催化反应工程是化学反应工程中一个重要分支。主要探索催化反应中传质、传热与催化反应间的相互关系及其变化规律。目的在于开发新的催化反应过程和催化反应器，设计及研制新型催化剂，研究催化反应过程优化等，这对提高生产效率和经济效益有重要意义。该所朱葆琳、袁权倡导下开展这方面研究，历时50多年来，取得了重大成果。

1、固定床催化反应器传热过程研究

1954年，朱葆琳开展了高速固定床催化反应器热传导的研究。在他的指导下，迄至1957年，先后进行了：多重导管固定床平均温度差的求法；填充床层的空间率，流体流过填充床层的压力降；流体流过填充床层的传热系数（填充物导热系数与形状对传热系数的影响）；填充床层的有效导热系数及管壁传热系数等。此外，为了强化床层的传热，又进行了档板对填充床层传热的影响（改进径向温度分布）和蒸馏冷却（改进纵向温度分布）方面的试验。最后，在当时电子计算机尚未发展的条件下，还自己动手组装了和调试了一台电模拟计算机，探索了解决固定床催化反应器的放大问题，并根据文献上发表的动力学数据和自己求得的传热系数，籍助模拟机求出了固定床催化反应器内部的温度分布与浓度分布，经与文献实测值进行比较，结果吻合情况良好。

2、活性非均布颗粒催化剂工程设计及其开发应用研究

国外40年代开始研究这方面的课题。70年代出现可供工业应用的非均布催化剂和各种反应器的优化设计，但是到了80年代，对于复杂反应、强放热反应的很多理论问题并没有研究清楚，实验验证也缺乏。国内除了部分单位从事反应器优化研究外，颗粒催化剂的工程研究实际还没有人开展。

1978年，在朱葆琳的倡导下，黄彬堃、吴迪镛开展了催化反应工程——固体催化剂内部的传递与反应动力学研究，他们从工业上成熟的工艺过程—乙烯加氢精制脱炔入手，，针对国内外催化剂贵金属含量高，乙烯损失率1~1.5%共同的缺点，通过动力学研究表明，产生上述缺点的原因是催化剂活性组分是均匀分布的，因此进行了催化剂活性组分非均布成型研究，研制成薄壳型乙烯选择加氢脱炔催化剂，不仅使催化剂活性提高一倍，并使贵金属含量下降40%，超过了法国161催化剂而与美国C31相当，1982年在常州工业装置上放大获得成功。并获得中科院科技进步二等奖。

1980年，袁权进修回国后，立即开展了非均布催化剂工程设计的基础研究，协助朱葆琳先生指导博士研究生吴华从等温非均布一级反应的有效系数研究工作开始，发展到非等温复杂反应的活性和选择性研究，这些结果第一次用实验验证了理论推导的结果，获得了国家自然科学三等奖。

煤气部分甲烷化提高热值的研究是从1984年开始“65”攻关项目。研制煤气甲烷化催化剂的难点：甲烷化是强放热反应，易引起飞温，煤气中H2/CO之比只有1.3～1.5，催化剂极易结碳。目前国际上还没有一个催化剂可以同时解决上述难题，因此，均籍助于复杂的工艺流程去解决。迄至1985年袁权、黄彬堃、吴迪镛、吕永安等已在实验室研制出常压下不加水、不结碳、不预变换、不用气体循环排热，具有反应自锁能力的活性非均布甲烷化催化剂以及与之配套的工艺流程，包括非均布脱氧剂和脱硫剂。1988年，在青浦完成中试后，先后完成10项水煤气生产中热值煤气的项目，获国家三等发明奖。当2005年后原油价快速上升，煤气甲烷化又成为煤清洁利用一个重要途径。

3、碱水驱油碱耗动力学研究

1983年6月，姜炳南、刘伟成等开展了碱水驱油提高采收率实验室研究。碱驱油是国外正在开展的三次采油的六大主要方法之一，适用于原油酸值较高的油田。该法利用的原理是碱与原油中酸性组分反应，生成表面活性物质，改变了油—水界面性质。从而使地藏原油乳化，随碱液带出油井。为此，必须对活性物质组分、油—水界面性质、碱在地层中的消耗规律、渗流和碱驱油机理进行研究。这个项目是中科院与石油部联合攻关和长期合作项目之一，并由中科院兰州化物所、感光化学所、大连化物所、兰州渗流力学研究室与大港油田管理局签订有关协议。1984年12月，姜炳南等通过实验室研究，提出了新型静态碱耗动力学模型，并分别用高岭土、石英砂、羊三木油砂验证，结果相符；又提出一维动态碱耗动力学模型，所得的模型，计算值与实验值相符。

4、系列新型改性活性炭催化氧化脱硫研究及开发

改性活性炭催化氧化脱硫是工业脱硫过程，针对其反应速度低和硫容低的不足，1984年袁权、吴迪镛等采用添加传质促进剂改善三界反应界面，使其有利于H2S传质过程，从而提高H2S氧化速率，大幅提高硫容，在天然气脱硫中获得成功，工作硫容达到60%，完成工业化开发，获得国家发明二等奖。在其后，又利用耦合催化概念，实现COS和H2S同步脱除。H2S、COS、RSH等有机硫、无机硫高硫容催化氧化脱硫，使高硫容干法脱除有机硫成为可能，大大简化了脱硫过程，并实现了产业化。于2005年以这些技术为基础成立了普瑞特化工科技有限公司，着力推广这些新技术。

5、膜分离与反应耦合研究

在袁权、吴迪镛、付桂芝等领导组织下，在国家“85”攻关项目指导下，进行陶瓷钯膜制备研究，成功制备出超薄的钯膜。在此基础上与石油七厂合作，完成了陶瓷钯膜炼厂气提H2的工业侧线试验，通过鉴定，并获得科学院三等科技进步奖。同时进行了乙苯脱氢制苯乙烯膜分离耦合过程的研究，提高单程乙苯转化率和苯乙烯收率，降低了加水量，通过国家验收，同时袁权通过叶金标、马志启等博士研究生完成了膜反应行为、膜分离与反应耦合的理论研究。

6、微化工研究

进入21世纪，在袁权的大力推荐下，在901组开展了微化工反应的研究，在包信和所长支持下，2001年后成立了以陈光文为组长微化工研究组。该组建成了微化工反应器设备加工平台，开展了微化工过程传热、传质基础研究，以最快速度缩小了与国外的差距，并进行多种危险有机化学品的高效混合和反应过程的研究开发，逐渐将微化工用于工业生产。

7、整体催化剂研究与开发

王树东等在国家“九五”“十五”“十一五”支持开发整体催化剂的自热重整制H2过程的研究开发，在整个工作中，采用整体壁载催化剂实现氧化重整、变换、CO选择氧化多催化过程的耦合集成，以及制H2装置质量场和能力场优化。全面完成了燃料电池甲醇移动制H2装置的攻关任务。与中石化合作开展了甲烷移动制H2的研究。在烟气脱NOX、煤层气脱O2以及双氧水新催化剂研究中均采用高效整体脱硫剂，并取得很好成果，其中烟气脱NOX为与美国康宁公司合作项目。