通过气固相晶化法使成型ZSM-5催化剂中粘接剂结晶转化，合成了无粘结剂ZSM-5分子筛催化剂条形颗粒，并采用浸渍法对其进行了MgO改性及制备。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气物理吸附、NH3程序升温脱附（NH3-TPD）等手段表征了催化剂物化性质和酸性质。考察了其在苯和乙烯烷基化反应中的择形催化性能，并进行了合成乙苯联产对二乙苯的探索实验，研究了催化剂中粘结剂和MgO对反应活性、择形选择性、稳定性等性能的影响。结果表明：MgO改性不仅钝化了ZSM-5分子筛外表面酸性，还能进入孔道使分子筛酸量减少，使得整体酸强度减弱。相较于含粘结剂的分子筛催化剂，MgO改性后的无粘结剂ZSM-5分子筛催化剂具有更好的改性择形催化性能，表现出优异的反应活性、对二乙苯择形选择性。而且因为无粘结剂ZSM-5分子筛具有丰富的微-介孔复合结构与合适的酸性，该催化材料具有较好的反应稳定性。

选择钨酸铋（Bi2WO6）和金属硫化物（CoS2）为原料，通过水热法合成一种新型可见光响应的异质结钨酸铋（CoS2/Bi2WO6）复合光催化剂。采用扫描X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），X射线光电子能谱（XPS），Brunaue-Emmett-Teller（BET），光致发光（PL）和紫外-可见光漫射（UV-DRS）等分析手段对目标光催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明：CoS2成功地负载在Bi2WO6表面上形成了CoS2/Bi2WO6异质结，促进了光生电子和空穴的分离，扩大了光吸收范围，并提高了复合催化剂在可见光下的光催化活性。可见光下CoS2/Bi2WO6-0.3%样品催化活性最佳，在180 min内对亚甲基蓝的降解率达到 97.71%，表明CoS2/Bi2WO6复合材料是一种新型的具有高催化效率的光催化剂。

氢气浓度是Pt基催化剂上丙烷脱氢工艺的重要操作参数，对于过程产率和催化剂寿命具有重要影响。本研究以γ-Al2O3为载体制备了两种不同粒径的催化剂，采用N2物理吸附、CO化学吸附和高角环形暗场-扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）对催化剂结构进行了表征。考察了氢气对于不同粒径Pt催化剂催化性能的影响，并采用拉曼、热重分析和元素分析表征了反应后催化剂的结焦性质，研究了氢气对丙烷脱氢反应的调控作用。结果表明：进料中氢气的引入均能够有效地提升催化活性，且能够抑制结焦，降低反应后催化剂积炭的石墨化程度；但不同粒径的催化剂存在不同的最优引入氢气配比，使得反应中丙烯生成速率达到最大，结焦指数达到最小。

苯酚加氢是一条较理想的环己酮制备路线，如何实现高转化率条件下目标产物的高选择性仍极具挑战。通过制备系列氮修饰载体，系统考察了Pd基催化体系中载体特性对苯酚加氢制环己酮反应的影响。结果表明：可通过在载体表面引入氮原子进行改性显著提高环己酮收率，且氮原子引入方式对反应结果影响显著。氮掺杂的纳米碳材料表现最佳，苯酚转化率达99.1%，同时环己酮选择性达到97.6%。载体CN-12中以结构修饰氮原子为主，氮原子进入骨架，形成类石墨相碳氮材料，更有利于增强载体表面的路易斯碱性，使得苯酚在载体表面形成“非共平面”吸附，有利于提高环己酮选择性。

聚乙烯颗粒团聚结块问题是影响乙烯聚合流化床反应器稳定运行的技术难题。以高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）为研究对象，采用原子力显微镜和胶体探针，测量了聚乙烯颗粒之间的范德华力并与模型计算值进行了比较。在本研究实验条件下，HDPE颗粒间范德华力和LLDPE颗粒间范德华力为9.70～17.77 nN，处于同一数量级，但数值略有差异。聚乙烯颗粒间范德华力与颗粒表面粗糙度及粒径相关，表面粗糙度的影响更大。根据实验结果对范德华力计算公式中的Hamaker常数进行修正，计算得到的范德华力随颗粒间距离变化的趋势与实验结果吻合较好。研究结果可为乙烯聚合流化床反应器中颗粒团聚调控提供基础数据。

为了开发节能、低耗、绿色清洁的精对苯二甲酸（PTA）生产工艺，在传统PTA生产工艺以及利用反应热进行精馏脱水的氧化-精馏集成工艺基础上，提出了氧化-多级精馏耦合工艺，并采用ASPEN PLUS软件建立并模拟了三种PTA氧化与精馏脱水工艺方案。模拟结果表明，直接利用反应热作为精馏热源，实现氧 化-精馏耦合操作，大幅降低了精馏能耗，与传统工艺比较，脱水能耗下降76%；使用精制母液作为脱水塔回流，去离子水消耗降低65%，对二甲苯（PX）物耗减少1.65 kg/t-PTA。在此基础上，提出了多级精馏的优化工艺，实现了溶剂的进一步高效利用，模拟分析表明优化工艺可进一步降低醋酸消耗0.32 kg/t-PTA，废水量进一步减少64%。说明氧化-多级精馏耦合操作的工艺流程是一种节能、减排、低耗的PTA新型工艺技术。

为了得到正弦交叉波纹通道填料内部的三维换热特性和边界结构对换热特性的影响，选用了相互交叉的两个相邻正弦波纹板之间的流道作为计算区域。将该含有多个不同流动通道和多个不同单元格的三维区域划分为16 829 606个非结构化四面体网格，运用低雷诺数k-ε紊流模型并按照实际流动边界条件进行了数值模拟，得到了该流动区域内的三维温度分布，以及填料壁面处的切应力和热流密度的分布。不但了解到该流动区域各流道的流动规律，而且也清楚看到各单元格内的流动规律。结果显示：各通道气流流动主方向的改变对其切应力、热流密度和温度等都有着显著的影响。受横向流动气流的影响，各通道背风面的切应力和热流密度很小并在节点后接近于零，而迎风面的值在中间位置附近达到最大。并对不同的进口空气流速，计算出该交叉波纹通道的蒸发冷却效率随进口速度的变化规律，与参考文献的结果比较验证了结果的可靠性。

为了开发乙烯气相氧化制备醋酸乙烯酯清洁生产技术，建立了生产100 kt/a醋酸乙烯酯（VAc）并副产1.9 kt/a乙醛的工艺流程。该工艺采用多效减压蒸发技术高效回收醋酸，变温吸附技术脱除二氧化碳中乙烯与水，并采用热泵精馏、低供热源变压吸收以及换热网络集成优化等方法，降低系统能耗。模拟研究表明，利用分子筛吸附提纯将二氧化碳作为工业原料利用可减少碳排放46.8%，全厂换热网络优化节约能耗18.8%，热泵精馏技术节约能耗57.5%，低供热源变压吸收节约解吸能耗54.9%。建立的新模拟工艺流程综合能耗降低0.142 吨标准煤（tce/t），较标准先进值低40%。

为了资源化利用含油污泥，本研究以危险固体废弃物含油污泥为原料，尿素为氮源，通过预炭化-化学活化两步法制备得到了氮掺杂多孔炭材料。并在立式管式反应器上进行了不同活化温度下制备的炭材料对模拟烟气中CO2吸附性能的实验研究，考察了不同活化温度、表观风速、吸附温度及颗粒层厚度条件下烟气吸附性能。结果表明：700 ℃活化温度下制备的含油污泥基炭材料在烟气表观风速为0.1 m/s，吸附温度为25 ℃时，可以最大限度地发挥炭材料的烟气吸附性能。发展了一种危险废弃物的资源化处理得到氮掺杂多孔炭材料的新方法。

为了考察无酸环境下水合肼和尿素合成联二脲的反应特性，在封闭式间歇反应釜中测定了不同温度下反应物水合肼浓度和终产物联二脲的质量随时间的变化，以了解水合肼和尿素的反应规律。计算了反应体系中游离氨浓度并测定了联二脲在水中的溶解度。结果表明：氨基脲合成和联二脲合成均为可逆反应，对所有组分均表现为一级反应。建立了氨基脲合成和联二脲合成的反应动力学模型，得到了不同温度下的反应平衡常数、反应速率常数和动力学模型参数。建立的动力学方程预测结果和实验数据吻合良好，可用于后续工程应用的优化设计。

费托蜡催化裂化过程需要强化芳构化反应以实现降低汽油馏分烯烃含量、保持高辛烷值的目标。本研究采用最小Gibbs自由能法计算了反应体系平衡浓度，分析了增加汽油中芳烃含量的反应之间的竞争关系。通过计算催化裂化反应过程的宏观热效应，对比分析了费托蜡裂化性能及产物分布与热力学反应倾向之间的关联性。计算结果表明：在440 ℃反应温度下，原料的转化率不受热力学限制，并且可以减少二次裂化的倾向，增加氢转移反应正向进行，有利于实现汽油“降烯、增芳、提收率”的目的。同时，在440 ℃温度下，反应热随氢转移反应的增加而降低，在单一反应器耦合各类反应，系统反应热可降低30%，有利于实现催化裂化体系的热量平衡。

通过初始pH值、Fe2+添加量、质量分数为30%的H2O2溶液添加量和反应时间等条件的单因素影响实验及响应面实验，优化了电Fenton法处理混菌发酵柠檬酸废水的工艺。得到了优化后的处理工艺：初始pH值为3.6，Fe2+添加量为245 mg/mL，H2O2添加量为1.1 mg/mL，反应时间为145 min。在此优化工艺条件下，化学需氧量（COD）去除率达96.67%。本研究建立的方法可反映各种因素对混菌发酵柠檬酸废水的COD去除率的影响。

淤浆法聚乙烯装置中尾气的高效回收具有重要的经济价值。在分析现有工艺回收系统的不足之处后，为有效提高烃类及氮气回收率、回收浓度，降低运行能耗，设计了双膨胀自深冷分离回收系统。通过模拟计算可知，乙烯和异丁烷回收率分别能达到99.34%和99.99%，回收氮气中的氮气纯度为96.3%，并且压缩机能耗至少可降低46%。双膨胀自深冷分离的应用极大地提高了烃类回收率，减少了物料的损耗，并且降低了运行能耗，是一种极具发展前景的排放气回收技术。