План-конспект учебного занятия

Производство аммиачной селитры

Автор: Круглова Елена Васильевна

ГПОУ ТО «Новомосковский политехнический колледж»

МДК 03.01 Технология производства неорганических веществ

Цели занятия:

Личностные: сформирован интерес к будущей профессии, понимание её социальной значимости.

Метапредметные: обучающиеся умеют анализировать технологические схемы; выявляют взаимосвязь между составом сырья, параметрами процесса и качеством готового продукта.

Предметные: у обучающихся сформированы знания о химизме, технологической схеме и аппаратурном оформлении процесса производства аммиачной селитры.

Планируемые результаты:

Личностные: формирование коммуникативной компетентности в процессе образовательной деятельности, интереса к будущей профессии.

Межпредметные: умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в познавательной деятельности; выбирать наиболее эффективные способы ведения технологического процесса; умение соотносить свои действия с планируемыми результатами; умение оценивать правильность выполнения учебной задачи.

Предметные: знание стадий технологического процесса и умение правильно выполнять аппаратурное оформление технологического процесса.

Общие компетенции:

ОК 01 Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам;

ОК 02 Использовать современные средства поиска, анализа и интерпретации информации и информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности;

ОК 04 Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде;

Профессиональные компетенции:

ПК 3.1 Получать продукты производства заданного количества и качества.

ПК 3.2 Выполнять требования безопасности производства и охраны труда.

ПК 3.3 Контролировать и регулировать параметры технологических процессов.

• Мультимедийный проектор, экран, компьютер.
• Презентация «Производство аммиачной селитры» (схемы, видеофрагменты).
• Раздаточный материал: интеллект-карта, технологическая схема производства (на каждого ученика или в группах)

• приём «Проблемная ситуация + Кейс-стади» (это тип исследования, направленный на изучение особенности и сложности одного конкретного случая);
• прием: «Корзина идей»;
• прием: «Мозговой штурм»;
• прием: «Инсерт» (работа с раздаточным материалом);
• приём «Синквейн»;
• приём «Лестница успеха»

ХОД ЗАНЯТИЯ

1 Организационный этап (1 мин.)

Преподаватель приветствует студентов, проверяет готовность к уроку и отсутствующих.

Речь преподавателя:

«Здравствуйте, ребята и гости! Рада вас видеть. Сегодня нас ждет интересная тема, которая станет основой для вашей будущей профессии. Напоминаю, что на протяжении урока мы продолжаем заполнять наши интеллект-карты, фиксируя ключевые моменты».

Проверьте, пожалуйста, готовность: у каждого на столе должны быть ручка, ваша рабочая тетрадь, интеллект-карта. Староста, назовите отсутствующих.

Действие студентов:

Проверяют наличие принадлежностей. Староста встает и называет отсутствующих.

2 Мотивационный этап (6 мин.)

2.1 Проблемная ситуация (4 мин.)

Речь преподавателя:

Перед тем как объявить тему нашего урока, прошу вас обратить внимание на экран.

На слайде два новостных заголовка:

1. «Аграрии региона бьют рекорды по урожайности благодаря своевременной подкормке».
2. «Пожар на складе удобрений в порту Бейрута (2020 г.) привел к масштабной трагедии».

Вопрос к группе:

Перед вами два полюса одного и того же вещества. С одной стороны — спасение от голода (удобрение), с другой — страшное оружие (взрывчатка). Как технологу найти ту самую "золотую середину", чтобы продукт приносил только пользу?

Речь преподавателя:

На слайде вы видите корзину, предлагаю вам заполнить её предположениями, от чего зависит, станет селитра полезным удобрением или бомбой?

Действия студентов:

Работая в парах высказывают предположения (сырье, чистота, форма выпуска, условия хранения).

Речь преподавателя:

Т. е у нас с вами формируется запрос на знание технологии получения аммиачной селитры.

2.2 Формулировка темы и цели (студентами) (2 мин.)

Речь преподавателя:

Итак, давайте исходя из наших предположений попробуем сформулировать тему сегодняшнего занятия («Производство аммиачной селитры») и сформулировать цели.

Действия студентов:

Опираясь на проблему, ребята сами формулируют цели урока:(записать на доске).

3 Актуализация опорных знаний (5 мин)

Речь преподавателя:

Давайте вспомним, что нам уже известно и пригодится для понимания темы.

- Назовите основные продукты азотной промышленности?

Ответы студентов:

Аммиак, азотная кислота, азотные удобрения (нитрат аммония, карбамид).

Речь преподавателя:

- Каковы ключевые свойства наших «героев» — аммиака (NH₃) и азотной кислоты(НNO₃)?

Ответы студентов:

NH₃ — хорошо растворяется в воде, горит в кислороде, образует соли с кислотами, а также реагирует с оксидами металлов, галогенами и активными металлами.

НNO₃ — азотная кислота обладает сильными окислительными свойствами благодаря наличию в ней азота со степенью окисления +5.

Речь преподавателя:

Вспомним принцип Ле Шателье. Если процесс равновесный, как можно сдвинуть равновесие в сторону продукта?

Ответы студентов:

Для экзотермической реакции — понизить температуру. Для реакций с уменьшением объема — повысить давление.

4 Изучение нового материала (30 мин)

4.1 Физико-химические основы процесса (3 мин)

Речь преподавателя:

На слайде вы видите уравнение NH₃+HNO₃→

Вопрос: «Какие "ловушки" нас ждут? Если мы просто сольем два компонента в ведре, что произойдет?»

Ответы студентов:

• будет кипеть,
• будет разбрызгиваться,
• может разложиться.

Речь преподавателя:

Реакция идет мгновенно и с выделением тепла (экзотермическая). Это наше преимущество (мы сэкономим пар), но и главная опасность. Отсюда вывод: нужен специальный аппарат.

И вспомним принцип Ле Шателье, что нужно сделать с температурой и давлением, чтобы реакция пошла в сторону образования продуктов.

Ответы студентов:

Для экзотермической реакции — понизить температуру. Для реакций с уменьшением объема — повысить давление.

4.2 Анализ технологической схемы (20 мин)

Студентам выдаётся упрощенная технологическая схема (без названий аппаратов). Используя презентацию, ведётся рассказ по схеме.

Речь преподавателя:

Технологический процесс производства нитрата аммония состоит из следующих основных стадий: нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком, выпаривание раствора нитрата аммония, кристаллизация и гранулирование плава.

1 – реактор-нейтрализатор; 2 – подогреватель азотной кислоты; 3 – подогреватель аммиака; 4 – донейтрализатор; 5 – выпарной аппарат; 6 – подогреватель воздуха;7 – нагнетатель воздуха; 8 – насос; 9 – дренажная емкость плава; 10 – гидрозатвор-донейтрализатор; 11 – фильтр плава; 12 – емкость плава; 13 – насос плава; 14 – насос; 15 – емкость промывной жидкости скрубберов;16 – напорный бак плава; 17 – грануляторы;18 – скруббер; 19, 20 – промывной скруббер; 21 – буферная емкость; 22 – вентиляторы; 23 – подогреватели воздуха; 24 – аппарат охлаждения гранул в кипящем слое; 25 – конвейер; 26 – элеватор; 27 – аппарат для опрыскивания гранул.

Газообразный аммиак из подогревателя 3 и азотная кислота из подогревателя 2 при температуре 80-90⁰С поступают в аппарат ИТН 1( видеофильм). Для уменьшения потерь аммиака вместе с паром реакцию ведут в избытке кислоты. Раствор нитрата аммония из аппарата 1 нейтрализуется в донейтрализаторе 4 аммиаком и поступает на упаривание в выпарной аппарат 5 (видеофильм). Полученный плав, содержащий 99,7-99,8% селитры при температуре 175⁰ С проходит фильтр 11 насосом 13 подается в напорный бак 16, а затем в прямоугольную грануляционную башню (видеофильм).

В верхней части башни расположены грануляторы 17, в нижнюю часть подают воздух, охлаждающий падающие сверху капли селитры. Во время падения капель селитры с высоты 50-55 метров при обтекании их потоком воздуха образуются гранулы, которые охлаждают в аппарате кипящего слоя 24. Это прямоугольный аппарат, имеющий три секции и решетку с отверстиями. Под решетку вентиляторами подают воздух. Создается псевдоожиженный слой гранул селитры, поступающих по транспортеру из грануляционной башни. Воздух после охлаждения попадает в грануляционную башню.

Гранулы аммиачной селитры транспортером 25 подают на обработку поверхностно-активными веществами во вращающейся барабан 27. Затем готовое удобрение направляют на упаковку.

Воздух, выходящий из грануляционной башни, загрязнен нитратом аммония, а соковый пар из нейтрализатора содержит непрореагировавший аммиак и азотную кислоту, а также частицы унесенной аммиачной селитры. Для очистки этих потоков в верхней части грануляционной башни расположены промывные скрубберы тарельчатого типа 19,20, орошаемых 20-30% раствором селитры, которая подается насосом 14 из сборника 15. Часть этого раствора отводится в нейтрализатор ИТН для промывки сокового пара, а затем подмешивается к раствору селитры, и, следовательно, используется для выработки продукции. Очищенный воздух отсасывается из грануляционной башни и выбрасывается в атмосферу.

4.3 Первичная проверка знаний ( 7 мин.)

Речь преподавателя:

Теория теорией, но технолог должен уметь читать чертеж с закрытыми глазами. Сейчас проверим, как вы усвоили материал. Работаем в парах. Перед вами «немая схема». Ваша задача за 2 минуты подписать, что скрывается под каждой цифрой: 1 — ? 2 — ? и так далее.

Ответы студентов:

Начинают активно обсуждать, заполняют листы.

Речь преподавателя (через 2 минуты):

Поменяйтесь листочками с соседней партой. Проверяем друг друга. На слайде — правильные ответы.

Нет ошибок — пять. Одна-две ошибки — четыре. Больше — надо повторить. Верните работы. Молодцы, большинство справилось отлично.

Речь преподавателя:

А теперь, чтобы подвести итог нашему знакомству с процессом, я предлагаю вам составить синквейн на тему «Производство аммиачной селитры».

Напоминает структуру синквейна:

• 1 существительное,
• 2 прилагательных,
• 3 глагола,
• фраза из 4 слов,
• 1 синоним-резюме.

Пример возможного ответа студента:

• Селитра.
• Гранулированная, востребованная.
• Нейтрализуют, выпаривают, гранулируют.
• Аммиак и кислоту в удобрение превращаются.
• Технология.

5 Рефлексия. Подведение итогов (3 мин.)

Речь преподавателя:

Давайте вернемся к целям, которые мы ставили в начале урока.
(Обращается к списку целей на доске).

Теперь оцените свою работу. Перед вами «Лестница успеха» на экране:

Поднимите руку и скажите, на какую ступень вы себя поставили?
(Проводит быстрый опрос, анализирует результат).

Спасибо вам за урок. Вы сегодня подтвердили звание будущих технологов. Мне было приятно с вами работать. Занятие окончено. Все свободны.