Voor wie en met wie? - Scheikunde In Bedrijf

Groene chemie
Groene chemie
Een Nieuwe Scheikunde module in ontwikkeling.
Ontwikkelaars:
Miek Scheffers
Kitty Janssen
Arno Verhofstad
Véronique van de Reijt [email protected]
Groene chemie
Programma
• Voor wie en met wie?
• Schema van de module
• De verschillende onderdelen
• Andere modulen in opdracht van de VNCI
Groene chemie
Voor wie en met wie?
• In opdracht van de VNCI
• Samenwerking met Tronox (producent titaanoxide)
• Samenwerking met TU Delft; Prof. I. Arends
• Voor leerlingen van 5 HAVO / VWO
Groene chemie
Module schema
Contextvraag:
Wat betekent groene chemie bij de keuze van
een productiemethode? Welke aspecten zijn dan
van belang en hoe weeg je die tegen elkaar af?
Kanjeronderwerpen
- Ionische vloeistoffen
- LCA
Toepassen
Atoomefficiency
•Casus: Adipinezuur
• rol katalysator
•Atoombalans
•E-factor
Introductie
•Processchema
•Energiebalans
• Principes groene chemie
• Blauwe fles
Proceschemie
•Batch/Continu
•Stofstromen/Temperatuur
•Reactoren /
scheidingsprocessen
Energiebalans
•Q=m·c·ΔT
•Reactiewarmte
•Vormingswarmte
•Casus: Titaandioxide
•Atoombalans
•Processchema
•Energiebalans
•Recyclestromen
•Nieuwe ontwikkelingen
Toetsing
Groene chemie
Introductieles
• Verkenning van de Chemische Industrie
• Principes Groene Chemie
• Principes toepassen a.d.h.v. een experiment  Blauwe fles
Groene chemie
Principes Groene Chemie
1. Preventie
2. Atoomeconomie.
3. Minder gevaarlijke chemische productiemethoden
4. Ontwikkelen van veiliger chemische stoffen
5. Veiliger oplosmiddelen
6. Energie-efficiënt ontwerpen
7. Gebruik van hernieuwbare grondstoffen
8. Reacties in weinig stappen
9. Katalyse
10. Ontwerpen met het oog op afbraak
11. Tussentijdse analyse met het oog op preventie van milieuverontreiniging
12. Veiliger chemie om ongelukken te voorkomen
1. Prevent wastes
2. Renewable materials
3. Omit derivatization steps
4. Degradable chemical products
5. Use safe synthetic methods
6. Catalytic reagents
7. Temperature, Pressure ambient
8. In-Process Monitoring
9. Very few auxiliary substances
10. E-factor, maximize feed product
11. Low toxicity of chemical products
12. Yes it’s safe
Groene chemie
Atoomeconomie
(molecuul)massa gewenste stof
Atoomeconomie=
(molecuul)massa totaal ontstane stof
Groene chemie
E-factor
Kg afval
E-factor =
Kg gewenst product
Ontwikkeld door Prof. Roger Sheldon van de TU Delft
Industrie
Productie (ton)
E-factor (kg afval/kg prod)
Olie industrie
106-108
< 0,1
Bulk chemie
102-106
< 1-5
Fijn chemie
102-104
5 .. 50
Farmaceutische industrie
10-103
25 .. >100
Vervuilingscoefficient Q
Hieronder verstaan we de mate waarin een stof
vervuilend/gevaarlijk is.
Bv:
Water
Niet schadelijke zouten zoals NaCl
Giftige producten
Q=0
Q=1
Q=100 .. 1000
Groene chemie
Energiebalansen
• Energiebalansen van fysische processen
 verwarmen/afkoelen
 faseverandering
• Energiebalansen van chemische processen
 vormingswarmte
 reactiewarmte
• Warmtewisselaars
Groene chemie
Proceschemie
• Procesindustrie
• Blokschema’s
• Batch en continuprocessen
• Typen reactoren
• Scheiden en recyclen
• Massa- en energiebalansen
 Telkens de link naar duurzame ontwikkelingen
Groene chemie
Casussen
Product
• Verschillende syntheseroutes: titaandioxide en/of adipinezuur
• Processchema
• Procesgegevens
Eindopdracht
• Bepaal de atoomeconomie en de E-factor van beide processen.
• Bereken van verschillende processtappen de energie-efficiency.
• Beargumenteer aan de hand van de 12 principes van groene chemie
welke syntheseroute het “groenst” is.
Groene chemie
Kanjeronderwerpen
• LCA; life cycle analysis
• Ionische vloeistoffen
Groene chemie
Duurzame module; vele mogelijkheden
• Groene experimenten zo in te voegen
• Atoomeconomie, Energiebalansen, Proceschemie (keuze mogelijk t.a.v. volgorde)
• Nieuwe Groene Syntheseroute dan nieuwe casus
• Meerdere casussen of niet
• Groepswerk of individueel
Groene chemie
Overige VNCI modulen in ontwikkeling
• Kunstmest (coach Rony Grooten)
• Nanochemie (coach Arjan van Dreumel)
• Antibiotica (coach Arne Mast)
• Biotechnologie (coach Aonne Kerkstra)
• Zelfherstellende materialen (coach Jan de Gruijter)
• www.scheikundeinbedrijf.nl
• info VNCI modulen Nieuwe Scheikunde [email protected]