Wartości których parametrów procesowych należy zapisywać w dzienniku operatora podczas prowadzenia monitoringu procesu produkcji H2SO4 w węźle absorpcji SO3?
A. Stężenia odbieranego kwasu, masy powietrza potrzebnej do ogrzania gazów z węzła kontaktowego, masy pyłów opuszczających kolumny absorpcyjne i kierowanych do atmosfery.
B. Stężenia kwasów podawanych do obydwu kolumn absorpcyjnych, masy tlenków azotu odprowadzanych do atmosfery, ciśnienia procesu w obydwu kolumnach, masy oleum odprowadzanego do zbiorników magazynowych.
C. Stężenia oleum podawanego do obu kolumn absorpcyjnych, masy czynnika grzewczego niezbędnego do ich ogrzania, masy gazu wydmuchowego i jego składu chemicznego.
D. Stężenia oraz masowego natężenia przepływu oleum i kwasu zraszających pierwszą i drugą kolumnę absorpcyjną, temperatury procesu w obydwu kolumnach, masy wytworzonego monohydratu i oleum.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2016 (arkusz A.06-X-16.05).
W węźle absorpcji SO₃ najważniejsze jest pilnowanie tego, czy gazowy SO₃ rzeczywiście przechodzi do cieczy i tworzy właściwy produkt: monohydrat, czyli stężony H₂SO₄, albo oleum. Dlatego w dzienniku operatora zapisuje się stężenia oraz masowe natężenia przepływu oleum i kwasu zraszających pierwszą i drugą kolumnę absorpcyjną. To są parametry, które bezpośrednio mówią, czy kolumny pracują stabilnie, czy zraszanie jest wystarczające i czy nie grozi pogorszenie absorpcji. Bardzo ważna jest też temperatura procesu w obu kolumnach, bo absorpcja SO₃ jest silnie egzotermiczna. Zbyt wysoka temperatura może obniżyć skuteczność pochłaniania, zwiększyć mgłę kwasu siarkowego i pogorszyć jakość gazu odlotowego. Z kolei masa wytworzonego monohydratu i oleum pozwala kontrolować bilans produkcji oraz porównać pracę instalacji z założeniami technologicznymi. Moim zdaniem to jest właśnie sedno dobrego monitoringu: nie zapisywać wszystkiego jak leci, tylko te wielkości, które mówią o jakości produktu, wydajności i bezpieczeństwie procesu. W praktyce takie dane trafiają do dziennika zmianowego, systemu DCS albo arkuszy raportowych i są podstawą do reakcji operatora, np. korekty zraszania, chłodzenia lub odbioru produktu.
W monitoringu węzła absorpcji SO₃ łatwo pomylić parametry istotne dla samej absorpcji z wielkościami dotyczącymi innych części instalacji albo ogólnej ochrony środowiska. W produkcji H₂SO₄ metodą kontaktową kluczowe w kolumnach absorpcyjnych są przede wszystkim stężenie cieczy zraszającej, jej masowy przepływ, temperatura oraz ilość otrzymanego produktu. Jeżeli ktoś skupia się na masie tlenków azotu odprowadzanych do atmosfery, to miesza ten proces z innymi technologiami kwasu siarkowego albo z kontrolą emisji gazów zanieczyszczających. NOₓ nie jest głównym parametrem sterującym absorpcją SO₃ w klasycznym węźle absorpcji. Podobnie sama informacja o ciśnieniu w kolumnach może być pomocnicza, ale nie zastępuje kontroli stężenia i przepływu kwasu czy oleum. Bez tych danych operator nie wie, czy warunki kontaktu gaz-ciecz są prawidłowe. Nietrafione jest też wiązanie absorpcji z masą powietrza potrzebną do ogrzania gazów z węzła kontaktowego. W praktyce po konwersji SO₂ do SO₃ trzeba pilnować raczej odpowiedniego chłodzenia i warunków absorpcji, bo proces pochłaniania wydziela ciepło. Myślenie o pyle opuszczającym kolumny absorpcyjne też trochę ucieka od sedna, bo kolumny absorpcyjne nie są typowym odpylaczem, tylko aparatem do pochłaniania SO₃ w H₂SO₄ lub oleum. Błędne jest również założenie, że do obu kolumn podaje się po prostu oleum i że trzeba rejestrować masę czynnika grzewczego do ich ogrzania. Węzeł absorpcji wymaga kontroli cieczy zraszającej zgodnie z technologią, a nie dowolnego ogrzewania kolumn. Skład gazu wydmuchowego może być elementem kontroli emisyjnej, ale nie opisuje pełnego prowadzenia procesu produkcji w dzienniku operatora. Dobre praktyki branżowe wymagają zapisu tych parametrów, które pozwalają szybko ocenić bilans masowy, jakość produktu i stabilność pracy instalacji.