ABSTRACT
Het effect van dichtheid op de reactiviteit van 2-propanol in superkritisch water (SCW) is onderzocht in een geroerde batchreactor met directe injectie van kleine hoeveelheden organische vloeistoffen direct in de superkritische omgeving. Het substraat wordt in ≤200 ms van omgevingstemperatuur naar superkritische toestand gebracht, waardoor interferentie van subkritische heetwaterchemie wordt voorkomen en men de reactiviteit in het SCW-gebied kan isoleren. On-line bemonstering op microscopische schaal maakt productanalyse mogelijk zonder de reactieomstandigheden noemenswaardig te verstoren. Bij dichtheden van 0,24 g cm-3 tot 0,58 g cm-3 blijkt de hoofdreactie van 2-propanol dehydratie te zijn waarbij propeen en water ontstaan. De reactie bereikt een evenwicht in tijden van enkele minuten tot tientallen uren, waarbij de snelheid sterk afhankelijk is van de waterdichtheid. Dit verschijnsel werd onderzocht bij waterdichtheden tussen 0,24 g cm-3 en 0,58 g cm-3 en temperaturen tussen 654 K en 686 K. Gesteld wordt dat een groot deel van de toename van de snelheid met de dichtheid te wijten is aan het toenemende belang van ionische processen en zure katalyse als gevolg van toenemende dissociatie van water die optreedt bij hogere dichtheden. Stabilisatie van ladingsgescheiden overgangstoestanden als gevolg van de verandering in de diëlektrische constante van water met de dichtheid zou ook belangrijk kunnen zijn. Enkele implicaties met betrekking tot de opschaling van SCW-technologie op basis van gegevens uit kleine laboratoriumstudies worden besproken.