为了考察多射流锥形对撞煤加氢气流床内的冷态流场情况，以3 t/d的热态煤加氢气化炉为依据建立了气流床冷模装置。使用三维动态颗粒分析仪（3D-PDA）对气流床内的速度场进行了测量，同时使用Fluent软件，采用κ-ε模型对气流床内的流动情况进行了模拟研究，模拟结果与实验结果能较好地吻合。结果显示：多射流锥形对撞气流床内的流体流动分为对撞区、射流区、回流区和管流区，在考察范围内，随着进气速度的增加，回流区的体积占比先增大后减小；随中心喷嘴携带气速度的增加，射流区速度增大，且较进气速度的影响更为敏感；适当增加进气角度，则会降低射流区速度，增大回流区体积。

为了开发新的乙氧基化工艺，提出和建立了三段管式反应器中试装置，用于乙醇乙氧基化反应合成乙二醇单乙醚（EGMEE）的模型开发和实验研究，并在Aspen Plus软件平台上开展了装置运行的模拟研究。考察了环氧乙烷（EO）加料位置、进料流量、醇烷比和换热方式等关键操作条件对环氧乙烷转化率、目标产物选择性及反应器热点温度的影响规律，得到优化的操作模式和操作参数。研究表明：管式反应器内反应和换热呈现复杂的耦合行为，沿管EO浓度分布是影响原料转化率、乙二醇单乙醚选择性、反应热移出和装置安全性的关键因素，采用EO多段加料和反应器多段冷却是提高装置稳定性和安全性的重要措施。

乙醇制备乙烯、C_4~7的烷烃和烷基苯等基本化学品是补充或替代化石能源的一条有效途径。本工作研究了ZSM-5作为催化剂，在固定床管式反应器中将乙醇转化为气相轻烃和液相混合烃过程，考察了反应温度、质量空速和反应压力对液相烃收率的影响，以及反应温度对催化剂使用寿命的影响。实验表明：在反应温度390 ℃，质量空速(WHSV) 7.10 h^-1和反应压力2.50 MPa的条件下，乙醇转化为气相轻烃、液相烃和水的收率分别是38.40%、22.60%和39%；气相轻烃的主要成分是乙烯，含量92.30%，液相混合烃由20.74%的C_4~7的烷烃，72.09%的C_7~11的烷基芳烃和4.99%的C_11~14的烷基萘组成。在8 h的连续反应中催化剂的催化性能无明显下降。

为强化SAPO-34分子筛内传质过程，增强其酸性位的可接近性，以原位碳化的蔗糖为硬模板，采用双结构导向剂（四乙基氢氧化铵、吗啡啉），通过干凝胶方法合成了多级孔道SAPO-34分子筛。使用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及氮气物理吸附对分子筛结构进行表征，并进行了低密度聚乙烯热解性能考评。结果表明，合成的多级孔道SAPO-34晶体具有纳米尺寸，含有晶内介孔，介孔体积达 0.41 cm³/g。四乙基氢氧化铵具有促进成核的作用，使晶体尺寸降低。结晶过程中纳米晶体对碳模板的包裹造成了晶内介孔的形成。该分子筛在低密度聚乙烯热解反应中T₅₀温度显著降低，说明其具有更多可接近的酸性位。

以超稳SSY分子筛负载Ni-W制得加氢裂化催化剂，用于加氢裂化生物正构烷烃（C₁₆、C₁₈），得到以煤油和汽油为主的液体生物燃料，可以提高中油组分收率。通过氮气物理吸附，扫描电镜（SEM），X射线光电子能谱（XPS）等分析手段对催化剂进行了表征。在微型固定床连续加氢裂化反应器上，考察了反应条件对单程转化率和煤油/汽油质量比的影响规律。结果表明：255 ℃、1.0 MPa、质量空速为0.33 h^-1、氢油比为4 000:1的反应条件下，单程转化率达到60%以上，煤油与汽油质量比超过2.0。Ni-W/SSY催化剂活性高，可以用于长链烷烃加氢裂化制备煤油组分为主的液体燃料。

为研究流化催化裂化（FCC）催化剂在高温环境下的磨损行为，在一套固定流化床装置中考察了FCC平衡剂CGP-I在500 ℃和600 ℃高温环境下磨损率的时变关系和过孔气速对磨损率的影响，分别从颗粒形貌、磨损动力学等方面对催化剂的磨损机制进行了研究。结果表明：随着磨损时间的延长，磨损速率逐渐下降；随着磨损温度和孔气速的增加，磨损率增大。通过分析结果并与Gwyn磨损动力学方程比较建立了宏观磨损平衡方程，整个磨损过程可近似看作一级不可逆过程，该催化剂磨损率随磨损时间和孔气速的升高呈指数关系增加，高温环境下催化剂的磨损行为主要受表层磨损机制支配。

采用沉积-沉淀法制备了高活性的Au/CeO₂-cube催化剂，并对催化剂进行了电感耦合等离子发射光谱、透射电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱表征。将制得的催化剂用于1,3-丙二醇选择性氧化酯化反应，考察了沉淀剂尿素的用量、CeO₂-cube载体焙烧温度、催化剂焙烧温度、Au负载量和沉积温度对反应性能的影响，结果表明：尿素和CeO₂-cube的质量比为6、沉积温度80 ℃、CeO₂-cube焙烧温度400 ℃、催化剂焙烧温度200 ℃制备的1.5%Au/CeO₂-cube，具有最优的催化活性。在100 ℃、O₂分压2 MPa、1,3-丙二醇和Au的物质的量比为75.5的条件下反应4 h，1,3-丙二醇的转化率达到97.5%，3-羟基丙酸甲酯和丙二酸二甲酯的选择性分别达到90.1%和6.1%。将用过的催化剂在200 ℃焙烧2 h烧掉表面的中毒物质后循环使用4次，催化性能略有降低，性能下降主要是由催化反应过程中Au颗粒粒径的长大造成的；催化剂上2.0～4.0 nm左右的具有少量Au^δ+的负载纳米Au单质颗粒有助于醇的氧化酯化反应。

为开发新型生物质乙醇脱水制乙烯反应工艺，采用了上海石油化工研究院开发的氧化铝催化剂，在绝热床反应器中进行了工艺实验优化研究。考察了不同水醇质量比、空速和反应器进口温度等对乙醇转化率和乙烯选择性的影响，应用该实验数据，结合前期建立的该催化剂上的乙醇脱水催化反应本征动力学，对该催化剂上的乙醇脱水催化反应本征动力学方程系数进行校正，计算出关于关键组分的该催化剂的效率因子，建立了更适宜于工业应用的宏观动力学模型，模型计算结果与实验数据吻合较好。相对于等温固定床反应工艺或单段绝热床反应工艺，所研发的氧化铝催化剂上四段绝热床反应工艺的能耗降低，乙醇转化率提高，乙烯选择性得到很大的提高,为工业反应器的优化设计以及放大提供必须的工艺设计数据。

对1,4-丁二醇与丙烯酸在固体超强酸SO₄^2-/TiO₂-SnO₂作用下，催化合成1,4-丁二醇二丙烯酸酯的反应动力学进行研究。考察了固体超强酸催化作用下1,4-丁二醇、丙烯酸以及体系水含量对初始反应速率的影响，以Elay-Rideal机理为理论基础，建立了固体超强酸SO₄^2-/TiO₂-SnO₂为催化剂合成工艺的动力学模型。实验数据和模型计算结果的比较表明，该模型精确度良好，实验验证模型预测值与实验值相对偏差小于5%，为1,4-丁二醇二丙烯酸酯合成工艺的优化提供了依据。

单电子转移-蜕化链转移（SET-DT）聚合是一种单体适用性广、对聚合环境要求不苛刻的活性自由基聚合方法。以Na₂S₂O₄为催化剂，CHI₃为引发剂，采用水相细乳液聚合法进行丙烯酸丁酯（BA）的SET-DT活性自由基聚合，考察了聚合温度、引发剂/催化剂浓度、催化剂滴加方式和乳化剂浓度对聚合动力学、聚丙烯酸丁酯（PBA）数均分子量和分子量分布的影响。结果表明，细乳液聚合速率明显大于悬浮聚合，可在较低温度（30 ℃以下）、较低引发剂和催化剂浓度（BA，CHI₃和Na₂S₂O₄的初始摩尔浓度比为1 600:1:8）下实现BA的快速聚合；通过聚合过程滴加Na₂S₂O₄催化剂和增加十二烷基硫酸钠主乳化剂浓度，可提高聚合速率；采用低引发剂浓度和催化剂逐步滴加聚合得到的PBA的平均分子量较大，分子量分布较窄。

羟基新戊醛是合成多种精细化学品的重要中间体。以叔胺溶液为催化剂，利用正交实验法优化了甲醛异丁醛缩合制备羟基新戊醛的工艺条件，并考察了缩合反应动力学。由正交实验结果得到最佳反应条件为：催化剂的用量为3%质量分数，反应温度75 ℃，甲醛与异丁醛的物质的量之比为1.1:1，反应压力0.3 MPa，反应时间80 min，在此条件下产物收率可达98.33%。动力学的研究结果表明：缩合主副反应的表观活化能分别为40.801 kJ/mol和64.088 kJ/mol；主反应对异丁醛、甲醛反应级数分别为1和1.2，副反应对羟基新戊醛的反应级数为2。通过残差分析和统计检验，表明动力学模型是适定的。

在裂解温度为400～630 ℃、空时为32 s条件下研究了活性炭负载金属氯化物催化剂（FeCl₃/C、CuCl₂/C和NiCl₂/C）催化1-氯-1,1-二氟乙烷（HCFC-142b）裂解制备偏氟乙烯（VDF）的过程。考察了反应温度和催化剂种类对原料转化率和VDF含量及选择性的影响。结果表明：FeCl₃/C和CuCl₂/C的催化活性较高，NiCl₂/C无明显催化作用。反应温度为400～500 ℃时，FeCl₃/C使HCFC-142b转化率提高约10%～20%，VDF含量增加约3%～8%，选择性下降约10%～14%。反应温度为400～480℃时，CuCl₂/C使HCFC-142b转化率和VDF含量提高50%以上，选择性也明显提高。推测FeCl₃/C和CuCl₂/C的催化机理为碳正离子机理。

为利用现有的三釜工业聚酯装置合成脂肪-芳香族共聚酯（PBST），对其共酯化动力学及工艺进行了研究。结果表明，共酯化前期主要是丁二酸（SA）的酯化，后期主要是对苯二甲酸（TPA）的酯化，具有与“平行”酯化相接近的动力学特点；采用共酯化-共缩聚工艺合成PBST具有可行性。温度、醇酸物质的量之比（醇酸比）、催化剂用量对共酯化反应有明显的影响。采用钛酸四丁酯-乙酰丙酮镧[TBT-La(acac)₃]双组份催化剂（Ti与La的物质的量比为1），在共酯化温度210 ℃、醇酸比2、催化剂用量0.1%(摩尔分数)的条件下，共酯化2 h、共缩聚1 h，可制得特性粘数1.2 dL/g、色泽良好的PBST共聚酯树脂。

在旋转填充床（RPB）中，研究了O₃/Fenton工艺处理模拟聚丙烯酰胺（PAM）污水的效果。考察了溶液pH值，Fe²⁺浓度，H₂O₂浓度，O₃浓度，反应温度与RPB转速对PAM氧化降解率以及化学需氧量(COD)去除率的影响。结果表明，在pH值为4，Fe²⁺浓度为0.25 mmol/L，H₂O₂浓度为0.8 mmol/L，O₃浓度为50 mg/L，反应温度为25 ℃，以及RPB转速为800 r/min的条件下，PAM氧化降解率和COD去除率可以达到96.82%与89.96%，表明采用RPB强化O₃/Fenton工艺处理PAM污水具有良好的效果。

本文总结了甲醇制低碳烯烃（MTO）的发展历程，根据MTO反应机理及反应特点，评述了各类MTO工业反应型式的适用性，认为流态化反应器和再生器之间的循环适合于MTO反应热效大、催化剂寿命短的特点。中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司1.80×10⁶ t/d的MTO工业示范装置近3年的运行数据表明流化床技术非常适合于MTO反应。