Groene chemie Een Nieuwe Scheikunde module in ontwikkeling

Groene chemie Een Nieuwe Scheikunde module in ontwikkeling. Ontwikkelaars: Miek Scheffers Kitty Janssen Arno Verhofstad Véronique van de Reijt v. vandereijt@fontys. nl

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 Introductie • Atoombalans • E-factor • 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 Na. Cl Giftige producten Q=0 Q=100. . 1000

Groene chemie Energiebalansen • Energiebalansen van fysische processen Ø verwarmen/afkoelen Ø faseverandering • Energiebalansen van chemische processen Ø vormingswarmte Ø 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 p. sloet@c 3. nl