为改进间歇釜式合成三羟甲基丙烷（TMP）反应过程中所存在的耗时长、收率低等问题，研究了在微反应器中采用Cannizzaro歧化法连续高效合成TMP的工艺过程。实验考察了停留时间、反应温度、氢氧化钠/正丁醛物质的量比、甲醛/正丁醛物质的量比及正丁醛浓度等工艺参数对TMP收率的影响。结果发现：以氢氧化钠为催化剂、反应温度55 ℃、正丁醛浓度2.0 mol/L、甲醛与正丁醛物质的量比为5.0、氢氧化钠与正丁醛物质的量比为1.0及停留时间500 s的优化条件下，TMP收率可达85.9%，具有较好的工业应用前景。

为了研究笼状纳米CaO基吸附剂快速段碳酸化反应特性，采用热重分析仪（TGA）考察了该吸附剂在反应温度813～933 K、CO2分压0.01～0.02 MPa条件下的碳酸化反应。根据笼状纳米CaO基吸附剂碳酸化反应速率曲线的特点，提出了适合笼状吸附剂的划分快速段和慢速段的新判据，并用Boltzmann方程拟合了笼状纳米CaO在快速反应段的动力学方程，其计算结果与实验数据吻合较好，平均相对偏差小于5.78%。自制的笼状纳米CaO吸附剂下碳酸化反应活化能为26.66 kJ/mol，较商用纳米CaO低3.54 kJ/mol，体现了笼状纳米钙基吸附剂碳酸化反应速率优于商用纳米氧化钙的反应速率。

Claus工艺中硫化物会与气体中的甲烷反应生成少量的CS2，从而对体系的反应速率产生影响。为了建立该复杂体系的完整宏观动力学以纠正反应器开发和放大过程中带来计算结果的偏差，本工作基于传统的Claus脱硫反应动力学模型，通过引入修正参数β来修正原料气中CS2存在对反应速率的影响，并采用局部最优化算法与遗传算法相结合的算法对动力学模型参数进行了估值。统计检验和残差分析表明所建立的模型是适定的，估值结果是可信的。

研究阴离子交换树脂吸附辣椒碱提取机理并获得相应的动力学方程。根据动边界模型确立离子交换过程控制步骤，并考察了工艺条件对交换速率的影响。结果表明：吸附在10min时由液膜扩散控制转变为树脂颗粒内扩散控制，推算得出交换过程表观活化能为12.6 kJ/mol，反应级数为0.268，速率常数为2.12×10-3。另外，当pH处于5.0～6.0间时，辣椒碱的吸附等温线与Freundlich方程拟合度较好，并推导出基于Freundlich模型的阴离子交换树脂吸附辣椒碱的动力学方程。

为了考察无导流筒的非强制环流混合器的颗粒混合效率，强化颗粒沿径向的混合效果，采用计算流体动力学（CFD）方法，基于能量最小化多尺度（EMMS）的非均匀化曳力模型模拟研究了非强制环流混合器中的颗粒混合方式及相关流场。模拟结果所示：由于导流筒限制消失，颗粒在中心区与边壁区之间流入与流出，增加了颗粒的混合；在混合器底部（h=0.04 m），颗粒由边壁处向中心处流动，而其他高度，颗粒沿径向向外侧运动；由于中心下料管进料的偏流作用，使得颗粒在上部下降管区及h为0.16 m附近截面产生了明显的沿周向运动。在上部下降管区，边壁区的范围随着表观气速以及轴向高度的增加而减小。模拟结果为环流混合器结构的进一步优化提供了依据。

径向流反应器是一种高效节能反应器。为了深入研究四种不同流动类型的径向流反应器的流场分布特征，在验证模拟可行性的基础上，引入多孔介质模型，运用FLUENT软件对不同类型的径向流反应器内的流场进行数值模拟。在边界条件设置一定时，模拟分析四种类型径向流反应器内分流流道与集流流道间的压降沿轴向的变化程度，结果说明：离心流动的流体分布均匀度优于向心流动，П型离心的径向流反应器内部流场分布最均匀，其次是Z型离心流动、П型向心流动、Z型向心流动。

提出以环氧乙烷和乙醇为原料、乙醇钠为催化剂，均相催化精馏合成乙二醇单乙醚的工艺。应用Aspen Plus模拟软件和Cup-Tower水力学分析软件，研究了塔板持液量对催化精馏过程的影响，建立了一种基于水力学可行的催化精馏塔板优化设计方法。模拟分析表明，塔板持液量对催化精馏过程有重要影响，过小的持液量将导致原料的转化率降低，而过大持液量将导致目标产物选择性下降，同时持液量受塔结构和塔板水力学条件限制。通过对催化精馏塔的塔径和溢流堰堰高等参数优化，得到优化的持液量数据比常规精馏塔的塔板持液量提高了约2.9倍，对应塔顶EO质量浓度为0.8%，目标产物的选择性为90.4%，可同时达到催化精馏的技术要求和塔水力学条件。

为了开发一种合成硫酸羟胺的新工艺，以氯化铵作氮源合成的环己酮肟为原料，硫酸为催化剂，考察了不同反应条件下环己酮肟水解合成硫酸羟胺反应的性能，并采用红外光谱分析、元素分析和熔点分析对硫酸羟胺固体产品进行了表征分析确定。结果表明：当环己酮肟88.5 mmol，去离子水、硫酸和环己酮肟的物质的量之比为12.55:1.87:1，60 ℃下反应1 h，环己酮肟的转化率接近100%，硫酸羟胺固体产品的收率为41.7%。在此基础上，借助环己酮和环己酮肟的相互转化，构建了以低附加值氯化铵制备羟胺盐的新工艺过程。该过程不仅提供了合成固体羟胺盐的新工艺，而且为氯化铵废料的资源利用提供了良好的借鉴。

为了考察葡萄糖与脂肪醇一步法制备烷基糖苷工艺中反应和液固传质的耦合过程，从单个颗粒的液固传质模型出发，推导出了固体颗粒群与脂肪醇之间的液固传质模型。实验考察了粒径分布、搅拌速度及温度对传质过程的影响，关联实验数据得到了不同条件下的模型参数。结果表明，此模型能准确预测葡萄糖与正十二醇之间的液固传质过程，此模型及其计算结果可以应用于一步法工艺中传质速率和反应速率相对大小的判断，确定反应过程的控制步骤，具有较大的应用价值。

为了提高石墨型氮化碳（g-C3N4）的光催化性能，通过水热还原法制备了g-C3N4/C/Ag纳米复合材料，并用扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射仪（XRD）和高分辨率傅立叶变换红外（FTIR）光谱表征了产品的微观形貌和化学组成。产品的紫外可见光吸收光谱分析表明，加入的纳米银可以提高复合材料的光吸收范围和可见光的吸收强度。用制备得到的四种样品进行了亚甲基蓝的降解实验，发现当反应条件为180 ℃，反应时间为6 h时，得到的g-C3N4/C/Ag纳米复合材料的光催化降解性能最好。表明成功制备出了g-C3N4/C/Ag纳米复合材料，其光催化性能比g-C3N4更强。

2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的溶解度数据是研究5-HFM催化氧化过程中催化剂失活和产品结晶分离的重要依据。本工作测定了40～90 ℃温度下，FDCA在水-醋酸、水-乙腈二元体系中的溶解度。实验结果表明：随着温度的升高，FDCA的溶解度增大；在单组分体系中，FDCA溶解度的大小顺序为：醋酸>水>乙腈；二元体系中，随着水在体系中摩尔分数的增大，FDCA的溶解度先增大后减小，存在一个最大值；引入温度矫正系数后，λh方程能较好的关联FDCA的溶解度数据。

针对我国的“富煤、贫油、少气”能源资源现状，我国正大力推进煤制天然气的发展，合成气甲烷化工艺技术是煤制天然气的核心技术之一。本文在总结分析国内煤制天然气项目发展近况的基础上，对甲烷化工艺技术研究进展进行评述。重点介绍了绝热固定床以及流化床甲烷化工艺，分析比较了循环式绝热固定床、等温固定床和浆态床甲烷化工艺的流程、技术特点和应用情况并提出了对合成气甲烷化工艺技术的展望。

为了使净化后的天然气满足国家二类气质标准，需将净化效果好的装置与其他装置合理配气以降低混合产品气中酸性组分的含量。本文基于遗传算法原理建立了配气模型，通过MATLAB软件平台编写了配气的源程序代码。程序运行优化后结果表明：当1#～6#装置原料气实际处理量分别为100.10、173.07、100.01、100.23、199.11、400.00（单位104 m3/d）时，外输混合产品气量最大可达1 045.46×104 m3/d，较优化前增加了4.87%，此时，产品气中H2S含量为8.44 mg/m3，CO2含量为3.00%，气质完全满足国家二类标准。

为了提高草甘膦废水中高浓度有机磷的去除效果，实验考察了Fenton氧化法处理草甘膦含磷废水工艺参数。实验结果表明：当反应温度为40 ℃、多次投加H2O2总量为5.0 mL/L、废水pH为3.0的条件下处理40 min时的总磷去除效果较佳。针对新的工艺参数和目前反应装置存在的问题，设计开发了连续Fenton反应器，改进了处理工艺。工业化运行结果表明，新工艺处理效果明显优于未改进的处理工艺，运行效果稳定，总磷去除率从原来的80%左右提高到98%。