Ethanol: Zuivering
Hoe zuiveren we de ethanol? Eerst oefenen met blokschema's
Nu de optimale reactiecondities zijn ingesteld, biedt dit de beste voorwaarden voor een goede opbrengst.
Maar hoe krijgen we nu een zuivere opbrengst? Dus de gewenste stof gescheiden van alle andere stoffen...
Hiervoor is het belangrijk dat het ontwerp van de ethanol productielijn goed in elkaar zit.
Het proces-ontwerp geven we weer in een blokschema. Weet je inmiddels hoe dat werkt?
Als je al in de Bleekmiddel-ruimte hebt gewerkt, weet je al veel van blokschema's en is onderstaande een extra training in blokschema's.
Samengevat bestaat een blokschema grofweg uit twee elementen: blokken die een bewerkingsproces of reactie voorstellen en verbindingspijlen die de stofstromen aangeven en de richting van de stofstromen.
Bij de verbindingspijlen worden de namen of de formules genoemd van de stoffen/deeltjes die van het ene naar het andere blok gaan.
Laten we je inzicht in het interpreteren van blokschema's oefenen aan de hand van de productie van 1,2-epoxypropaan, een goedje dat ze in een naburige fabriek produceren.
1,2-Epoxypropaan is interessant spul. Het wordt gebruikt als race-brandstof, brandstof voor modelvliegtuigjes, maar ook om rauwe amandelen of pistachenoten te ontdoen van eventuele infecties met Salmonella.
Hou jij van noten?
Goed, sinds kort gebruikt de fabriek een nieuw ontwikkelde methode: propeen laten reageren met waterstofperoxide. Die waterstofperoxide kopen ze van ons.
Dit is de reactievergelijking: CH3CH=CH2 + H2O2 → CH3CHCH2O + H2O
En dit is de opzet van het blokschema, één reactieruimte en één scheidingsruimte:
OK, denk eens mee aan de hand van de volgende vragen:
Wat is C en wat is E?
|
C is de scheidingsruimte en E is de reactieruimte | |
|
C is de reactieruimte en E is de scheidingsruimte
| |
|
C is de reactieruimte en E is de scheidingsruimte, maar zou ook nog een reactieruimte kunnen zijn
|
Wat moet er bij A en B gebeuren?
|
Bij A wordt propeen ingeleid en bij B waterstofperoxide
| |
|
Bij B wordt propeen ingeleid en bij A waterstofperoxide
| |
|
Het maakt niet uit in welke pijpleiding propeen of waterstofperoxide gaat, de ene in A en de andere in B
|
En wat moet er komen te staan bij D?
CH3CH=CH2
| |
H2O2
| |
CH3CHCH2O
| |
H2O
| |
Goed, nu de scheiding.Bij F wordt het gewenste product, 1,2-epoxypropaan afgevoerd. Wat stroomt er bij G en H?
|
Bij G wordt water afgevoerd en bij H niet gereageerd propeen en waterstofperoxide.
| |
|
Bij G wordt niet gereageerd propeen en waterstofperoxide afgevoerd en bij H water.
|
Activiteit
OK.
Op papier ziet het blokschema er mooi uit. In de praktijk is het wat
complexer.
Heb je je namelijk al afgevraagd welke scheidingsmethode
geschikt is eigenlijk voor deze productie?
Denk daar eens over na en schrijf daarna je ideeën over de geschikte scheidingsmethode in je labjournaal.
Hier heb je trouwens nog wat gegevens van de stoffen:
| Stof | kookpunt (°C) |
dichtheid (g mL-1) |
| propeen | -47,6 | 1,81 10-3 |
| waterstofperoxide | 160,2 | 1,450 |
| 1,2-epoxypropaan | 34 | 0,83 |
| water | 100 | 0,998 |
Je kunt kiezen uit scheidingsmethoden op basis van temperatuur of dichtheid.
Gebruik bovenstaande gegevens en je gezonde verstand over oplosbaarheid om een geschikte methode te kiezen. Ga je 1 of 2 scheidingsruimten gebruiken?Ik ben benieuwd naar je antwoord en lees het graag in je labjournaal.