowanego chlorowania etylenu i acetylenu oraz zbilan-
sowanego chlorowania i oksychlorowania etylenu.
Znaczenie procesu krakingu termicznego 1,2-dichloroetanu.
Schemat ideowy integracji wytwórni chlorku winylu z etylenu, wytwórni chloru,
tlenowni oraz wytwórni rozpuszczalników chloroorganicznych.
Decyzje lokalizacyjne wynikające z

powiązań zakładów produkujących

chlorek winylu z etylenu z kopalniami soli oraz wytwórniami olefin.
Rurociągowe międzyzakładowe dostawy etylenu i solanki.

136

Uproszczony schemat integracji węzłów technologicznych wytwórni chlorku
winylu z etylenu.
Bezpośrednie chlorowanie etylenu w fazie ciekłej.
Oksychlorowanie etylenu w fazie fluidalnej. Katalizator Deacona w fazie
fluidalnej. Budowa reaktora.
Recyrkulacja mieszaniny etylenu i tlenu.
Eliminowanie niebezpieczeństwa wybuchu w mieszaninie zasilającej reaktor.
Kraking DCE w piecu rurowym. Wydzielanie chlorku winylu.
Wysokowrzące uboczne produkty chloroorganiczne z wytwórni chlorku winylu
i ich chloroliza w wytwórni rozpuszczalników PER i TETRA.
.Zamknięcie bilansu chlorowodoru z wytwórni chlorku winylu i chlorolizy.
Problemy bhp i ochrony środowiska w zakładach wytwarzających chlorek
winylu i rozpuszczalniki chloroorganiczne.
Zużycie etylenu i chloru w stosunku do wytworzonego chlorku winylu.
Wodorotlenek sodu, wodór oraz rozpuszczalniki PER i

TETRA jako

koprodukty w wytwórniach chlorku winylu.

3. Ćwiczenia

• Analiza uproszczonych schematów węzłów technologicznych wytwórni

chlorku winylu wprowadzonych do komputera.

• Identyfikacja węzłów technologicznych i

aparatów na fotografiach

z wytwórni chlorku winylu.

• Sporządzanie bilansów materiałowych i energetycznych procesów

wytwarzania chlorku winylu i rozpuszczalników chloroorganicznych.

• Analiza szkodliwości związków chloroorganicznych.

• Projektowanie schematu ideowego powiązań wytwórni chlorku winylu

i rozpuszczalników chloroorganicznych z wytwórnią olefin, kopalnią soli,
tlenownią oraz spalarnią ciężkich odpadów chloroorganicznych.

4. Środki dydaktyczne

Fotografie węzłów technologicznych wytwórni chlorku winylu.
Uproszczony schemat integracji węzłów wprowadzony do komputera.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki nawiązuje do programów jednostek wyodrębnionych

w modułach 311[31].Z1 i 311[31].Z2, jednostki modułowej 311[31]Z4.02 oraz
do jednostek z następnego modułu 311[31]Z5.05 i 311[31]Z5.06.

W procesie nauczania-uczenia się należy wykorzystywać wiadomości

i umiejętności uzyskane w

wyniku realizacji programów jednostek

modułowych.

137

Podczas ćwiczeń, na uproszczonym schemacie wytwórni, wprowadzonym
do komputera, należy zwrócić uwagę na eksponowanie korzyści
technologicznych i

proekologicznych wynikających z powiązań węzłów

produkcyjnych.

Nauczyciel powinien organizować dyskusję dydaktyczną w formie

wielokrotnej, panelowej lub metaplanu, dotyczącą konieczności
unieszkodliwiania ciężkich odpadów chloroorganicznych z chlorolizy odpadów
wytwórni chlorku winylu.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być realizowane w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Najistotniejsze treści programowe jednostki modułowej dotyczą rozwiązań

połączeń

węzłów produkcyjnych odpowiednich pod względem

technologicznym, ekonomicznym i ekologicznym. W procesie sprawdzania
i oceny osiągnięć uczniów można zastosować testy osiągnięć z zadaniami
rozszerzonej odpowiedzi.

Nauczyciel powinien dokonać ukierunkowanej obserwacji pracy uczniów w

trakcie zajęć ćwiczeniowych, a zwłaszcza podczas ćwiczeń ze schematem
przy komputerze i wykonywania schematów ideowych. Na podstawie
wyników obserwacji można ocenić sprawność wykonania ćwiczeń oraz
celowość i zasadność rozwiązań zaproponowanych przez uczniów.

Ocenie powinien podlegać udział uczniów w dyskusji, w tym aktywność

i rzeczowość wypowiedzi.

Oceny prac projektowych należy dokonać zgodnie z kryteriami określonymi

w karcie oceny projektu.
Ocena realizacji programu jednostki modułowej powinna uwzględniać wyniki
badań kształtujących oraz poziom prac projektowych.

138

Jednostka modułowa 311[31].Z4.07
Wytwarzanie styrenu z etylobenzenu

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− wyszukać aktualne dane o

wielkości światowej produkcji styrenu,

polistyrenu i kopolimerów styrenowych,

− określić rolę kauczuków butadienowo-styrenowych w produkcji opon

samochodowych,

− sporządzić schematy ideowe przemysłowych kompleksów styrenowych

jako instalacji wytwarzania etylobenzenu zintegrowanych z instalacjami
przeróbki na styren,

− rozróżnić stosowane w przemyśle chemiczne koncepcje wytwarzania

styrenu z etylobenzenu,

− posłużyć się uproszczonym schematem instalacji adiabatycznego

odwodorniania etylobenzenu do styrenu,

− określić wskaźniki przebiegu procesu katalitycznego odwodornienia

etylobenzenu,

− określić technologiczną specyfikę rozdzielania etylobenzenu i styrenu,

− wyjaśnić na schemacie ideowym chemiczną koncepcję procesu

wytwarzania styrenu i

tlenku propylenu z

etylobenzenu, tlenu oraz

propylenu,

− zinterpretować istotę chemizmu przemysłowych syntez organicznych

prowadzonych z etapem epoksydowania propylenu wodoronadtlenkami
węglowodorów alkiloaromatycznych,

− ocenić szkodliwość substancji stosowanych w procesach wytwarzania

styrenu,

− przewidzieć zagrożenia eksploatacyjne aparatów i urządzeń w wytwórni

styrenu,

− określić sposoby regulacji procesu wytwarzania styrenu z etylobenzenu,

−

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska
obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Zastosowanie styrenu jako monomeru w syntezie polistyrenu oraz różnych
kopolimerów.
Koncepcje chemiczne przemysłowej produkcji styrenu.
Reakcje uboczne i ich ograniczanie. Wskaźniki przebiegu procesu: stopień
przereagowania etylobenzenu, wydajność styrenu, zależność wydajności od
stopnia recyrkulacji etylobenzenu.

139

Uproszczony schemat instalacji wytwarzania styrenu przez katalityczne
odwodornienie etylobenzenu.
Specyfika technologiczna rozdzielania etylobenzenu i

styrenu: kolumny

rektyfikacyjne pracujące pod zmniejszonym ciśnieniem, dodatek
hydrochinonu jako inhibitora niepożądanej polimeryzacji styrenu, limitowanie
temperatury w kolumnach próżniowych do 90

°C.

Regulacja temperatury w

reaktorze i kolumnach. Zastosowanie blokad

technologicznych.
Schemat ideowy chemicznej koncepcji wytwarzania styrenu i

tlenku

propylenu z etylobenzenu i propylenu.

3.

Ćwiczenia

• Analiza uproszczonych schematów instalacji odwodornienia etylobenzenu

do styrenu.

• Opracowanie schematu ideowego zintegrowanej wytwórni etylobenzenu

i styrenu.

• Obserwacja pracy sterowni instalacji przemysłowego wytwarzania styrenu.

• Identyfikacja aparatów na fotografiach fragmentów instalacji

przemysłowych.

• Wykonanie obliczeń bilansowych materiałowych i energetycznych procesu

wytwarzania styrenu.

• Analiza kart charakterystyk substancji niebezpiecznych stosowanych

w procesie wytwarzania styrenu.

• Analiza instrukcji ruchowych procesu wytwarzania styrenu.

4.

Środki dydaktyczne

Uproszczony schemat instalacji odwodornienia etylobenzenu do styrenu.
Fotografie fragmentów instalacji przemysłowych.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych, fragmenty instrukcji
ruchowych wytwórni styrenu.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

realizacji programu jednostki wskazane jest stosowanie metody

projektów i dyskusji dydaktycznej oraz ćwiczeń praktycznych. W trakcie
ćwiczeń na uproszczonym schemacie instalacji odwodornienia etylobenzenu
należy zwracać uwagę na:
– nieodzowność dodawania wysokoprzegrzanej pary wodnej do połączonych

strumieni zasilającego i recyrkulowanego etylobenzenu, jako obniżającej
ciśnienie cząstkowe etylobenzenu,

– zależność uzyskiwania zadowalającej selektywności procesu od rozkładu

temperatury w reaktorze, konieczność i sposoby zapobiegania nadmier-

140

nemu wzrostowi temperatury w reaktorze i w próżniowych kolumnach
rektyfikacyjnych,

– specyfikę technologiczną rozdzielania mieszanin styrenu i

nieprze-

reagowanego etylobenzenu, w

tym problem zawartości styrenu

recyrkulowanym etylobenzenie oraz zagrożenia niepożądaną

polimeryzacją styrenu.

Z uwagi na szczególne zagrożenie środowiska pracy w czasie wytwarzania

styrenu należy zorganizować ćwiczenia dotyczące posługiwania się kartami
charakterystyk substancji niebezpiecznych oraz instrukcjami ruchowymi
zawierającymi procedury bezpiecznej obsługi aparatów i urządzeń. Uczniowie
powinni mieć możliwość obserwacji pracy aparatowych i sterowniczych
procesu produkcyjnego ze zwróceniem szczególnej uwagi na warunki
bezpiecznej pracy. Ze względu na organizację i bezpieczeństwo, zajęcia
w terenie powinny odbywać się w małych grupach.

6. Propozycje

metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów można realizować w ramach

badań kształtujących w formie obserwacji pracy uczniów w trakcie zajęć
ćwiczeniowych. Ćwiczenia obejmują:
–  pracę ze schematem przy komputerze,
–  wykonywanie schematów ideowych,
–  wykonywanie prostych obliczeń bilansowych.

W ocenie osiągnięć uczniów należy uwzględnić te aspekty prowadzenia

procesu wytwarzania styrenu, które zostały zamieszczone we wskazaniach
metodycznych.

Na zakończenie realizacji programu jednostki modułowej proponuje się

zastosowanie testu osiągnięć z zadaniami otwartymi (krótkiej odpowiedzi,
z luką) lub zamkniętymi (wyboru wielokrotnego, na dobieranie, typu prawda-
fałsz).

W badaniach sumatywnych należy zwrócić uwagę na sprawność

posługiwania się dokumentacją i kartami charakterystyk, prawidłowość,
sprawność wnioskowania oraz interpretowania informacji zamieszczonych
w instrukcjach.

141

Jednostka modułowa 311[31].Z4.08
Wytwarzanie polimerów

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

przedstawić uproszczone wzory polietylenu, polipropylenu, polistyrenu

i poli(chlorku winylu),

–

wyjaśnić pojęcie stopnia polimeryzacji,

–

rozróżnić reakcje polimeryzacji i polikondensacji,

–

scharakteryzować stosowane w

przemyśle sposoby prowadzenia

polimeryzacji: w masie, w zawiesinie i w emulsji,

–

rozróżnić procesy produkcji polietylenu metodą wysokociśnieniową oraz

niskociśnieniową w obecności metaloorganicznego katalizatora kom-
pleksowego,

–

odróżnić zasadnicze typy polietylenu,

–

scharakteryzować ciągłą metodę blokową polimeryzacji styrenu,

–

wyjaśnić zasadę suspensyjnej polimeryzacji chlorku winylu,

–

scharakteryzować metody przeróbki surowego PCW na PCW twardy,

miękki i chlorowany,

–

ocenić właściwości najważniejszych kopolimerów, w

tym kauczuków

syntetycznych,

–

ocenić szkodliwość substancji stosowanych w

procesie wytwarzania

tworzyw polimeryzacyjnych,

–

zestawić dane porównawcze o

wielkości produkcji najważniejszych

tworzyw polimeryzacyjnych

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Reakcje polimeryzacji, kopolimeryzacji i polikondensacji.
Stopień polimeryzacji.
Sposoby prowadzenia polimeryzacji.
Wysokociśnieniowy proces wolnorodnikowej polimeryzacji etylenu.
Niskociśnieniowa polimeryzacja etylenu z zastosowaniem metaloorga-
nicznych katalizatorów kompleksowych.
Typy i nazewnictwo polietylenów.
Wytwarzanie polistyrenu ciągłą metodą blokową.
Suspensyjna polimeryzacja chlorku winylu.
Regulacja i sterowanie procesami wytwarzania polimerów.
Rodzaje poli(chlorku winylu). Problem zawartości śladów chlorku winylu
w PCW.
Przykłady kopolimerów, w tym kauczuków syntetycznych.

142

Zastosowanie najważniejszych polimerów i kopolimerów.
Recykling oraz utylizacja polimerów i kopolimerów.

3. Ćwiczenia

• Obliczanie mas cząsteczkowych różnych polimerów dla różnych stopni

polimeryzacji.

• Analiza uproszczonych schematów instalacji wytwarzających polietylen.

• Obserwacja pracy sterowni i aparatów na terenie przemysłowych instalacji

polimeryzacji.

• Opracowanie ideowych schematów różnych koncepcji chemicznych:

w sekwencjach procesów prowadzących od surowców wyjściowych
do monomerów, a następnie polimerów i kopolimerów.

• Badanie właściwości różnych polimerów i kopolimerów.

• Analiza zastosowania polimerów i kopolimerów.

• Sporządzanie bilansów materiałowych i

energetycznych związanych

z procesami wytwarzania polimerów.

• Analizowanie wpływu polimerów i kopolimerów na środowisko.

• Przegląd wybranych przedmiotów użytkowych wykonanych z tworzyw

polimeryzacyjnych i polikondensacyjnych.

• Projektowanie sposobów recyklingu tworzyw sztucznych.

4.

Środki dydaktyczne

Teksty przewodnie.
Próbki tworzyw polimeryzacyjnych i kauczuków syntetycznych, drobne
przedmioty użytkowe.
Sprzęt laboratoryjny do badań właściwości polimerów i kopolimerów.
Techniczne środki kształcenia

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki są ściśle związane zarówno z treściami

innych jednostek modułu 311[31].Z4. jak również z programem nauczania
chemii. Nowe zagadnienia dotyczą rozwiązań technicznych
i technologicznych produkcji tworzyw, pozostałe to rozwinięcie lub
uszczegółowienie zagadnień poznanych uprzednio.

Ze względu na specyficzne rozwiązania technologiczne i techniczne

stosowane w

procesach wytwarzania tworzyw sztucznych, należy

wykorzystywać istniejące możliwości prowadzenia ćwiczeń w

małych

grupach. Zajęcia powinny odbywać się w

sterowniach przemysłowych

instalacji polimeryzacji.

Ponieważ produkcja tworzyw stwarza poważne

zagrożenia dla środowiska pracy, zwłaszcza związane ze stosowaniem
aparatów pod zwiększonym ciśnieniem, niebezpiecznych substancji,
uczniowie powinni przed przystąpieniem do zajęć dokładnie przeanalizować

143

dostępne informacje o zagrożeniach, a w trakcie zajęć na terenie wytwórni
dokonać obserwacji stosowanych środków bezpieczeństwa.

Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych i projektowych nie powinno sprawić

uczniom większych trudności. Ćwiczenia laboratoryjne powinny być
realizowane z zastosowaniem metody tekstu przewodniego.

Ze względów dydaktycznych i wychowawczych, związanych z edukacją

ekologiczną, uczniowie powinni wykonać projekt dotyczący wykorzystania
zużytych tworzyw lub ich utylizacji. W trakcie wykonywania projektu należy
wykorzystywać pełny zakres wiedzy i umiejętności.

Tematykę związaną z kierunkami zastosowania różnych polietylenów,

polipropylenu, polistyrenu, polichlorku winylu i

kopolimerów, w

tym

kauczuków syntetycznych można realizować metodą projektów lub dyskusji
dydaktycznej.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej i pracowni

chemicznej w grupie liczącej do 16 osób. Ćwiczenia należy wykonywać
indywidualnie. Prace projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3
osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Realizacja programu jednostki opiera się na wiedzy uczniów z zakresu

chemii organicznej oraz programów jednostek modułowych 311[31].Z3.04
i 311[31].Z3.06. Dlatego też niezbędne jest przeprowadzenie badań
diagnostycznych. Badania można zrealizować stosując jako narzędzie
pomiaru dydaktycznego test osiągnięć z zadaniami wielokrotnego wyboru lub
krótkiej odpowiedzi.

Nauczyciel powinien przeprowadzić także badania kształtujące w formie

obserwacji pracy uczniów w trakcie zajęć ćwiczeniowych podczas:
–  pracy ze schematem przy komputerze,
–  wykonywania schematów ideowych,
–  prostych obliczeń bilansowych,
–  badań laboratoryjnych.

Niezbędna jest również ocena pracy projektowej, kompleksowego

wykorzystania wiedzy i umiejętności.
W ocenie końcowej należy uwzględnić wyniki badań kształtujących
i sumatywnych realizowanych za pomocą testów osiągnięć oraz ocenę
projektów opracowanych przez uczniów.

144

Jednostka modułowa 311[31].Z4. 09
Wytwarzanie fenolu i acetonu z kumenu

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
− określić zastosowanie fenolu jako surowca w przemyśle chemicznym,

− ocenić szkodliwość substancji stosowanych w wytwórniach fenolu

i acetonu,

− przedstawić chemizm dwuetapowego wytwarzania fenolu i

acetonu

z kumenu,

− zaprojektować schemat ideowy wytwórni fenolu „kumenowego”

zintegrowanej z instalacją alkilowania benzenu propylenem,

− posłużyć się uproszczonym schematem technologicznym wytwórni fenolu

„kumenowego”,

− wyjaśnić budowę i zasady eksploatacji kolumnowego reaktora utleniania

kumenu,

− wyjaśnić przebieg kontrolowanego rozkładu wodoronadtlenku kumenu do

fenolu i acetonu,

− scharakteryzować sposoby zapobiegania wybuchowemu rozkładowi

wodoronadtlenku kumenu,

− uzasadnić konieczność biologicznego oczyszczania ścieków

zawierających fenol,

− porównać chemiczne koncepcje procesów syntezy organicznej

wykorzystujących wodoronadtlenki węglowodorów alkiloaromatycznych
jako produkty pośrednie,

−

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska
obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Zastosowanie fenolu jako surowca w syntezach organicznych.
Źródła fenolu do syntez.
Chemizm dwuetapowej syntezy fenolu i acetonu z kumenu.
Schemat ideowy wytwórni fenolu „kumenowego” zintegrowanej z instalacją
wytwarzania kumenu metodą alkilowania benzenu propylenem;
Uproszczony schemat wytwórni przemysłowej wytwarzania fenolu i acetonu
metodą kumenową.
Bezpieczeństwo eksploatacyjne i problemy ochrony środowiska w insta-
lacjach utleniania kumenu oraz kontrolowanego rozkładu wodoronadtlenku
kumenu wobec kwasu siarkowego.

Ćwiczenia

145

• Analiza uproszczonego schematu wytwórni fenolu „kumenowego”,

wprowadzonego do komputera.

• Analiza procedur zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacyjnego wytwórni

fenolu „kumenowego”.

• Projektowanie ideowego schematu integracji wytwórni fenolu z instalacją

alkilowania benzenu propylenem.

• Identyfikacja aparatów na fotografiach instalacji należących do wytwórni

fenolu metodą „kumenową”.

• Sporządzanie bilansów materiałowych i energetycznych.

• Projektowanie sposobu oczyszczania ścieków zawierających fenol.

4. Środki dydaktyczne

Uproszczony schemat wytwórni fenolu kumenowego, wprowadzony

do komputera.
Fotografie instalacji utleniania kumenu oraz rozkładu jego wodoronadtlenku.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych, fragmenty instrukcji
ruchowych.
Teksty przewodnie.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Tematyka jednostki modułowej odnosi się do procesu, który stanowi

poważny problem w zapewnieniu bezpieczeństwa eksploatacyjnego i ochrony
środowiska.

Szczególnie istotne jest kształtowanie umiejętności interpretacji opisów

technologicznych i

właściwości substancji, przewidywania możliwości

wystąpienia zagrożeń, zarówno procesowych, jak i

dla środowiska

przyrodniczego. W

tym celu uczniowie powinni przeanalizować zapisy

w kartach charakterystyk substancji niebezpiecznych lub w innych źródłach
i

na tej podstawie określić zasady bezpiecznego obchodzenia się

z substancjami występującymi w procesach wytwarzania fenolu, a następnie
prześledzić odpowiednie procedury zapewnienia bezpieczeństwa
eksploatacyjnego instalacji.

Specyficzne zagrożenie dla środowiska, związane z

możliwością

odprowadzenia do rzek ścieków zawierających fenol, powinno stanowić treść
projektu, w

ramach którego uczniowie mogą wykonywać oznaczanie

zawartości fenolu w ściekach oraz proponować sposoby oczyszczania
ścieków przemysłowych zawierających fenole. Zajęcia, w ramach których
uczniowie prowadzą badania laboratoryjne polegające na analizie ścieków
powinny być prowadzone metodą przewodniego tekstu.

146

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje

metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Uczniowie przystępujący do realizacji programu jednostki powinni posiadać

wiedzę z

zakresu otrzymywania kumenu. Dlatego też wskazane jest

przeprowadzenie badań diagnostycznych, najlepiej w formie testu osiągnięć
z zadaniami wielokrotnego wyboru lub krótkiej odpowiedzi.

Badania kształtujące powinny dotyczyć oceny umiejętności:

–  posługiwania się kartami charakterystyk substancji niebezpiecznych,
–  analizowania informacji,
–  wnioskowania.
Badania można przeprowadzić w

formie testu osiągnięć z zadaniami

rozszerzonej odpowiedzi.

Celowa jest również ocena umiejętności projektowania ćwiczeń

laboratoryjnych dotyczących analizy ścieków oraz projektowania sposobów
oczyszczania ścieków w zależności od charakteru zanieczyszczeń.

W ocenie osiągnięć uczniów po zakończeniu realizacji programu jednostki

modułowej należy uwzględnić wyniki testów osiągnięć oraz efekty pracy
indywidualnej i zespołowej.

147

Jednostka modułowa 311[31].Z4.10
Komponowanie wysokooktanowych benzyn
bezołowiowych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

określić składniki naftowe i

komponenty syntetyczne benzyn

wysokooktanowych,

–

obliczyć tak zwane „tlenowe” zamienniki tetraetylu ołowiu,

–

określić dopuszczalne zawartości alkoholi C

–C

i eterów alkilowych

w benzynach,

–

uzasadnić konieczność limitowania zawartości tlenu związanego

organicznie w benzynach silnikowych,

–

scharakteryzować najważniejsze parametry jakościowe benzyn,

–

scharakteryzować złożoność techniczną procesu komponowania benzyn

wysokooktanowych z kilkunastu różnych strumieni składników naftowych
i syntetycznych,

–

określić znaczenie instalacji komputerowo sterowanego komponowania

benzyn w rafineriach,

–

określić wpływ procesów komponowania benzyn na środowisko,

–

określić wpływ zastosowania benzyn na środowisko,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz

ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

Materiał nauczania

Liczba oktanowa badawcza i silnikowa.
Pojęcie benzyn nowej formuły.
Naftowe komponenty wysokooktanowe.
Normy zawartości w benzynach wysokooktanowych alkoholi C

–C

, eterów

alkilowych (MTBE, ETBE) oraz tlenu związanego w związkach organicznych.
Eter etylo-tert-butylowy (ETBE) jako związek, w postaci którego można
wprowadzać bioetanol do benzyn.
Parametry jakościowe bezołowiowych benzyn wysokooktanowych: zawartość
ołowiu, liczba oktanowa, prężność par, zawartość siarki oraz benzenu.
Instalacja komputerowo sterowanego komponowania (blendingu) benzyn
wysokooktanowych.
Urządzenia do regulacji i

sterowania wielkością strumieni masy

poszczególnych komponentów wprowadzanych do procesu blendingu
benzyn.

148

3. Ćwiczenia

• Projektowanie ideowego schematu zasilania instalacji komponowania

benzyn strumieniami różnych komponentów naftowych lub syntetycznych;

• Obliczanie „tlenowych” zamienników tetraetylu ołowiu.

• Wyszukiwanie i ocena wartości liczby oktanowej reformatów, alkilatów,

alkoholi C

–C

oraz eterów alkilowych.

• Analiza norm składu benzyn wysokooktanowych.

• Analiza szkodliwości benzyn wysokooktanowych w

zależności od

komponentów.

• Ocena procesów komponowania i wykorzystywania wysokooktanowych

benzyn bezołowiowych w technice i życiu codziennym.

4. Środki dydaktyczne

Normy składu benzyn.
Uproszczone schematy określonych instalacji wytwarzających wysoko-
oktanowe komponenty benzyn, wprowadzone do komputera.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Tematyka jednostki jest atrakcyjna dla uczniów ze względu na aktualność

oraz coraz bardziej powszechne stosowanie wysokooktanowych benzyn
bezołowiowych. Podczas realizacji programu jednostki należy nawiązywać do
treści jednostek 311[31].Z4.01, 311[31].Z4.04 i 311[31].Z4.05.

Treści kształcenia mają charakter problemowy, dlatego też należy

zaplanować zajęcia, z zastosowaniem metody dyskusji dydaktycznej na
temat zmian technologicznych w przemyśle rafineryjno-petrochemicznym
następujących w konsekwencji zaostrzenia wymagań dla jakości benzyn
silnikowych.

W pracy projektowej uczniowie mogą zaproponować rozwiązania

dotyczące wpływu motoryzacji na stan środowiska.

Tematyka projektów może dotyczyć np.: poprawy jakości (składu) paliw

silnikowych, unowocześniania silników.
Odpowiednie treści programowe jednostki można realizować metodą ćwiczeń
praktycznych, w tym obliczeniowych.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Uczniowie powinni wykonywać ćwiczenia indywidualnie. Prace
projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

149

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Proces sprawdzania i

oceniania osiągnięć edukacyjnych powinien

obejmować:
– diagnozę stanu wiedzy uczniów pod kątem realizacji celów kształcenia

jednostki,

– identyfikację postępów uczniów w trakcie realizacji programu,
– rozpoznawanie trudności w realizacji celów kształcenia.

W procesie sprawdzania i oceny osiągnieć uczniów należy zwracać uwagę

na poprawne posługiwanie

się terminologią techniczną, operowanie zdobytą

wiedzą i jej praktyczne zastosowanie podczas wykonywania ćwiczeń.

Ponieważ treści programowe jednostki stanowią kontynuację zagadnień

programowych jednostek 311[31].Z3.01, 311[31].Z3.04 i 311[31].Z3.05, na-
leży przeprowadzić badania diagnostyczne w formie testów osiągnięć.

Badania kształtujące powinny dotyczyć umiejętności posługiwania się

normami, schematami oraz wnioskowania na podstawie uzyskanych
informacji.

Osiągnięcia uczniów można oceniać na podstawie:

–  sprawdzianów ustnych i pisemnych,
–  testów osiągnięć,
–  ukierunkowanej obserwacji pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń.

Treści programowe jednostki powinny być realizowane z zastosowaniem

problemowych metod nauczania. Ocena takich umiejętności, jak:
rozwiązywanie problemów teoretycznych i realizacyjnych, wykorzystywanie
doświadczeń i łączenie różnych elementów wiedzy może być dokonywana
na podstawie karty oceny projektów uczniowskich dotyczących ochrony
środowiska.

Ocena realizacji programu jednostki może być dokonywana na podstawie

wyników badań kształtujących, analizy stopnia samodzielności,
zaangażowania i efektywności wykonania projektu schematu ideowego oraz
pracy projektowej z zakresu ochrony środowiska.

150

Moduł 311[31].Z5

Technologia wytwarzania półproduktów i produktów
nieorganicznych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

posługiwać się uproszczonymi schematami instalacji przemysłu

nieorganicznego,

–

określać najważniejsze surowce, z których wytwarza się półprodukty

i produkty nieorganiczne: siarka, nasycone roztwory wodne NaCl, gaz
ziemny/gaz syntezowy, CaCO

, minerały fosforowe,

–

określać najważniejsze powiązania nieorganicznych procesów

technologicznych z procesami przemysłu syntez organicznych,

–

gromadzić, analizować i

aktualizować dane statystyczne dotyczące

wielkości rocznej światowej produkcji siarki odzyskiwanej, wodoru,
amoniaku i chloru,

–

charakteryzować budowę, zasady działania i obsługi typowych aparatów

i urządzeń stosowanych w instalacjach przemysłu nieorganicznego,

–

rozróżniać symbole aparatury, punktów pomiaru parametrów, urządzeń

regulacji i sterowania stosowanych w procesach wytwarzania półpro-
duktów i produktów nieorganicznych,

–

objaśniać schematy procesów wytwarzania półproduktów i produktów

organicznych z punktu widzenia zasad technologicznych i racjonalnego
wykorzystania surowców i energii,

–

określać wpływ najważniejszych parametrów procesowych na przebieg

procesów technologicznych wytwarzania półproduktów i

produktów

nieorganicznych,

–

stosować technikę komputerową w

prowadzeniu i

kontroli procesów

nieorganicznych,

–

wyjaśniać istotę procesu elektrolizy przeponowej,

–

sporządzać uproszczone bilanse materiałowe i energetyczne procesów

technologicznych wytwarzania półproduktów i produktów nieorganicznych,

–

stosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska,

obowiązujące na stanowiskach pracy,

–

charakteryzować specjalne środki bezpieczeństwa niezbędne

w instalacjach pracujących z

toksycznymi substancjami przemysłu

nieorganicznego,

–

charakteryzować problemy ochrony środowiska występujące w trakcie

produkcji związków nieorganicznych.

151

Wykaz jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Nazwa jednostki modułowej

Orientacyjna

liczba godzin

na realizację

311[31].Z5.01

Wytwarzanie siarki odzyskiwanej
z siarkowodoru

311[31].Z5.02

Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki

311[31].Z5.03

Wytwarzanie kwasu fosforowego(V)
oraz nawozów fosforowych
i wieloskładnikowych

311[31].Z5.04

Wytwarzanie amoniaku, kwasu
azotowego(V) i nawozów azotowych

311[31].Z5.05

Wytwarzanie sody kalcynowanej

311[31].Z5.06

Wytwarzanie chloru i wodorotlenku sodu
metodą elektrolizy przeponowej

Razem

144

3. Schemat układu jednostek modułowych

311[31].Z5

Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów

nieorganicznych

311[31].Z5.04

Wytwarzanie

amoniaku, kwasu

azotowego (V)

i nawozów azotowych

311[31].Z5.05

Wytwarzanie sody

kalcynowanej

311[31].Z5.06

Wytwarzanie

chloru

i wodorotlenku

sodu metodą

elektrolizy

przeponowej

311 [31].Z5.03

Wytwarzanie kwasu

fosforowego (V)

oraz nawozów

fosforowych i

wieloskładnikowych

311[31].Z5.01

Wytwarzanie siarki

odzyskiwanej

z siarkowodoru

311[31].Z5.02

Wytwarzanie kwasu

siarkowego (VI)

z siarki

153

Jednostka modułowa 311[31].Z5.01
Wytwarzanie siarki odzyskiwanej z siarkowodoru

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

uzasadnić ekologiczną i technologiczną celowość odzyskiwania siarki

z gazów rafineryjnych i gazu ziemnego w instalacjach przyzłożowych,

–

sporządzić schemat ideowy kompleksu odzyskiwania siarki,

–

określić osiągany w kompleksach odzyskiwania siarki stopień odsiarczenia

gazów ziemnych i rafineryjnych,

–

określić celowość odgazowywania ciekłej siarki z resztek siarkowodoru,

–

scharakteryzować budowę, zasady działania i obsługi aparatów i urządzeń

stosowanych w instalacjach wytwarzania siarki z siarkowodoru,

–

przewidzieć zagrożenia eksploatacyjne aparatów i urządzeń instalacji

Clausa,

–

scharakteryzować specjalne środki bezpieczeństwa niezbędne w instala-

cjach pracujących z toksycznym siarkowodorem,

–

określić powiązania procesów technologicznych wytwarzania siarki

odzyskiwanej z procesami przemysłu organicznego i nieorganicznego,

–

zinterpretować schemat procesu wytwarzania siarki odzyskiwanej

zastosowaniem zasad technologicznych oraz racjonalnego wyko-

rzystania surowców i energii,

–

ocenić wpływ parametrów procesowych na przebieg procesów

technologicznych wytwarzania siarki odzyskiwanej,

–

zestawić uproszczone bilanse materiałowe i energetyczne procesu

wytwarzania siarki odzyskiwanej,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Pojęcie siarki odzyskiwanej, wielkość produkcji.
Toksyczność siarkowodoru i ditlenku siarki.
Absorpcyjne wydzielanie (MEA, DEA) gazu bogatego w siarkowodór z gazów
rafineryjnych lub ziemnych.
Chemizm procesu utleniania siarkowodoru do wolnej siarki. Katalizator
Clausa. Egzotermiczna reakcja Clausa.
Schemat i przebieg procesu Clausa w instalacjach przemysłowych.
Budowa pieców Clausa i ich specjalnych palników.
Reaktory z masą kontaktową.
Oczyszczanie gazów resztkowych z procesu Clausa. Dopalanie siarkowodoru
zawartego w różnych strumieniach technologicznych.

154

Uboczne wytwarzanie niskociśnieniowej pary nasyconej w

instalacjach

Clausa i Sulfreen.
Schemat ideowy kompleksu odsiarczania gazów ziemnych lub rafineryjnych,
pracującego z kluczową rolą procesu Clausa.
Bezpieczeństwo eksploatacji kompleksu odsiarczania. Stopień odsiarczenia
gazów rafineryjnych lub ziemnych osiągany w kompleksach.
Wpływ emisji ditlenku siarki na środowisko.

3. Ćwiczenia

• Wyszukiwanie i analizowanie danych statystycznych o aktualnej wielkości

światowej produkcji siarki odzyskiwanej.

• Analiza uproszczonych schematów technologicznych instalacji

absorpcyjnego odsiarczania MEA oraz instalacji Clausa.

• Opracowywanie schematu ideowego całego kompleksu odsiarczania

gazów rafineryjnych.

• Sporządzanie bilansów materiałowych i

energetycznych dotyczących

procesu odzyskiwania siarki..

• Identyfikacja aparatów i

urządzeń na fotografiach instalacji Clausa

i Sulfreen.

• Identyfikowanie na fotografii części palnika kotła Clausa, uwidocznionych

na przekroju.

• Analiza szkodliwości substancji stosowanych w procesie odzyskiwania

siarki.

• Analiza bezpieczeństwa eksploatacji instalacji Clausa.

4. Środki dydaktyczne

Uproszczone schematy instalacji Clausa i Sulfreen wprowadzone

do komputera.
Fotografie fragmentów instalacji Clausa i Sulfreen.
Fotografia i plansza z przekrojem palnika pieca Clausa.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Proces odzyskiwania siarki jest przykładem zastosowania zasad

technologicznych w przemyśle chemicznym oraz ekonomicznego
i ekologicznego podejścia do procesów produkcyjnych. Realizacja programu
jednostki modułowej - wytwarzanie siarki odzyskiwanej z siarkowodoru – ma
na celu zarówno kształtowanie umiejętności specyficznych dla zawodu, jak
i doskonalenie umiejętności ponadzawodowych oraz ogólnozawodowych
odpowiednich dla pracowników sektora przemysłu wytwórczego.

W związku z tym w realizacji programu wskazane jest zastosowanie metody
projektów i dyskusji dydaktycznej.

155

Realizacja ćwiczeń ma na celu zapoznanie uczniów z ekonomicznym

aspektem projektowania procesów produkcyjnych. Uczniowie wykonują
zadania związane z wyszukiwaniem i analizą informacji o wielkości produkcji
siarki odzyskiwanej

Proces odzyskiwania siarki w rafineriach ma wpływ na skalę emisji SO

zwanej wtórną. Proces ten zachodzi przy spalaniu zarówno paliw silnikowych,
jak i olejów opałowych. Wykonanie przez uczniów projektu ma na celu
wyjaśnienie związku stopnia odzysku siarki w

rafineriach ze stanem

środowiska. Uczniowie mogą również, w ramach projektu lub ćwiczeń
okołoprojektowych, wykonać obliczenia stopnia odzysku siarki osiąganego
w całej rafinerii oraz stopnia odsiarczania gazów rafineryjnych zawierających
siarkowodór. Przykładem obliczeń może być uproszczony bilans
energetyczny instalacji Clausa.

Szczególną uwagę należy zwrócić na kształtowanie umiejętności

analizowania informacji o

zagrożeniach procesowych. Należy dokonać

analizy procedur eksploatacji instalacji pracujących z gazami zawierającymi
toksyczny siarkowodór oraz zapoznać się z odpowiednimi instrukcjami
postępowania w przypadku awarii.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Podczas realizacji programu jednostki istnieje konieczność odwoływania

się do zagadnień dotyczących procesów rafineryjnych. W związku z tym nale-
ży zorganizować i przeprowadzić badania diagnostyczne. Badania te można
realizować w formie testu osiągnięć z zadaniami otwartymi i zamkniętymi.

Badania kształtujące obejmują sprawdzanie i ocenę umiejętności:

–   posługiwania się schematami,
–   wykonywania schematów ideowych,
–   wykonywania prostych obliczeń bilansowych.

Badania sumatywne dotyczą sprawdzania oraz

oceniania sposobów

i efektów rozwiązywania problemów związanych z bezpieczeństwem
procesowym i ochroną środowiska. Jako narzędzie pomiaru dydaktycznego
można zastosować kartę oceny wytworu i prezentacji projektu, na podstawie
ustalonych kryteriów. Można również przeprowadzić badania za pomocą
testu osiągnięć, obejmującego wiadomości i

umiejętności dotyczące

powiązań procesów technologicznych wytwarzania siarki odzyskiwanej oraz
procesów przemysłu organicznego i nieorganicznego

156

Jednostka modułowa 311[31].Z5.02
Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

określić rolę siarki odzyskiwanej jako surowca w wytwórniach kwasu

siarkowego(VI),

–

scharakteryzować budowę pieca wtryskowego do spalania ciekłej siarki

z wbudowanym kotłem parowym,

–

porównać budowę pieca wtryskowego z piecem Clausa,

–

wyjaśnić pojęcie stopnia przemiany SO

do SO

–

określić skład wanadowej masy kontaktowej,

–

zinterpretować przebieg krzywej schodkowej na wykresie zależności

stopnia przemiany SO

do SO

od temperatury,

–

wyjaśnić na schemacie pracę węzła kontaktowego wytwórni kwasu

siarkowego(VI),

–

wyjaśnić na uproszczonym schemacie technologicznym specyfikę

absorpcji SO

–

zinterpretować metodę podwójnej absorpcji na schemacie ideowym,

–

określić wpływ emisji SO

do atmosfery na środowisko,

–

określić zastosowanie kwasu siarkowego(VI),

–

zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz

ochrony

środowiska, obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Zastosowanie kwasu siarkowego(VI).
Siarka odzyskiwana jako surowiec w wytwórniach kwasu siarkowego (VI).
Instalacja spalania ciekłej siarki w piecu wtryskowym zintegrowanym z kotłem
parowym.
Masa wanadowa jako kontakt w procesie utleniania SO

Stopień przemiany SO

do SO

. Interpretacja przebiegu utleniania SO

na wykresie

= f(t).

Węzeł kontaktowy w instalacjach wytwarzających kwas siarkowy(VI) z siarki.
Metoda absorpcji. Schemat ideowy.
Problem emisji nieprzereagowanego SO

do atmosfery.

Ćwiczenia

• Obliczanie zmian wartości stopnia przemiany SO

do SO

• Analizowanie krzywej równowagi na wykresie

= f(t).

• Przeprowadzenie symulacji komputerowej pracy węzła kontaktowego.

157

• Obliczanie stopnia wykorzystania siarki zasilającej wytwórnię kwasu

siarkowego(VI).

• Analiza sposobów wykorzystywania energii w postaci ciepła w węzłach

kontaktowych.

• Obliczanie wielkości emisji SO

do atmosfery w wytwórni kwasu

siarkowego(VI).

• Projektowanie sposobów ograniczenia emisji SO

do atmosfery.

• Określanie zastosowania kwasu siarkowego(VI).

4. Środki dydaktyczne

Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych.

Fotografie węzłów technologicznych wytwórni kwasu siarkowego(VI) z siarki.
Uproszczone schematy instalacji spalania siarki oraz węzła kontaktowego
utleniania SO

do SO

wprowadzone do komputera.

Próbki okazowe surowca - siarki odzyskanej w rafineriach lub podczas
przyzłożowego oczyszczania gazu ziemnego.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

W procesie realizacji programu jednostki należy nawiązywać do treści

kształcenia jednostek modułowych 311[31].Z4.01 i 311[31].Z5.03, a także
do jednostek wyodrębnionych w modułach 311[31].Z1 i 311[31].Z2.

Szczególną uwagę należy zwrócić na proste obliczenia, doprowadzające

do krzywej „schodkowej” na wykresie

= f(t) i wnioskowanie dotyczące

nieodzowności zastosowania aparatu z kilkoma warstwami kontaktu oraz
z chłodzeniem międzywarstwowym.

Nauczyciel powinien zaplanować miniprojekt lub dyskusję dydaktyczną

dotyczącą wykorzystania energii w postaci ciepła w węzłach kontaktowych
wytwórni H

i celowości zastosowania podwójnej absorpcji jako metody

przynoszącej zmniejszenie emisji SO

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Realizacja programu jednostki daje możliwość kształtowania umiejętności
wykonywania obliczeń technologicznych, zwłaszcza związanych
z problemem wydajności procesów chemicznych. Celowym jest, aby
nauczyciel zastosował testy osiągnięć w ramach badań kształtujących

159

Jednostka modułowa 311[31].Z5.03

Wytwarzanie kwasu fosforowego (V) oraz nawozów
fosforowych i wieloskładnikowych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

rozróżnić minerały fosforowe i nawozy fosforowe,

–

określić różnorodność surowców stosowanych w produkcji nawozów NPK:,

–

zinterpretować chemizm procesu produkcji superfosfatów,

–

porównać wytwarzanie superfosfatu prostego i

skoncentrowanego

uwzględniając zastosowany substrat kwasowy oraz zawartość fosforu
w produkcie,

–

posłużyć się schematem ideowym produkcji kwasu fosforowego(V)

metodą ekstrakcyjną,

–

przewidzieć zagrożenia eksploatacyjne aparatów i urządzeń wytwórni

kwasu fosforowego (V),

–

scharakteryzować problemy ochrony środowiska występujące podczas

produkcji kwasu fosforowego(V) oraz nawozów fosforowych,

–

opracować schemat ideowy powiązań wytwórni kwasu siarkowego(VI),

fosforowego(V), fosforanu jednoamonowego oraz amoniaku i mocznika
w produkcji nawozów wieloskładnikowych typu NPK,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Minerały fosforowe. Wpływ struktury krystalicznej apatytów na technologiczną
koncepcję otrzymywania nawozów fosforowych.
Surowce stosowane w produkcji nawozów wieloskładnikowych: gaz ziemny,
siarka, fosforyty
Chemizm wytwarzania superfosfatów i kwasu fosforowego(V).
Właściwości superfosfatów.
Schemat ideowy wytwarzania kwasu fosforowego(V) metodą ekstrakcyjną.
Dobór materiałów konstrukcyjnych aparatury, odpornych na działanie
stężonych kwasów:H

, H

oraz fluorowodoru.

Problemy ochrony środowiska w wytwórniach superfosfatów oraz kwasu
fosforowego(V). Skład odpadowego fosfogipsu.
Zakład wytwarzający nawozy wieloskładnikowe typu NPK integrujący
wytwórnie kwasu siarkowego(VI) i

fosforowego(V) oraz fosforanu

jednoamonowego, amoniaku i mocznika.

160

3. Ćwiczenia

• Obliczanie zawartości fosforu, w

przeliczeniu na P

, w

różnych

fosforanach.

• Badanie rozpuszczalności w

wodzie i

kwasach próbek minerałów

fosforowych oraz nawozów fosforowych.

• Projektowanie schematów ideowych wytwórni kwasu fosforowego(V) oraz

zakładu produkującego nawozy wieloskładnikowe typu NPK.

• Ocena szkodliwości reagentów stosowanych w

produkcji kwasu

fosforowego(V).

• Obliczanie ilości produktów ubocznych i odpadów stałych wytwórni

superfosfatu.

4. Środki dydaktyczne

Fotografie różnych instalacji pracujących w zakładach nawozów fosforowych
i wieloskładnikowych typu NPK.
Próbki minerałów oraz nawozów fosforowych.
Odczynniki chemiczne i sprzęt laboratoryjny.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych.
Katalogi handlowe producentów nawozów fosforowych i wieloskładnikowych
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki obejmuje zagadnienia, na podstawie których uczeń

będzie mógł określić powiązania wytwórni przemysłu chemicznego
produkujących nawozy wieloskładnikowe typu NPK. Uczniowie powinni
zaprojektować schemat ideowy tych zależności. Schemat ten powinien być
przedyskutowany w grupie.

Specyfika produkcji superfosfatów jest związana z doborem surowców

sposobem ich przygotowania. Tematyka ta jest realizowana

z uwzględnieniem ćwiczeń obliczeniowych i laboratoryjnych. Ćwiczenia mogą
być wykonane z zastosowaniem metody tekstu przewodniego.

Przemysł fosforowy stwarza poważne problemy ekologiczne, które

uczniowie powinni ocenić w

wyniku ćwiczeń obliczeniowych lub prac

projektowych.

Zajęcia związane z realizacją programu jednostki modułowej powinny

odbywać się w pracowni technologicznej i pracowni chemicznej w grupie
liczącej do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie.
Prace projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

161

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się przez

cały czas realizacji programu jednostki modułowej na podstawie ustalonych
kryteriów. Ma ono dostarczyć informacji dotyczących zakresu i stopnia
realizacji celów kształcenia. Nauczyciel powinien dokonać hierarchizacji
celów oraz opracować wymagania edukacyjne.

Osiągnięcia uczniów można oceniać na podstawie:

–  sprawdzianów ustnych i pisemnych,
–  testów osiągnięć,
–  ukierunkowanej obserwacji pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń.

Na zakończenie realizacji programu jednostki modułowej proponuje się

zastosowanie testu osiągnięć. Zadania w teście mogą być otwarte (krótkiej
odpowiedzi, z luką) lub zamknięte (wyboru wielokrotnego, na dobieranie, typu
prawda-fałsz).

W ocenie osiągnięć uczniów wynikających z realizacji programu jednostki

modułowej należy uwzględnić wyniki sprawdzianów i testów osiągnięć

Szczególny nacisk należy położyć na sprawdzanie i ocenę umiejętności

dotyczących wykonywania obliczeń technologicznych. Jako narzędzia
pomiaru dydaktycznego można zastosować testy osiągnięć z zadaniami
rozszerzonej odpowiedzi. Celowa jest również ocena umiejętności
projektowania schematu powiązań pracy różnych wytwórni w zakładach
produkujących nawozy wieloskładnikowe, wskazująca na

poziom

przetwarzania i integracji różnych elementów wiedzy.

162

Jednostka modułowa 311[31].Z5.04
Wytwarzanie amoniaku, kwasu azotowego (V)
i nawozów azotowych

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

zinterpretować schemat ideowy wytwarzania związków azotowych: NH

HNO

, nawozów azotowych,

–

scharakteryzować etapy wytwarzania i

oczyszczania surowego gazu

syntezowego do produkcji amoniaku,

–

określić zależność wydajności reakcji syntezy amoniaku od temperatury

i ciśnienia,

–

określić sposób przygotowania katalizatora syntezy amoniaku,

–

scharakteryzować pracę radialnego reaktora do utleniania amoniaku,

–

wyjaśnić przebieg produkcji amoniaku w oparciu o uproszczony schemat

instalacji przemysłowej,

–

określić metody odzyskiwania energii w wytwórniach amoniaku,

–

określić znaczenie amoniaku i kwasu azotowego(V) jako półproduktów

w produkcji saletry amonowej i mocznika,

–

przedstawić sekwencję zasadniczych reakcji przebiegających w aparatach

wytwórni kwasu azotowego(V),

–

ocenić wpływ temperatury i czasu zetknięcia reagentów na stopień

utlenienia amoniaku na katalizatorze platynowo-rodowym,

–

uzasadnić wybór temperatury i

szybkości objętościowej w

procesie

utleniania amoniaku z zastosowaniem zasady umiaru technologicznego,

–

określić przebieg produkcji HNO

w oparciu o uproszczony schemat

instalacji przemysłowej,

–

uzasadnić korzyści z wyboru podwyższonego, ale różnego ciśnienia

w węzłach utleniania NH

i absorpcji NO

–

scharakteryzować zasady bhp obowiązujące w wytwórniach NH

i HNO

–

ocenić zagrożenie wybuchowym rozkładem saletry amonowej podczas

procesu wytwarzania, magazynowania i użytkowania,

–

zinterpretować uproszczony schemat wytwarzania saletry amonowej oraz

zatężenia jej roztworów i granulacji,

–

wyjaśnić chemizm wytwarzania mocznika z ciekłego NH

3.,

–

podać przykłady zastosowania mocznika,

–

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. oraz ochrony środowiska

obowiązujące na stanowiskach pracy.

163

2. Materiał nauczania

Przygotowanie gazu do syntezy amoniaku z surowego gazu syntezowego.
Rola dopalacza metanu w instalacji konwersji wysokometanowego gazu
ziemnego.
Parametry procesu syntezy amoniaku. Katalizator procesu. Budowa i zasada
działania reaktora radialnego.
Uproszczony schemat instalacji syntezy amoniaku.
Odzyskiwanie energii w wytwórniach amoniaku obejmujących instalacje
wytwarzania i przygotowania gazu syntezowego oraz syntezy NH

Reakcje utleniania amoniaku, utleniania NO do NO

i absorpcji NO

w wodzie

przebiegające w aparatach wytwórni kwasu azotowego(V).
Wybór parametrów procesów utleniania i

absorpcji jako konsekwencja

stosowania zasady umiaru technologicznego.
Katalizator platynowo-rodowy w reaktorze utleniania amoniaku.
Integracja technologiczna reaktora utleniania amoniaku ze zbiornikiem
para/kondensat.
Uproszczony schemat powiązań węzłów utleniania NH

i absorpcji NO

i w instalacjach wytwarzających kwas azotowy(V).
Amoniak i

kwas azotowy(V) jako półprodukty do produkcji nawozów

w zakładach przemysłu azotowego.
Problemy bhp i ochrony środowiska w wytwórniach HNO

Oczyszczanie gazów odlotowych z wytwórni HNO

metodą katalitycznej

redukcji tlenków azotu.
Chemizm wytwarzania mocznika z

ciekłego amoniaku i

ditlenku węgla

Wytwarzanie saletry amonowej. Bezpieczeństwo procesowe w procesie
wytwarzania saletry amonowej.
Saletra amonowa i mocznik jako finalne produkty zakładów przemysłu
azotowego. Mocznik jako surowiec w produkcji melaminy i aminoplastów.
Obsługa aparatów wchodzących w skład instalacji przemysłu azotowego.
Obsługa i kontrola pracy aparatów ciśnieniowych.
Sterowanie procesami wytwarzania NH

, HNO

i NH

3.Ćwiczenia

• Analiza pracy wytwórni NH

, HNO

na uproszczonych

schematach wprowadzonych do komputera

• Obserwacja pracy sterowni wytwórni NH

, HNO

i NH

• Obserwacja obsługi aparatów instalacji produkcyjnych przemysłu

azotowego

• Analiza instrukcji obsługi aparatów instalacji produkcyjnych przemysłu

azotowego, w tym aparatów ciśnieniowych.

• Projektowanie sposobów prowadzenia ruchu w wytwórni amoniaku

164

• Analiza zagrożenia środowiska w

wyniku procesów prowadzonych

w przemyśle azotowym

• Analiza wartości NDS dla amoniaku i tlenków azotu oraz granicy

wybuchowości mieszanin amoniaku z powietrzem

• Sporządzanie prostych bilansów materiałowych i energetycznych.

4. Środki dydaktyczne

Fotografie instalacji produkcyjnych przemysłu azotowego;
Plansze z przekrojami reaktorów: radialnego do syntezy NH

, utleniania NH

oraz zobojętniania HNO

za pomocą NH

Uproszczone schematy instalacji przemysłu azotowego wprowadzone

do komputera.
Instrukcje obsługi aparatów typowych dla przemysłu azotowego
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych stosowanych w przemyśle
azotowym

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki dotyczący w szczególności syntezy amoniaku

wytwarzania kwasu azotowego(V) stanowi bazę do doskonalenia

umiejętności stosowania zasad technologicznych, a

zwłaszcza zasady

umiaru technologicznego oraz oceny wpływu parametrów na przebieg
procesów. Wykorzystując umiejętności uczniów można zaplanować
wykonanie projektów, w ramach których uczniowie zaproponują sposób
prowadzenia ruchu z uwzględnieniem wpływu temperatury, ciśnienia, składu
reagentów na wydajność procesu oraz możliwość wystąpienia zagrożeń.

Treści kształcenia jednostki stwarzają możliwość doskonalenia

umiejętności posługiwania się instrukcjami obsługi, a w przypadku
zorganizowania ćwiczeń w terenie umiejętności kontrolowania pracy
aparatów ciśnieniowych. Podczas produkcji związków azotowych występują
różne problemy techniczne ( np. korozja aparatów) i ekologiczne. Uczniowie
powinni umieć dostrzegać i oceniać problemy, a także podejmować próby ich
rozwiązania.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

165

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Procesowi sprawdzania i

oceniania powinny podlegać umiejętności

stosowania zasad technologicznych oraz

interpretacji analizowanych

rozwiązań technicznych i technologicznych.
Osiągnięcia uczniów można oceniać na podstawie:
–  sprawdzianów ustnych i pisemnych,
–  testów osiągnięć,
–  ukierunkowanej obserwacji pracy uczniów podczas wykonywania ćwiczeń,
–  prezentacji projektu.
Wskazane jest, aby podczas wykonywania projektów i

ćwiczeń

obliczeniowych uczniowie samodzielnie sprawdzali wyniki pracy.

Umiejętności praktyczne mogą być sprawdzane przez obserwację

czynności wykonywanych podczas realizacji ćwiczeń.
Na tym etapie kształcenia uczniowie powinni posługiwać się instrukcjami

ruchowymi, w tym stosowanymi podczas obsługi aparatów stwarzających
zagrożenia procesowe. W związku z tym wskazane jest zorganizowanie
i przeprowadzenie badań sumatywnych.

Na zakończenie realizacji programu jednostki proponuje się zastosowanie

testu osiagnięć. Zadania w teście mogą być otwarte (krótkiej odpowiedzi,
z luką) lub zamknięte (wyboru wielokrotnego, na dobieranie, typu prawda-
fałsz).
W końcowej ocenie osiągnięć uczniów należy uwzględnić wyniki testów
osiągnięć oraz wyniki obserwacji pracy uczniów.

166

Jednostka modułowa 311[31].Z5.05
Wytwarzanie sody kalcynowanej

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

określić zastosowanie sody kalcynowanej,

–

wyjaśnić chemizm produkcji sody kalcynowanej metodą Solvaya,

–

posłużyć się schematem ideowym produkcji sody kalcynowanej metodą

Solvaya,

–

określić surowce stosowane w metodzie Solvaya,

–

scharakteryzować przebieg procesów wypalania wapienia w

piecu

szybowym oraz gaszenia wapna palonego,

–

scharakteryzować

przebieg procesu oczyszczania solanki metodą

sodowo-wapienną,

–

wyjaśnić rolę amoniaku jako reagenta pomocniczego,

–

scharakteryzować pracę absorbera w procesie absorpcji amoniaku,

–

określić budowę i zasadę działania kolumny karbonizacyjnej,

–

zinterpretować dobór parametrów w kolumnie karbonizacyjnej,

–

scharakteryzować przebieg procesu filtracji i kalcynacji wodorowęglanu

sodu,

–

scharakteryzować przebieg procesu regeneracji amoniaku z ługu pofil-

tracyjnego metodą termiczną i chemiczną,

–

posłużyć się instrukcjami ruchowymi aparatów i urządzeń stosowanych

w procesach produkcji sody,

–

określić wpływ parametrów na przebieg procesów absorpcji, karbonizacji,

filtracji i kalcynacji,

–

zaprojektować sposób kontroli parametrów wybranych procesów produkcji

sody kalcynowanej,

–

określić wpływ procesów wytwarzania sody kalcynowanej na środowisko,

–

zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony

środowiska obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Znaczenie produkcji sody kalcynowanej.
Chemizm procesu produkcji sody kalcynowanej metodą Solvaya.
Schemat wytwórni sody kalcynowanej.
Wypalanie wapieni w piecu szybowym, gaszenie wapna palonego.
Oczyszczanie solanki metodą sodowo-wapienną.
Proces karbonizacji solanki amoniakalnej.
Specyfika pracy kolumny karbonizacyjnej z półkami passetowymi.
Filtracja i kalcynacja wodorowęglanu sodu.

167

Regeneracja amoniaku z ługu pofiltracyjnego.
Problem zagospodarowania chlorku wapnia.

3. Ćwiczenia

• Analiza pracy wytwórni sody kaustycznej na uproszczonym schemacie

obejmującym zintegrowane węzły technologiczne.

• Analiza budowy i zasad działania aparatów i urządzeń stosowanych

w produkcji sody amoniakalnej.

• Analiza instrukcji ruchowych wybranych aparatów i urządzeń stosowanych

w procesach produkcji sody

• Projektowanie sposobu kontroli i sterowania procesem karbonizacji.

• Identyfikowanie zintegrowanych węzłów technologicznych na fotografiach

zakładów sodowych.

• Projektowanie schematu ideowego bezpośrednich i pośrednich powiązań

między produkcją chloru, wodorotlenku sodowego, sody kaustycznej
i związków chloroorganicznych.

• Sporządzanie bilansów materiałowych i

energetycznych procesów

wytwarzania sody kalcynowanej.

• Analiza zagrożeń dla środowiska, związanych z przemysłem sodowym.

4. Środki dydaktyczne

Fotografie zakładów sodowych;
Plansze z przekrojami pieca szybowego, kolumny karbonizacyjnej i półki
passetowej.
Schematy ideowe i

uproszczone schematy technologiczne procesów

produkcji sody.
Instrukcje ruchowe aparatów i urządzeń stosowanych w procesach produkcji
sody kalcynowanej.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki dotyczy określonej technologii, stanowi podstawę do

doskonalenia umiejętności interpretacji i wykorzystywania ogólnych zasad
prowadzenia procesów technologicznych. Analizując na schematach
przebieg procesów uczniowie powinni określić racjonalne wykorzystanie
obiegu amoniaku oraz produktów wypalania wapienia.

W procesie produkcji sody kalcynowanej stosuje się specyficzne pod

względem konstrukcji i działania aparaty i urządzenia. W związku z tym
należy przeanalizować ich budowę, zasady działania i obsługi.

Należy zwrócić uwagę na kontrolę poszczególnych procesów oraz wpływ

parametrów poszczególnych etapów na pracę innych węzłów
technologicznych. Wskazane jest, aby ćwiczenia z

tego zakresu były

168

realizowane w formie symulacji komputerowej. Celowe jest przeprowadzenie
dyskusji dydaktycznej dotyczącej wpływu temperatury, stężeń i ciśnienia
reagentów na pracę kolumny karbonizacyjnej.

Produkcja sody metodą Solvaya stwarza problemy w zakresie ochrony

środowiska ze względu na dużą ilość odpadów stałych. Uczniowie powinni
wykonać projekt, którego celem jest analiza zagospodarowania odpadów.

Zajęcia związane z realizacją programu jednostki powinny odbywać się

w pracowni technologicznej w grupie liczącej do 16 osób. Ćwiczenia powinny
być wykonywane indywidualnie. Prace projektowe mogą być opracowywane
w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Analiza procesów chemicznych i

fizycznych stosowanych w

procesie

produkcji sody kalcynowanej metodą Solvaya stwarza możliwość oceny
umiejętności uczniów w sposób kompleksowy.

Uczniowie powinni opanować umiejętności:

–  stosowania zasad technologicznych do wyjaśniania przebiegu procesów,
–  projektowania sposobów kontroli parametrów,
–  projektowania działań na rzecz ochrony środowiska.
Powyższe umiejętności można sprawdzać i oceniać na podstawie analizy
prac projektowych oraz podczas obserwacji pracy uczniów w trakcie ćwiczeń
na schematach, również z zastosowaniem techniki komputerowej.
Ocenę wiedzy i umiejętności uczniów dotyczących budowy i zasad działania
urządzeń przemysłu sodowego należy przeprowadzić za pomocą testu
osiągnięć złożonego z zadań krótkiej i rozszerzonej odpowiedzi.

Wskazane formy oceny pracy i osiągnięć edukacyjnych powinny stanowić

podstawę oceny końcowej.

169

Jednostka modułowa 311[31].Z5.06
Wytwarzanie chloru i wodorotlenku sodu metodą
elektrolizy przeponowej

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

określić zastosowanie chloru w syntezach związków chloroorganicznych,

–

określić wskaźniki przebiegu procesu elektrolizy,

–

objaśnić schemat ideowy produkcji chloru i wodorotlenku sodu metodą

elektrolizy przeponowej,

–

scharakteryzować proces przygotowania roztworów NaCl do elektrolizy,

–

zapisać i

zinterpretować reakcje elektrodowe zachodzące podczas

przeponowej elektrolizy roztworu NaCl,

–

scharakteryzować budowę elektrolizera przeponowego,

–

posłużyć się kartami charakterystyk substancji niebezpiecznych do oceny

toksyczności produktów przeponowej elektrolizy roztworu NaCl,

–

posłużyć się procedurami zabezpieczania przed awariami w instalacjach

elektrolizy,

–

scharakteryzować procesy finalnej przeróbki produktów elektrolizy: chloru,

wodoru, katolitu,

–

określić wpływ wytwarzania chloru i wodorotlenku sodu metodą elektrolizy

przeponowej na stan środowiska,

–

zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony

środowiska obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Zasada elektrolizy przeponowej. Reakcje elektrodowe w procesie elektrolizy
roztworów NaCl.
Schemat ideowy wytwarzania chloru i wodorotlenku sodu metodą elektrolizy
przeponowej.
Przygotowanie wodnego roztworu NaCl do procesu elektrolizy.
Współczynnik rozłożenia soli, napięcie rozkładowe elektrolitu, wydajność
prądowa i energetyczna.
Budowa elektrolizera przeponowego. Elektrody stałowymiarowe.
Oczyszczanie i zatężanie katolitu w kaskadzie wyparek.
Suszenie, sprężanie i skraplanie chloru.
Chłodzenie i sprężanie wodoru.
Kontrola procesu elektrolizy roztworów NaCl.
Problemy bhp i ochrony środowiska występujące podczas produkcji chloru.
Schemat ideowy bezpośrednich i pośrednich powiązań między produkcją
Na

, NaOH, Cl

i związków chloroorganicznych.

170

3. Ćwiczenia

• Zapisywanie reakcji elektrodowych.

• Wykonywanie obliczeń z zastosowaniem praw elektrolizy.

• Przeprowadzanie elektrolizy roztworów NaCl.

• Obserwacja przebiegu procesu elektrolizy przemysłowej.

• Obliczanie wydajności procesu elektrolizy.

• Analiza danych dotyczących

właściwości toksycznych produktów

elektrolizy roztworu NaCl.

• Analiza procedur zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacji instalacji

elektrolizy przeponowej.

• Projektowanie sposobu zabezpieczania aparatów i

urządzeń przed

korozyjnym działaniem chloru.

• Projektowanie schematu ideowego powiązań procesu elektrolizy roztworu

NaCl z innymi procesami przemysłu nieorganicznego i organicznego.

4. Środki dydaktyczne

Fotografie przemysłowych wytwórni chloru.
Elektrolizery, sprzęt laboratoryjny
Fragmenty instrukcji bhp instalacji elektrolizy.
Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych.
Techniczne środki kształcenia.

5. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Ze względu na uzyskane uprzednio podstawy teoretyczne, które uczeń

może doskonalić i

poszerzać w

ramach realizacji programu jednostki

modułowej, należy zaprojektować proces kształcenia z większym niż
w

innych jednostkach modułowych udziałem zagadnień teoretycznych.

Tematyka jednostki może być realizowana metodą pogadanki, wykładu
problemowego, dyskusji dydaktycznej oraz ćwiczeń typu obliczeniowego.
Ćwiczenia laboratoryjne mogą być wykonywane z zastosowaniem metody
tekstu przewodniego i zapewnieniem kontroli bezpieczeństwa wykonywanych
czynności. Nauczyciel powinien zaplanować zajęcia, które pozwolą uczniom
ocenić szczególne niebezpieczeństwo w

przemysłowych instalacjach

elektrolizy i przetwarzania chloru. Uczniowie powinni wykonać w formie
miniprojektu schemat ideowy powiązań procesu elektrolizy z

innymi

procesami przemysłu chemicznego i na tej podstawie sformułować wnioski
dotyczące wpływu procesu elektrolizy na wielkość produkcji chlorku winylu
i wodorotlenku sodu innymi technologiami.

Wskazane jest zorganizowanie ćwiczeń w elektrolizerni, gdzie uczniowie

zapoznają się ze specyfiką budowy, zasad działania i obsługi urządzeń.

171

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technologicznej w grupie liczącej

do 16 osób. Ćwiczenia powinny być wykonywane indywidualnie. Prace
projektowe mogą być opracowywane w zespołach 2 -3 osobowych.

6. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Podstawowe pojęcia, prawa i zastosowanie procesu elektrolizy uczniowie

poznali w module 311[31].Z1. Zakres tych zagadnień jest rozszerzony
w jednostce. Na tym etapie kształcenia należy je powtórzyć
i usystematyzować. Ocena znajomości praw elektrolizy oraz umiejętności
zapisu reakcji elektrodowych wymaga przeprowadzenia badań
diagnostycznych w formie testu osiągnięć z zadaniami wielokrotnego wyboru
lub krótkiej odpowiedzi.

Badania kształtujące mogą być przeprowadzone w formie ćwiczeń

sprawdzających:

–  zapisy reakcji elektrodowych,
–  obliczenia z zastosowaniem praw elektrolizy,
–  obliczenia wydajności procesu elektrolizy,
–  sprawność oraz bezpieczne wykonywanie czynności laboratoryjnych,
–  wyszukiwanie i interpretację informacji dotyczących zagrożeń

występujących w czasie obsługi urządzeń instalacji elektrolizy.

Badania sumatywne mają na celu kompleksową ocenę poziomu wiedzy

uczniów dotyczącej specyficznego w procesach wytwarzania związków
nieorganicznych procesu elektrolizy.

172

Moduł 311[31].Z6
Praktyka zawodowa

1. Cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia słuchacz/uczeń powinien umieć:

–

przedstawiać strukturę organizacyjną zakładu przemysłowego,

–

interpretować regulaminy obowiązujące w danym zakładzie i wynikające

z nich obowiązki pracownika,

–

charakteryzować rozwiązania organizacyjne i techniczne dotyczące

zarządzania jakością, środowiskiem i bezpieczeństwem w zakładzie,

–

określać zadania oraz formy realizacji gospodarki materiałowej

i energetycznej w przedsiębiorstwie,

–

przedstawiać technologie stosowane w zakładzie,

–

stosować układy sterowania i

automatyczną regulację w

procesie

technologicznym,

–

sprawdzać stan techniczny maszyn i urządzeń,

–

obsługiwać maszyny, aparaty i urządzenia,

–

korzystać z

różnych źródeł informacji technicznej i ekonomicznej,

dotyczącej funkcjonowania zakładu,

–

posługiwać się dokumentacją techniczną,

–

sporządzać dokumentację produkcyjną,

–

planować i organizować pracę, podejmować współpracę z innymi,

–

oceniać metody produkcyjne pod względem ekonomicznym

i ekologicznym,

–

organizować stanowiska pracy,

–

stosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej. oraz ochrony

środowiska obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Wykaz jednostek modułowych

Symbol jednostki

modułowej

Nazwa jednostki modułowej

Orientacyjna

liczba godzin

na realizację

311[31].Z6.01 Udział w procesach organizacji i zarządzania

zakładem przemysłu chemicznego

311[31].Z6.02 Udział w procesach produkcji chemicznej

zakładu przemysłowego

108

Razem

140

174

Jednostka modułowa 311[31]. Z6.01

Udział w procesach organizacji i zarządzania zakładem
przemysłu chemicznego

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

określić zakres działania, kompetencji i odpowiedzialności oraz powiązania

jednostek organizacyjnych: działów produkcyjnych i pomocniczych,

–

scharakteryzować systemy zarządzania przedsiębiorstwem,

–

posłużyć się normami, procedurami stosowanymi w systemie organizacji

i zarządzania przedsiębiorstwem,

–

określić zakres praw, obowiązków i odpowiedzialności pracowników,

–

określić konsekwencje nieprzestrzegania regulaminu pracy,

–

określić obowiązki pracodawcy dotyczące ochrony pracy i możliwości

egzekwowania uprawnień przez pracownika,

–

scharakteryzować rozwiązania organizacyjne i techniczne, dotyczące

zarządzania środowiskiem i bezpieczeństwem,

–

określić zadania oraz formy realizacji gospodarki materiałowej

i energetycznej w przedsiębiorstwie,

–

zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony

środowiska obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Poznanie organizacyjnej struktury zakładu. Ustalanie obszarów i zakresów
działań, kompetencji i odpowiedzialności zarządu, wydziału produkcyjnego,
komórek pomocniczych.
Określanie systemów zarządzania w przedsiębiorstwie: zarządzanie jakością,
bezpieczeństwem, środowiskiem, strukturą produkcji.
Analiza funkcji zakładu pracy jako pracodawcy.
Analiza praw i obowiązków pracownika. Interpretacja regulaminów pracy
obowiązujących w zakładzie.
Posługiwanie się dokumentacją obowiązującą w zakładzie.
Analiza obiegu informacji w zakładzie.
Określanie systemu normalizacji w zakładzie. Posługiwanie się normami
obowiązującymi w zakładzie.
Analiza organizacji służb bhp w zakładzie.
Przestrzeganie obowiązujących procedur dotyczących bezpieczeństwa
i higieny pracy.
Zapoznanie się z

systemem zarządzania środowiskowego w

zakładzie:

zapobieganie zanieczyszczeniom, oszczędzanie energii i

surowców,

odzyskiwanie materiałów używanych do produkcji.

175

Określanie zadań gospodarki materiałowej. Analiza obiegu materiałów
w zakładzie. Posługiwanie się dokumentacją obiegu materiałów. Ocena
gospodarki opakowaniami w zakładzie.
Analiza zadań gospodarki energetycznej w zakładzie. Określanie rodzajów
energii stosowanej w zakładzie, źródeł energii oraz sposobów racjonalnego
zużycia energii na potrzeby produkcyjne.
Określanie sposobów poboru wody i jej uzdatniania. Analiza obiegów wody
produkcyjnej. Analiza funkcjonowania gospodarki ściekami, sposobów
neutralizacji i odprowadzania.

3. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Treści programowe jednostki dotyczą w zasadzie zagadnień zawartych

w bloku podstawy programowej - podstawy działalności zawodowej. Zmiany
dotyczą systemów organizacji i zarządzania przedsiębiorstwem.

Celowe jest

zorganizowanie praktyki w zakładach wdrażających nowoczesne systemy
zarządzania jakością, bezpieczeństwem i środowiskiem.

Program jednostki obejmuje różne obszary funkcjonowania

przedsiębiorstw. Uczeń powinien poznawać je w kolejności wynikającej ze
struktury organizacyjnej i

sposobów zarządzania przedsiębiorstwem.

W procesie realizacji programu jednostki istotne jest ustalenie harmonogramu
działań uczniów. Opiekun przygotowujący harmonogram praktyki powinien
uwzględnić zarówno zapisy zawarte w programie praktyki zawodowej, jak
i specyficzne problemy zakładu. W harmonogramie zamieszcza się zadania
do wykonania przez uczniów

W trakcie trwania praktyki uczniowie mogą w uzgodnieniu z opiekunem

praktyki, wykonywać zadania związane z przygotowaniem projektów
o tematyce dotyczącej organizacji i funkcjonowania zakładu, np.: wdrażania
systemu normalizacji w

zakładzie, obiegu dokumentacji materiałowej,

funkcjonowania systemu bezpieczeństwa.

4. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Proces  oceniania  osiągnięć edukacyjnych wynikających z realizacji
programu jednostki jest realizowany za pomocą badań kształtujących
i sumatywnych.
W badaniach  kształtujących należy zastosować obserwację działań
uczniów oraz analizę prowadzonej dokumentacji.
Badania  sumatywne  można realizować w formie prezentacji projektów
przygotowanych przez uczniów. Ocena projektów powinna być dokonywana
z udziałem uczniów i z zastosowaniem karty oceny.

176

Jednostka modułowa 311[31] Z6.02
Udział w procesach produkcji chemicznej
zakładu przemysłowego

1. Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

–

sporządzić schematy ideowe produkcji poszczególnych asortymentów

wskazanych wyrobów,

–

rozróżnić zasady technologiczne stosowane w poszczególnych procesach

produkcyjnych,

–

określić surowce, materiały pomocnicze, media i

odpady związane

z asortymentem produkcji zakładu,

–

rozpoznać aparaturę, maszyny i

urządzenia stosowane w

procesach

produkcyjnych,

–

określić sposoby sterowania i kontrolowania pracy aparatów, urządzeń,

instalacji i maszyn,

–

określić techniki bieżącej eksploatacji aparatury, urządzeń i maszyn,

–

określić sposoby oczyszczania, napraw i konserwacji aparatów, urządzeń,

instalacji i maszyn,

–

ustalić przyczyny typowych awarii i

określić sposób postępowania

w przypadku zakłóceń procesów,

–

obsłużyć typowe aparaty, urządzenia i maszyny stosowane w produkcji,

–

sporządzić i prowadzić dokumentację pracy urządzeń, instalacji i maszyn,

–

określić techniki konfekcjonowania, magazynowania i transportu produk-

tów,

–

pobrać i przygotować próbki do badań według instrukcji,

–

przeprowadzić kontrolę jakości surowców, półproduktów i produktów,

–

sklasyfikować jakość badanych próbek zgodnie z normami i instrukcjami,

–

zorganizować stanowiska pracy,

–

zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony

środowiska obowiązujące na stanowiskach pracy.

2. Materiał nauczania

Analiza zakresu działalności działu technologicznego i

badawczo –

rozwojowego.
Określanie asortymentu wyrobów produkowanych w zakładzie.
Rozróżnianie podstawowych technologii stosowanych w zakładzie.
Analiza chemizmu procesów, bilansów materiałowych i energetycznych.
Zastosowanie zasad technologicznych w procesach produkcyjnych.
Posługiwanie się dokumentacją technologiczną procesów.
Analiza organizacji wydziału produkcyjnego.

177

Wykonywanie czynności produkcyjnych. Prowadzenie produkcji w ciągach
technologicznych.
Posługiwanie się dokumentacją techniczną, instrukcjami technologicznymi,
ruchowymi.
Posługiwanie się stanowiskowymi przepisami z zakresu bezpieczeństwa
i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska.
Kontrolowanie parametrów procesowych.
Wypełnianie dokumentacji produkcji prowadzonej przez operatora i mistrza.
Pobieranie próbek i wykonywanie analiz w ramach kontroli międzyoperacyjnej
i końcowej ciągów technologicznych.
Kontrolowanie jakości wyrobów końcowych.
Dokumentowanie kontroli ruchowej i laboratoryjnej.
Analiza wymagań dozoru technicznego.
Analiza zakresu działalności służb technicznych i remontowych na wydziale
produkcyjnym.
Sprawdzanie stanu technicznego maszyn i urządzeń.
Analiza obiegu informacji o zmianach stanu urządzeń.
Ocena bezpieczeństwa technicznego pracowników produkcyjnych.
Analiza gospodarki materiałowej i energetycznej na wydziale.

3. Wskazania metodyczne do realizacji programu jednostki

Program jednostki obejmuje treści dotyczące zadań zawodowych, które

może wykonywać technik technologii chemicznej. Efektywność realizacji
programu zależy od aktywności uczniów oraz sposobu organizacji pracy
przez opiekuna praktyki. Na efektywność ma również wpływ nauczyciel
prowadzący zajęcia w szkole przez odpowiednie przygotowanie uczniów do
realizacji programu jednostki. Przygotowanie to polega m.in. na zaplanowaniu
z uczniami tematyki prac projektowych, które będą realizowane w oparciu
o informacje, spostrzeżenia i doświadczenia nabywane w trakcie
wykonywania zlecanych przez opiekuna praktyki prac na określonych
stanowiskach produkcyjnych. Właściwej realizacji programu jednostki może
służyć uzgodniona z opiekunem forma dokumentacji zadań realizowanych
przez uczniów w trakcie odbywania praktyki.

4. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć

edukacyjnych ucznia

Proces sprawdzania i oceniania osiągnięć edukacyjnych uczniów

realizowany przez opiekuna praktyki dotyczy celów kształcenia jednostki.
Sprawdzanie stopnia realizacji celów powinno odbywać się w formie testu
typu próba pracy. Ze względów technicznych, organizacyjnych lub
proceduralnych, dotyczących m.in. bezpieczeństwa pracy, narzędziem
sprawdzania osiągnięć uczniów może być obserwacja dydaktyczna.
Obserwacja powinna być ukierunkowana na określenie stopnia aktywności,