سیالات فوقبحرانی دارای خواصی هستند که استفاده از آنها به عنوان محیطی برای انجام واکنشهای شیمیایی مورد توجه است. انجام واکنشهای شیمیایی در شرایط فوقبحرانی موجب حصول مواردی از قبیل تغییر محیط واکنش (خواص حلال) توسط تنظیم فشار, بالا بردن قابلیت حلالیت واکنشدهندهها و محصولات, حذف محدودیتهای انتقال جرم بین فازی روی سرعت واکنش و ادغام دو واحد عملیاتی واکنش و جداسازی میشود. در این رساله, سعی شده تا با ارائهی یک مدل ریاضی مناسب برای رآکتور، عمل اکسیداسیون فنول در آب فوقبحرانی شبیهسازی شده و از این طریق نیاز به انجام آزمایش در شرایط جدید مرتفع شود. به همین منظور، خصوصیات آب فوقبحرانی به عنوان محیط انجام واکنش و کلیات انجام واکنشها در شرایط فوقبحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تأمیم مدل ارائه شده، اکسیداسیون فوقبحرانی فنول در شرایط کاتالیستی و غیرکاتالیستی در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه آزمایشهای صورت پذیرفته تا کنون همگی در رآکتورهای پیوستهی لولهای ایدهآل انجام گرفته است، در مدل ارائه شده نیز همین شرایط در نظر گرفته شده و به منظور تعیین اعتبار مدل مزبور، نتایج پیشبینی شدهی آن با مقادیر آزمایشگاهی تطبیق داده شده است. بر اساس این تطبیق، در بین مدلهای غیر کاتالیستی که شامل واکنشهای شبکهای میباشند, مدل شبکهای "گوپالان و سویج" نسبت به سایر مدلهای همنوع دارای تطابق بیشتری بر دادههای آزمایشگاهی میباشد. میزان خطا برای درصد تبدیل فنول در حدود %5 میباشد. در بین واکنشهای کاتالیستی، تحت شرایط انتخاب متنوع کاتالیست، مدل ارائه شده برای رآکتور بررسی شده که در جریان این امر در بین کاتالیستهای تجاری و متداول در صنعت، CuO/Al 2 O 3 نسبت به سایر کاتالیستها از کارآیی بالاتری برخوردار است. میزان خطا برای درصد تبدیل فنول در شرایط کاتالیستی در حدود %2 است، که این امر خود بیانگر این است که مدل ریاضی برای رآکتورهای کاتالیستی نسبت به مدل ریاضی برای رآکتورهای غیرکاتالیستی به مقادیر حقیقی نزدیکتر است. در بین معادلات سرعت لحاظ شده در مدل ریاضی, معادلهی سرعت توانی, بیش از انواع دیگر معادلات سرعت از قبیل "لانگموئیر- هینشلوود" و "مارس ون- کرولن" به نتایج آزمایشگاهی نزدیکتر است. به طور عمده در اکسیداسیون فوقبحرانی, واکنش بین مواد اولیه کنترلکنندهی سرعت واکنش میباشد. در عین حال در واکنشهای کاتالیستی یک نوع جذب رقابتی بر سطح کاتالیست مشهود است که برای این حالت معادلات "لانگموئیر- هینشلوود" در مدل ریاضی وارد شدهاند. تنها در حالتی که فعالیت کاتالیست خیلی بالا باشد, نفوذ به درون منافذ کاتالیست کنترلکنندهی سرعت واکنش است. اثبات میشود که کاتالیست CARULITE 150 دارای چنین ویژگیای است. مقایسهی نتایج مدل اکسیداسیون فوقبحرانی با نتایج آزمایشات بهدست آمده در شرایط غیر بحرانی نشان میدهد که اکسیداسیون فوقبحرانی نسبت به اکسیداسیون غیر بحرانی دارای درصد تبدیل بالاتر, تنوع کمتر محصولات جانبی, مدلهای شبکهای مختصرتر و تطبیق بهتر با دادههای آزمایشگاهی میباشد. با توجه به نتایج فوقالذکر نتیجهگیری میشود که مدل ریاضی تدوین شده در این تحقیق برای پیشبینی نتایج واقعی آزمایشگاهی قابل اطمینان بوده و پیشبینی مدل به خوبی در چارچوب مقادیر آزمایشگاهی و دقت عمل آن قرار میگیرد.