Vraag 24De productie van propeenoxide
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?
- Bij het blokschema kijk je eerst welke stof elke reactor en scheidingsruimte binnenkomt en verlaat.
- In de tekst staat welke stoffen S1 en de koeler bevatten, dus die zoek je daar op.
- Met de totaalreactie zie je welke stoffen je moet hergebruiken, en waar ze dan naartoe gaan.
- Daarna controleer je of elke stroom een pijl heeft met de juiste stof erbij.
Hier verliezen leerlingen punten
- Een pijl zonder stofnaam levert geen punt op, dus noteer bij elke pijl een naam.
- Let bij de koeler op dat niet elke stroom dezelfde bestemming heeft.
- Vergeet bij het terugvoeren niet de pijl naar de juiste reactor te tekenen.
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.
Water, 2-MP-ol en propeenoxide afkomstig uit R2 zijn volledig mengbaar. In scheidingsruimte 2 (S2) worden deze stoffen door gefractioneerde destillatie gescheiden in drie afzonderlijke stromen. Dat propeenoxide volledig mengbaar is met water, kan onder andere worden verklaard uit de afwijkende bindingshoeken rondom het O -atoom.
In het blokschema ontbreken S2 en enkele stofstromen.
Maak op de uitwerkbijlage het blokschema compleet. − Teken S2. − Teken ontbrekende pijlen en noteer ontbrekende stoffen bij alle pijlen. Houd hierbij rekening met hergebruik van stoffen. − Bij stofstromen aangeduid met een * hoef je niets aan te geven.