第22卷第5期化学反应工程与工艺Vol22,No5.pdf

第 22 卷第 5 期 化学反应工程与工艺 Vol 22 , No 5 2006 年 10 月 Chemical Reaction Engineering and Technolo gy Oct . 2006 文章编号 : 1001 - 7631 (2006) 05 - 0472 - 04 研究简报 高温液态水中木糖无催化分解反应动力学 荆 　琪 　 吕秀阳　袁 　磊 (浙江大学二次资源化工国家专业实验室 , 浙江 　杭州 　3 10027) 摘 要 : 研究了压力 10 MPa 、温度 180～120 ℃下木糖在高温液态水中的无催化分解反应动力学 。实验结 果表明, 在无任何催化剂条件下 , 木糖能顺利进行分解反应 。在实验范围内, 木糖分解反应的活化能为 123 . 27 kJ / mol 。另外 , 对不同温度下反应时间对木糖分解的主要产物糠醛收率的影响进行了考察 。通过 控制反应条件可以有选择性地调节产物分布 。 关键词 : 高温液态水; 木糖; 分解; 反应动力学 中图分类号 : O643 . 12 ; TQ036 ; TQ037 　　文献标识码 : A 半纤维素是植物生物质中主要组成部分之一 , 约 占生物质资源的 30 % 。半纤维素水解的主要产 物为木糖 , 木糖进一步分解得到糠醛 。目前主要采用酸/ 碱催化水解和酶催化水解过程 , 但是酸/ 碱催 化水解过程存在对设备腐蚀严重且产生大量废渣污染环境等问题 , 而酶水解速度慢 、成本较高 。高温 [ 1 ] 液态水 是指温度在 180 ℃以上的压缩液态水 , 其自身具有酸催化和碱催化功能 , 利用高温液态水无 催化水解生物质资源的研究主要集中在纤维素及其分解产物 ( 己糖) 的分解机理和动力学 [2～5 ] , 而 对于高温液态水中半纤维素分解反应动力学研究较少[ 6～9 ] 。 木糖是半纤维素水解的重要中间体 , 因此研究木糖在高温液态水中无催化分解动力学和机理 , 对 [ 8 ] 阐明高温液态水中半纤维素分解动力学和机理具有非常重要的意义 。A nt al 等 研究了 250 ℃高温液 态水中, 无酸催化及硫酸催化下木糖脱水反应的产物分布和反应机理 。结果表明 , 高温液态水中木糖 [9 ] 主要发生闭环脱水反应生成糠醛和环断裂反应生成乳酸 、甘油醛和羟基乙醛等产物 。Sa saki 等 利用 ( ) ( ) 流动式连续反应器研究了近 超