作为一种在世界各地广泛存在的绿色能源,木质纤维素具有极高的利用价值。传统工艺处理木质纤维素所需周期较长。通过超临界水水解木质纤维素具有反应时间短、转化率高、绿色环保无污染、无需催化剂等优点。本论文建立了一套通过超临界水连续快速水解木质纤维素的装置,对麦麸与玉米芯这两种原料的水解过程进行了研究,并分析了木质纤维素的水解机理与水解动力学,具体研究内容如下:首先,本课题组自行搭建高温、高压的超临界水水解木质纤维素装置,一端以超临界水为连续相,另一端使用高压恒流泵输送浆料,实现木质纤维素直接转化为高附加值化学品,结果表明实验工艺可控,重现性较好。其次,实验以超临界水为溶剂,麦麸和玉米芯为原料,分别考察了水解温度(380-410°C)、反应时间(0.3-0.6 s)、浆料浓度(0.1-0.4 wt%)对乙醇醛的收率和占产物质量比影响,对于麦麸还考察了反应压力(24-27 MPa)水解产物的收率和占产物质量比影响,并进一步分析最佳条件下两种原料的转化率。接着,利用高效液相色谱对水解产物进行表征和分析,证实麦麸和玉米芯的主要水解产物为乙醇醛,确定了工艺条件对两种原料的水解规律,两种原料制备乙醇醛的最佳工艺条件均为水解温度400°C,麦麸浆料浓度0.3%,反应时间0.5 s,反应压力为26 MPa。在此条件下,麦麸水解时乙醇醛占产物质量比与收率分别为18.6%和16.8%,转化率为87.5%;而玉米芯水解时乙醇醛占产物质量比与收率分别为16.2%和14.2%,转化率为87.5%。最后,借助水的不同物性参数的经验公式,考察了临界点附近水的物性参数随着温度与压力的变化情况,结合实验结果分析超临界水水解木质纤维素的影响规律,建立木质纤维素的水解动力学模型,分别计算和分析超临界水水解木质纤维素的水解速率常数和活化能,以期精确调控物性参数实现目标产物的最大化。