Vraag 2Afvalhout als grondstof

Caprolactam is een belangrijke grondstof waar onder andere nylon van wordt gemaakt. Tot nu toe werd caprolactam geproduceerd uit aardolie. Vanwege de toekomstige schaarste van aardolie wordt er gezocht naar hernieuwbare grondstoffen voor caprolactam. Een nieuwe ontwikkeling betreft de toepassing van afvalhout als grondstof voor caprolactam. Een belangrijk tussenproduct hierbij is levulinezuur ( C H O ). 5 8 3 De structuurformule van levulinezuur is hieronder weergegeven. O O CH C CH CH C OH 3 2 2 levulinezuur De stappen die verlopen bij de omzetting van afvalhout tot uiteindelijk caprolactam zijn hieronder verkort weergegeven. afvalhout → suikers → levulinezuur → caprolactam Voor de productie van levulinezuur wordt een batch bereid van pulp (gemalen afvalhout), geconcentreerd zwavelzuur en water. Het ontstane reactiemengsel bevat 21 massa% afvalhout en 3,0 massa% zwavelzuur. Een batch bevat 200 kg reactiemengsel.

Een vereenvoudigd en onvolledig blokschema voor de productie van levulinezuur is op de uitwerkbijlage bij vraag 4 weergegeven. Het proces bestaat uit een aantal stappen: − In een mengkamer M wordt de batch bereid, waarna het reactiemengsel naar reactor R1 wordt geleid. − In R1 wordt de cellulose uit de pulp eerst omgezet tot onder andere disachariden zoals maltose. Hieruit worden vervolgens levulinezuur, methaanzuur en water gevormd. Er ontstaan tevens bijproducten. Onder de gebruikte omstandigheden verdampt het ontstane methaanzuur en wordt het afgevoerd uit R1. Het zwavelzuur treedt in R1 op als katalysator.

Geef de vergelijking van de omzetting van maltose tot levulinezuur, methaanzuur en water. − Gebruik molecuulformules. − Gebruik Binas-tabel 67F of ScienceData-tabel 13.1.d.