ABSTRACT
L’effet de la densité sur la réactivité du 2-propanol dans l’eau supercritique (SCW) a été étudié dans un réacteur batch agité présentant une injection directe de petites quantités de liquides organiques directement dans l’environnement supercritique. Le substrat passe de la température ambiante aux conditions supercritiques en ≤200 ms, ce qui évite les interférences de la chimie de l’eau chaude sous-critique et permet d’isoler la réactivité dans la région SCW. L’échantillonnage en ligne à micro-échelle permet d’analyser le produit sans perturber de manière significative les conditions de réaction. A des densités de 0,24 g cm-3 à 0,58 g cm-3, la réaction principale du 2-propanol est la déshydratation pour donner du propène et de l’eau. La réaction atteint l’équilibre dans des temps allant de quelques minutes à des dizaines d’heures, la vitesse dépendant fortement de la densité de l’eau. Ce phénomène a été étudié à des densités d’eau comprises entre 0,24 g cm-3 et 0,58 g cm-3 et à des températures comprises entre 654 K et 686 K. Il est postulé qu’une grande partie de l’augmentation de la vitesse avec la densité est due à l’importance croissante des processus ioniques et de la catalyse acide en raison de la dissociation croissante de l’eau qui se produit à des densités plus élevées. La stabilisation des états de transition à charge séparée due au changement de la constante diélectrique de l’eau avec la densité pourrait également être importante. Certaines implications concernant la mise à l’échelle de la technologie SCW basée sur des données provenant de petites études à l’échelle du laboratoire sont discutées.