Vraag 22De productie van propeenoxide
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bij de atoomeconomie kijk je naar welke atomen uit de grondstoffen in de gewenste producten terechtkomen.
- Met de molaire massa's van de stoffen reken je de stofmengde om naar massa.
- Voor de E-factor zet je de hoeveelheid afval af tegen de massa van de gewenste producten.
Hier verliezen leerlingen punten
- Een percentage zonder reden levert bij de atoomeconomie weinig op, dus geef kort aan waarom.
- Zet de molaire massa's en de omrekening naar massa in je berekening, anders is niet na te gaan hoe je aan je getal komt.
- Let op de eenheden, want het afval staat in kg en de producten reken je eerst om naar massa.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Propeenoxide (figuur 1) wordt onder andere gebruikt als grondstof voor de productie van koelmiddelen. Op de uitwerkbijlage bij vraag 24 is het blokschema van een veelgebruikte productiemethode van propeenoxide onvolledig weergegeven. De productie start in reactor 1 (R1) met de reactie van 2-methylpropaan met lucht. Hierbij wordt de stof MPHO gevormd. In figuur 2 is een deel van het mechanisme van deze reactie weergegeven. figuur 2 In het mechanisme komt het MPO-radicaal voor. De structuurformule van dit deeltje is niet weergegeven in figuur 2.
In R1 wordt behalve MPHO ook 2-methylpropaan-2-ol gevormd. Tevens ontstaan hier de belangrijkste nevenproducten propanon en water. Het reactiemengsel afkomstig uit R1 bevat geen zuurstof meer. Het mengsel wordt in scheidingsruimte 1 (S1) gedestilleerd. De gasstroom die S1 verlaat, bevat stikstof, propanon en 2-methylpropaan. De andere stroom is vloeibaar en bevat MPHO, 2-methylpropaan-2-ol en water. Het kookpunt van MPHO is hoger dan dat van 2-methylpropaan-2-ol.
De gasstroom vanuit S1 met stikstof, propanon en 2-methylpropaan wordt naar een koeler geleid. Het propanon wordt vanuit de koeler afgevoerd als afval. De rest van de gasstroom wordt van de koeler teruggevoerd naar R1. Het is noodzakelijk om een deel van de gasstroom die van de koeler naar R1 gaat, af te voeren als afvalstroom.
De vloeistofstroom afkomstig uit S1 wordt doorgevoerd naar reactor 2 (R2). In R2 wordt propeen toegevoegd. MPHO en propeen worden in R2 volledig omgezet tot propeenoxide en (extra) 2-methylpropaan-2-ol (vanaf nu 2-MP-ol). De totaalreactie van het proces in R1 en R2 is hieronder gegeven. totaalreactie C H + O + C H → C H O + C H O 3 6 2 4 10 3 6 4 10 propeen 2-methylpropaan propeenoxide 2-MP-ol De grondstoffen zijn in dit proces zo gekozen, dat niet alleen propeenoxide maar ook het bijproduct 2-MP-ol kan worden verkocht. Bij de gelijktijdige vorming van 1,0·10 3 mol propeenoxide en 1,0·10 3 mol 2-MP-ol ontstaat 7,80 kg afval. Dit afval bestaat uit de afvalstroom vanuit de koeler en vervuild proceswater.
Voer de volgende opdrachten uit: − Geef aan wat de atoomeconomie van de totaalreactie is. − Bereken de E-factor van het totale proces.