总结了不同尺度分子模拟技术在化工中的发展现状，利用量化计算的方法，可以研究纳微尺度表界面的活性及其对催化反应的影响。采用分子动力学模拟可很方便地研究受限条件下流体行为，采用粗粒化模拟技术可研究介观结构。最后介绍了反应力场模拟这种涵盖反应和传递的模拟新方法。随着模拟理论和并行技术的进步，分子模拟的定量化程度越来越高，必将与化工应用的实验结果越来越有可比性，从而在化工生产和实践中担当更重要的角色。

微观动力学研究包含微观动力学分析和催化反应综合两个组成部分，是揭示多相催化反应机理和筛选固体催化剂的重要手段。密度泛函理论的进展和应用使得动力学分析能够半定量地描述复杂过程的反应动力学，并确定标识催化反应活性的描述符及其最优范围。催化反应综合可以在大量候选催化材料中筛选出具有更高活性、选择性、稳定性和更加廉价的多组分催化剂。密度泛函理论计算与微观动力学研究相结合为理性催化剂设计提供了一条崭新的途径。

综述了离子液体中卤键作用的理论研究进展，展望了卤代离子液体在酸性气体吸收中的应用潜力。相对于离子液体中的氢键作用，阴阳离子间的卤键作用具有很强的方向性。卤代离子液体中存在卤键环状结构，其阳离子中的卤素原子可以与CO₂分子之间形成X???O型弱相互作用，因而CO₂气体在卤代离子液体中的溶解度可能增加。鉴于卤代离子液体特殊的结构和性质，今后应该侧重于研究其结构与性能之间的关系、动力学行为以及酸性气体在其中的溶解机制等。

针对工业中广泛应用的Phillips铬系乙烯聚合催化剂和铬系乙烯选择性齐聚催化体系，从分子模拟角度对近期相关研究进展进行综述。主要介绍了分子模拟在Phillips铬系催化剂诱导期内乙烯聚合活性中心向乙烯易位活性中心转换机理、Ti改性Phillips铬系催化剂的乙烯聚合行为、Cr(III) 2-EH/PIBAO/DME体系乙烯聚合和三聚转换机理以及Cr-SNS体系去质子化对乙烯三聚活性的影响等方面的研究进展。通过计算机分子模拟和实验手段相结合，可以获得对催化反应机理更为深刻的认识，从而为新型催化剂的设计与开发提供理论指导。

综述了基于聚合反应机理、面向聚合物链结构的聚合反应过程模型化方法。分别介绍了聚合物分子量及其分布、共聚物组成以及序列结构分布的模型，回顾比较了各模型发展历程与应用。指出在规模化聚合物生产过程中面向链结构建模的重要性，面向序列结构分布建模是烯烃聚合反应过程模型化领域的重要发展方向。

综述了气-液-固三相搅拌槽反应器模型和模拟的研究进展。讨论了可用于气-液-固三相流的模拟方法，三相流模型适合于气-液-固三相搅拌槽反应器的数值模拟。给出了气-液-固三相搅拌槽反应器数值模拟的研究进展，目前研究中还缺乏基于机理的相间作用力模型，常用的湍流模型不能描述搅拌槽内的各向异性，没有局部性质的实验数据导致气-液-固三相搅拌槽反应器的模型和模拟无法得到充分验证。建议在今后的研究中构建“两尺度”气-液-固三相湍流单元胞模型，扩展两流体显式代数应力模型为三流体模型，开发局部照相探针技术及相应的图像处理软件。

介绍了如何运用计算流体力学（CFD）方法对石油化工中的催化裂化、催化重整和烃类裂解制乙烯等典型过程进行模拟研究。首先分析各过程的流动、传递和反应特征，然后基于CFD方法建立可准确描述反应器特性的数学模型，应用这些数学模型对工业反应器进行模拟分析，获得反应器内部详细的速度、温度和浓度分布，揭示这些过程中流动、传递与化学反应规律以及相互之间的耦合机制，指导工业生产过程的科学设计、问题诊断和操作优化。

综述了多种本质安全化设计方法和策略，并介绍了多种描述不同反应路径中有害物质潜在威胁的定量评价指数。由于化工过程的复杂性，通常存在多个稳态操作点，而这些稳态点的稳定性也不尽相同；另一方面，位于奇异点附近的操作点可能会自动引发系统的振荡现象，降低系统的稳定性，影响产品的质量。为解决这一问题，探索设计了定量表征稳定的稳态点的稳定性的方法，用于考虑稳定性的化工过程的优化设计；针对振荡现象，提出了将这类奇异点所在范围作为约束条件来考虑的流程设计方法。

对分子结构产品质量进行直接预测与优化是工业界迫切需要解决的技术难题。围绕分子结构产品质量指标，面向多产品生产序列决策和切换策略优化，基于过程系统的严格机理模型以及动态优化的完全离散化求解方法，阐述需完成的研究任务。在分析相应动态问题特性的基础上，提出了过程系统模拟、模型修正和切换优化方面存在的研究难点及蕴含的科学问题，概述了相关的研究方法与成果。最后展望了该动态优化问题在构造、分析和求解方面的研究发展。

首先回顾了上世纪80 年代初期提出的以夹点技术和数学规划法为代表的经典换热网络集成优化方法，进而分别论述了近期换热网络集成优化的主要进展，包括考虑压降、结垢和换热器详细设计等实际问题的换热网络集成优化方法；针对不断升级的环境问题，考虑全生命周期分析、二氧化碳捕集和水系统的换热器网络集成优化方法；以及为进一步提升能量利用效率，将换热网络的边界扩展至多个装置，甚至工业园区的能量系统优化方法。最后展望了今后换热网络集成优化的发展趋势与方向。

首先介绍了化工过程运行优化的历史发展，阐述了工业过程运行优化的系统结构，对常规控制层、先进控制层、实时优化层、调度层和计划层分别作了说明，重点讨论了实时优化的研究热点；接着分析了实时优化和调度计划层的三类典型优化问题，即多目标优化、混合整数非线性规划以及动态优化；最后探讨了运行优化研究与应用在大规模化工过程建模和协同优化控制等方面所面临的挑战。