H14 Groene chemie in de industrie
14.1 Van aardgas tot synthesegas
Synthesegas is een mengsel van waterstof en koolstofmonooxide. Het is de basis voor bijvoorbeeld
dieselolie, azijnzuur en kunstmest en wordt gemaakt uit fossiele brandstoffen en uit biomassa. De
bereiding uit methaan gebeurt via stroomreforming: proces waarbij koolwaterstoffen met stoom
reageren. Je kan stroomreforming in een blokschema weergeven, maar in werkelijkheid is het
ingewikkelder, het is namelijk een evenwichtsreactie. CH 4 (g) + H2O (g) dubbele pijl CO(g) + 3H2 (g).
Hoe hoger de temperatuur, hoe meer synthese gas want de reactie naar rechts is endotherm. Voor
de vorming gebruiken ze hoge druk, de reactor hoeft daardoor niet groot te zijn, is goedkoper en
sneller. Er treden ook nevenreacties op met als ongewenst product: koolstofdioxide. Dit moet
gescheiden worden. In een industrieel proces zorgen warmtewisselaars voor het koelen of
opwarmen van stoffen. Ook bij het vormen van synthesegas uit biomassa ontstaat koolstofdioxide en
dat moet ook gescheiden worden. In plaats van CH 4 (g) wordt er bijvoorbeeld C (hout) gebruikt. Dit
materiaal (C) wordt eerst vergast -> ruwsynthesegas, dit wordt samengeperst in de compressor en
dan wordt het gezuiverd. Zorg dat je de begrippen kent en het verhaal begrijpt, je hoeft dit niet te
stampen.
Maar wat is nou beter, methaan of biomassa? We kijken steeds meer naar duurzaamheid, we gaan
uit van groene chemie: het gebruik en ontstaan van schadelijke stoffen minimaliseren. Er zijn 12
principes in Binas 97F. 1 punt daarvan is atoomeconomie: het eindproduct moet zoveel mogelijk
atomen van de grondstoffen bevatten. Efficiënt energiegebruik is bijvoorbeeld lage druk en lage
temperatuur.
14.2 Van synthesegas tot methanol
Methanol kan je make uit synthesegas. CO(g) + 2H2 Dubbele pijlen CH3OH (l). In een blokschema
gebruik je grafische symbolen voor de apparaten die in de chemische industrie worden gebruikt,
deze staan in Binas 38B1. De cijfers staan voor belangrijke handelingen. Een warmtewisselaar
bestaat uit buizen omgeven door een mantel. Er lopen 2 stromen doorheen, de ene stroom warmt
het mengsel op en de ander koelt het af. Je hebt ook een compressor en condensor.
Welke scheidingsmethode geschikt is bij een stof hangt samen met de vraag of het mengsel
homogeen of heterogeen in. Bij een homogeen mengsel kun je de bestanddelen niet onderscheiden
met het blote oog, bij heterogeen wel. Zie ook blokschema op blz 168 om te checken of alles
duidelijk is.
Homogene mengsels:
Methode Berust op Voorbeeld
Indampen (kristallisatie) Verschil in kookpunt Winning van zout uit pekel
Adsorberen Verschil in aanhechting Verwijderen van olie op zee met
doeken
Destilleren Verschil in kookpunt Zuivering van glycerol
Heterogene mengsels:
Methode Berust op Voorbeeld
Extraheren (wassen) Verschil in oplosbaarheid Winning van suiker uit bieten
Centrifugeren Verschil in dichtheid Scheiding isotopen
Bezinken Verschil in dichtheid en Bezinken van slib tijdens de
14.1 Van aardgas tot synthesegas
Synthesegas is een mengsel van waterstof en koolstofmonooxide. Het is de basis voor bijvoorbeeld
dieselolie, azijnzuur en kunstmest en wordt gemaakt uit fossiele brandstoffen en uit biomassa. De
bereiding uit methaan gebeurt via stroomreforming: proces waarbij koolwaterstoffen met stoom
reageren. Je kan stroomreforming in een blokschema weergeven, maar in werkelijkheid is het
ingewikkelder, het is namelijk een evenwichtsreactie. CH 4 (g) + H2O (g) dubbele pijl CO(g) + 3H2 (g).
Hoe hoger de temperatuur, hoe meer synthese gas want de reactie naar rechts is endotherm. Voor
de vorming gebruiken ze hoge druk, de reactor hoeft daardoor niet groot te zijn, is goedkoper en
sneller. Er treden ook nevenreacties op met als ongewenst product: koolstofdioxide. Dit moet
gescheiden worden. In een industrieel proces zorgen warmtewisselaars voor het koelen of
opwarmen van stoffen. Ook bij het vormen van synthesegas uit biomassa ontstaat koolstofdioxide en
dat moet ook gescheiden worden. In plaats van CH 4 (g) wordt er bijvoorbeeld C (hout) gebruikt. Dit
materiaal (C) wordt eerst vergast -> ruwsynthesegas, dit wordt samengeperst in de compressor en
dan wordt het gezuiverd. Zorg dat je de begrippen kent en het verhaal begrijpt, je hoeft dit niet te
stampen.
Maar wat is nou beter, methaan of biomassa? We kijken steeds meer naar duurzaamheid, we gaan
uit van groene chemie: het gebruik en ontstaan van schadelijke stoffen minimaliseren. Er zijn 12
principes in Binas 97F. 1 punt daarvan is atoomeconomie: het eindproduct moet zoveel mogelijk
atomen van de grondstoffen bevatten. Efficiënt energiegebruik is bijvoorbeeld lage druk en lage
temperatuur.
14.2 Van synthesegas tot methanol
Methanol kan je make uit synthesegas. CO(g) + 2H2 Dubbele pijlen CH3OH (l). In een blokschema
gebruik je grafische symbolen voor de apparaten die in de chemische industrie worden gebruikt,
deze staan in Binas 38B1. De cijfers staan voor belangrijke handelingen. Een warmtewisselaar
bestaat uit buizen omgeven door een mantel. Er lopen 2 stromen doorheen, de ene stroom warmt
het mengsel op en de ander koelt het af. Je hebt ook een compressor en condensor.
Welke scheidingsmethode geschikt is bij een stof hangt samen met de vraag of het mengsel
homogeen of heterogeen in. Bij een homogeen mengsel kun je de bestanddelen niet onderscheiden
met het blote oog, bij heterogeen wel. Zie ook blokschema op blz 168 om te checken of alles
duidelijk is.
Homogene mengsels:
Methode Berust op Voorbeeld
Indampen (kristallisatie) Verschil in kookpunt Winning van zout uit pekel
Adsorberen Verschil in aanhechting Verwijderen van olie op zee met
doeken
Destilleren Verschil in kookpunt Zuivering van glycerol
Heterogene mengsels:
Methode Berust op Voorbeeld
Extraheren (wassen) Verschil in oplosbaarheid Winning van suiker uit bieten
Centrifugeren Verschil in dichtheid Scheiding isotopen
Bezinken Verschil in dichtheid en Bezinken van slib tijdens de
