Vraag 4DME uit koolstofdioxide
Uitwerkbijlage
Print de uitwerkbijlageDeze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.
Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bekijk eerst per reactor welke stoffen erin gaan en welke eruit komen.
- Denk na over wat S1 scheidt en of een van die stoffen later opnieuw nodig is.
- Bij S2 zoek je de kookpunten van DME, methanol en water op in Binas en bepaalt daaruit de volgorde van de uitstromen.
- Controleer tot slot of elke pijl een stof heeft en of de stofstromen op hun plek aansluiten.
Hier verliezen leerlingen punten
- Bij elke stofstroom hoort een pijl met de stof erbij, ook bij de terugvoer, anders krijg je geen punten.
- Let bij de uitstromen van S2 goed op de volgorde van kookpunten, want een verkeerde volgorde telt als fout.
- Zet de stofstromen van DME en methanol bij de juiste uitgang, zodat duidelijk is welke fractie waar uitkomt.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
De stof methoxymethaan (DME, zie de figuur) staat figuur in de belangstelling als brandstof. DME kan namelijk worden gemaakt op basis van uitsluitend koolstofdioxide en waterstof. In een onderzoek is een voorstel voor een productieproces onderzocht. Dit proces is opgebouwd uit twee opeenvolgende reacties, die hieronder zijn weergegeven. CO (g) + 3 H (g) CH OH (g) + H O (g) (reactie 1) 2 2 3 2 2 CH OH (g) CH –O–CH (g) + H O (g) (reactie 2) 3 3 3 2 De vormingswarmte van DME bedraagt –1,84∙10 5 J mol –1 .
Op de uitwerkbijlage bij vraag 4 staat een onvolledig blokschema van de productie van DME volgens het ontwerp van de onderzoekers. In reactor 1 (R1) treedt reactie 1 op. In scheidingsruimte 1 (S1) wordt de stofstroom gescheiden die afkomstig is uit R1. Water met de bijproducten verlaat S1 aan de onderzijde. Het methanol dat in R1 is gevormd, wordt doorgevoerd naar reactor 2 (R2). In R2 treedt reactie 2 op. Zowel in R1 als in R2 heerst een hoge temperatuur. Hierdoor is in beide reactoren de reactiesnelheid hoog. Ook zijn hierdoor de insteltijden van de evenwichten kort. De druk in beide reactoren is niet gelijk. In R1 moet de druk hoog worden gehouden voor een zo hoog mogelijk rendement.
Het mengsel dat afkomstig is uit R2 wordt in scheidingsruimte 2 (S2) gedestilleerd om het DME te scheiden van de rest van het mengsel. Het mengsel wordt in S2 gescheiden in drie fracties: DME, methanol en water.
Maak het blokschema op de uitwerkbijlage compleet. − Teken ontbrekende pijlen en noteer ontbrekende stoffen bij alle pijlen. Houd hierbij rekening met hergebruik van stoffen. − Neem aan dat in R2 geen bijproducten ontstaan. − Stoffen met een laag kookpunt komen in S2 hoger uit de destillatiekolom dan stoffen met een hoog kookpunt. Gebruik Binas-tabel 42 of ScienceData-tabel 8.3.