能源紧缺和环境污染是制约当今社会经济可持续发展的主要问题,寻找可部分替代化石资源的可再生资源,实现CO2减排和绿色发展具有重要的意义。木质纤维类生物质资源具有清洁、绿色、储量丰富、可再生的优点。利用林木剩余物等木质纤维类生物质资源高效转化制备燃料和高附加值化学品成为当前研究热点,其可以有效解决现有木质纤维热化学转化过程不可控,产物组分复杂,难以高值化利用的问题,对林业剩余物资源高值化利用等具有重要意义。本文以纤维素和木聚糖为模型化合物,深入研究纤维素与木聚糖绿色高效转化制备乙酰丙酸酯和糠醛过程工艺,通过Aspen模拟研究为乙酰丙酸酯及糠醛的分离精制提供可行的工业化方案,以期为木质纤维生物质的工业化应用提供理论依据和技术支撑。主要研究内容如下:1.探究在甲醇/水的复合溶剂体系下,不同反应条件对纤维素液化转化目标产物的选择性规律。通过单因素分析法,探究催化剂种类、反应温度及时间、催化剂用量、水/甲醇比例对主副产物得率的影响。结果表明,纤维素定向液化制备乙酰丙酸/酯的最佳反应条件为:反应温度220℃、反应时间2 h、水/甲醇体积比1:19、Fe PO4用量75%。此时,纤维素的转化率为82.5%,乙酰丙酸及其甲酯、糠醛和甲基葡萄糖苷的产率分别为9.3%、52.9%、7.6%和5.8%。研究液化固体残渣时,发现了结晶态的Fe PO4,表明液化反应后FePO4以重结晶的形式从溶剂体系中分离,分离效率达到80%以上。2.考察在含0.087 5 g/m L Na Cl的四氢呋喃/水（体积比3:1）的复合溶剂体系下,木聚糖定向液化转化为糠醛的规律。通过单因素分析法,探究各因素包括:催化剂种类、反应温度、反应时间、催化剂用量对液化转化的影响。结果表明,木聚糖定向液化制备糠醛的最佳反应条件为:反应温度180℃、反应时间1 h、Fe PO4用量50%。此时,木聚糖的转化率为88.3%,糠醛的产率为82.1%,糠醛的选择性为92.9%。分离液化反应后的Fe PO4,进行催化剂的循环稳定性实验,重复使用5次后,木聚糖的转化率、糠醛得率及选择性分别降低5.5%、9.3%及3.9%。3.利用Aspen plus软件,以葡萄糖和木糖为原料,模拟设计以实现乙酰丙酸及其甲酯、糠醛,甲基葡萄糖苷等主副产物的高效制备和分离为目标的工艺路线。同时,过程中涉及的反应溶剂甲醇和萃取剂三氯乙烯均可高效提纯回收利用,降低成本。最终,模拟工艺路线包括反应及产品粗分离、乙酰丙酸甲酯精制、糠醛精制3部分。分别进行物料衡算和热量衡算,最终年产（以330天计算）乙酰丙酸及其甲酯412.07 t（纯度99.9%）,糠醛35.52 t（纯度98.9%）,甲基葡萄糖苷58.81 t（纯度99.9%）,同时基本实现了甲醇（纯度99.99%）和三氯乙烯（纯度96.31%）的回收。