以新催化反應、新催化材料和新催化表征技術(shù)研究為核心，以催化劑活性相、活性中心和反應機理原位表征基礎研究為特色，在面向能源、環(huán)境和精細化學(xué)品合成等方面進(jìn)行催化的應用基礎研究。包括：（1）催化基礎與催化新反應；（2）分子篩合成；（3）甲醇及其衍生物轉化；（4）合成氣制化學(xué)品；（5）烴類(lèi)轉化研究；（6）催化新過(guò)程放大與開(kāi)發(fā)；（7）工程化研究。

1.甲醇制取低碳烯烴（DMTO）技術(shù)

乙烯丙烯等低碳烯烴是現代化學(xué)工業(yè)的基礎，目前烯烴生產(chǎn)原料主要來(lái)源于石油煉制的石腦油。我國石油資源相對匱乏，隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，石油及石化產(chǎn)品的需求迅速增長(cháng)，石油需求量已遠遠大于國內生產(chǎn)量，供需矛盾日益突出。我國的資源狀況是石油、天然氣資源短缺，煤炭資源相對豐富，發(fā)展以煤為原料制取石油類(lèi)產(chǎn)品的煤化工技術(shù)，實(shí)施石油替代戰略，是關(guān)系國家能源安全的重大課題。

煤或/和天然氣經(jīng)由甲醇制取低碳烯烴的路線(xiàn)中，煤或天然氣經(jīng)合成氣生產(chǎn)甲醇的技術(shù)日臻成熟，而關(guān)系到這條路線(xiàn)是否能暢通的核心技術(shù)主要集中在甲醇制取低碳烯烴（MTO）過(guò)程。2006年8月23日，甲醇制取低碳烯烴(DMTO)工業(yè)性試驗技術(shù)成果通過(guò)了國家級鑒定。鑒定專(zhuān)家組認為，該項技術(shù)是具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng )新技術(shù)，裝置規模和技術(shù)指標處于國際領(lǐng)先水平。2006年8月24日，甲醇制取低碳烯烴（DMTO）工業(yè)性試驗技術(shù)成果新聞發(fā)布會(huì )在北京人民大會(huì )堂舉行，這標志著(zhù)我國具有自主知識產(chǎn)權的以煤或天然氣為原料制取低碳烯烴的技術(shù)取得了重大突破性進(jìn)展。2008年甲醇制取低碳烯烴（DMTO）技術(shù)獲得了遼寧省科技進(jìn)步一等獎。2011年由甲醇或/和二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的方法專(zhuān)利獲第十三屆中國專(zhuān)利金獎。

截至目前，共有7套煤制烯烴工業(yè)裝置投產(chǎn)，分別是神華包頭（180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年）、寧波富德能源有限公司（180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年）、陜西延長(cháng)能源化工有限公司（180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年）、中煤陜西榆林能源化工有限公司（180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年）、寧夏寶豐能源集團有限公司（180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年）、山東神達化工有限公司（100萬(wàn)噸甲醇制33萬(wàn)噸烯烴/年）DMTO項目和浙江興興新能源科技有限公司（180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年）。合計烯烴產(chǎn)能近400萬(wàn)噸。

目前此技術(shù)已經(jīng)簽訂技術(shù)許可19套裝置，烯烴總規模達到1059萬(wàn)噸/年，隨著(zhù)這些項目的陸續實(shí)施，一個(gè)新興的烯烴戰略產(chǎn)業(yè)正在快速形成。

2.甲醇制取低碳烯烴第二代（DMTO-II）技術(shù)

DMTO-II技術(shù)是在DMTO技術(shù)基礎上將甲醇制烯烴產(chǎn)物中的C4+組分回煉，實(shí)現多產(chǎn)烯烴的新一代甲醇制烯烴工藝技術(shù)。DMTO-II技術(shù)的主要特點(diǎn)有：（1）C4+轉化反應和甲醇轉化反應使用同一催化劑；（2）甲醇轉化和C4+轉化系統均采用流化床工藝；（3）甲醇轉化和C4+轉化系統相互耦合。

DMTO-II技術(shù)工業(yè)化試驗項目于2008年5月開(kāi)工建設，2009年6月試驗裝置正式建成。DMTO-II工業(yè)化試驗裝置進(jìn)料量約為50噸／天，采用工業(yè)制造DMTO催化劑。2010年5月完成工業(yè)化試驗并接受了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )組織專(zhuān)家組現場(chǎng)對試驗裝置進(jìn)行的72小時(shí)連續運行考核和標定。結果表明試驗中甲醇轉化率接近100%，乙烯+丙烯選擇性86%，噸烯烴甲醇消耗為2.67噸，催化劑消耗為0.25kg/噸甲醇。2010年6月26日DMTO-II技術(shù)通過(guò)了中國石油和化工聯(lián)合會(huì )組織的專(zhuān)家鑒定，專(zhuān)家組認為各項數據達到預期指標，技術(shù)先進(jìn)可行，是在DMTO技術(shù)基礎上的進(jìn)一步創(chuàng )新。

2010年10月26日，“新一代甲醇制取低碳烯烴（DMTO-II）工業(yè)化技術(shù)成果新聞發(fā)布會(huì )暨工業(yè)化示范項目技術(shù)許可簽約儀式”在北京舉行。大連化物所等技術(shù)許可方與蒲城清潔能源化工有限公司簽訂首套67萬(wàn)噸/年DMTO-II烯烴項目技術(shù)許可協(xié)議。該項目已于2015年2月順利打通全流程。

3.固體酸催化中壓丙烯水合制異丙醇技術(shù)

異丙醇是重要的基本有機化工原料和性能優(yōu)良的溶劑。針對國內現有異丙醇生產(chǎn)技術(shù)落后、存在丙烯轉化率低、能耗高等問(wèn)題，我所開(kāi)發(fā)出一種采用高活性催化劑，并與環(huán)境保護相 適應的丙烯直接水合生產(chǎn)異丙醇新技術(shù)。

通過(guò)采用先進(jìn)的催化劑合成流程和技術(shù)，開(kāi)發(fā)出適用于丙烯直接水合過(guò)程且具有優(yōu)良耐水性能、耐溫性能、高抗碎性能和高催化活性的催化劑。

開(kāi)發(fā)的丙烯水合新工藝，具有低溫、中壓，丙烯轉化率高等特點(diǎn)，采用了新型丙烯水合工業(yè)反應器，采用了分段進(jìn)料、冷激控溫、物料再分配等新技術(shù)，利用多段進(jìn)料方式調節各催化劑床層的丙烯轉化率，從而控制各段床層反應深度和放熱量，解決了丙烯水合工業(yè)反應器存在的溫度超高及催化劑燒結問(wèn)題，使水合催化劑床層溫度均衡分布。

本技術(shù)具有丙烯轉化率高、單耗低、原料適應性強、環(huán)境友好的特點(diǎn)，能耗僅為國內同類(lèi)生產(chǎn)技術(shù)的40％。

本技術(shù)已完成技術(shù)實(shí)施許可，大連化物所提供異丙醇工業(yè)裝置工藝軟件包和工業(yè)催化劑，山東東營(yíng)?？菩略椿び邢薰窘ǔ赡戤a(chǎn)3萬(wàn)噸異丙醇工業(yè)生產(chǎn)裝置，并于2005年11月25日一次開(kāi)車(chē)成功，產(chǎn)品質(zhì)量達到國標優(yōu)級品。采用本技術(shù)的工業(yè)裝置投產(chǎn)后，取得了良好的經(jīng)濟和社會(huì )效益，2007年中壓丙烯直接水合生產(chǎn)異丙醇技術(shù)獲得了大連市技術(shù)發(fā)明一等獎，2014年該技術(shù)核心專(zhuān)利“一種低碳烯烴直接水合生產(chǎn)低碳醇的方法”榮獲第十五屆中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎。

在第一代技術(shù)的基礎上，大連化物所研發(fā)的固體酸中壓丙烯直接水合生產(chǎn)異丙醇新技術(shù)（Ⅱ），具有高效、低耗、丙烯轉化率高、副產(chǎn)品價(jià)值高等特點(diǎn)。直接水合催化劑具有優(yōu)良的耐水性能、耐溫性能、高抗碎性能和高催化活性等特點(diǎn)；新型丙烯水合工業(yè)反應器采用了分段進(jìn)料、冷激控溫、物料再分配等創(chuàng )新技術(shù)。該技術(shù)還首次將膜分離技術(shù)引入到水合分離過(guò)程，異丙醇能量消耗僅為國內同類(lèi)技術(shù)的25～50％。

浙江新化化工公司采用此技術(shù)的建設年產(chǎn)五萬(wàn)噸異丙醇工業(yè)裝置，2012年7月裝置建成開(kāi)車(chē)成功并連續穩定運行

該技術(shù)的實(shí)施是異丙醇生產(chǎn)技術(shù)的一項創(chuàng )新，取得了30多年來(lái)首次重大突破，打破了國外公司的技術(shù)壟斷和封鎖，提高了我國異丙醇生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品競爭力。技術(shù)達到國內外先進(jìn)水平。

4.甲醇制二甲醚工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)

隨著(zhù)我國對石油進(jìn)口的依賴(lài)程度迅速增加，發(fā)展石油替代品，開(kāi)發(fā)清潔能源成為能源戰略的重要選擇。二甲醚作為替代能源漸顯優(yōu)勢，得到了世界各國的廣泛重視。開(kāi)發(fā)二甲醚生產(chǎn)技術(shù)，建立清潔能源基地，減少環(huán)境污染，是綜合解決能源問(wèn)題的新途徑。

在系統研究和多次工業(yè)實(shí)踐的基礎上，根據甲醇脫水反應的特點(diǎn)，通過(guò)對新型催化材料進(jìn)行改性和調變，開(kāi)發(fā)出新型甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚催化劑，具有起始反應溫度低、溫度范圍寬、催化劑選擇性好等特點(diǎn)。針對甲醇脫水制二甲醚的反應是放熱過(guò)程，易發(fā)生深度反應，導致催化劑床層飛溫，開(kāi)發(fā)出新型工業(yè)反應器，采用液態(tài)甲醇多段冷激式固定床反應器，克服了現有工業(yè)反應器的不足，具有床層溫度分布合理，能調控反應器的溫度分布，易于工業(yè)實(shí)際操作，特別適合大型化工業(yè)生產(chǎn)裝置。

充分利用二甲醚生產(chǎn)過(guò)程的熱量是本技術(shù)節能的特點(diǎn)之一。通過(guò)運用窄點(diǎn)技術(shù)對換熱流程進(jìn)行優(yōu)化，縮短換熱流程，并將換熱后的低溫位物料直接送入二甲醚塔內，提高了熱物料能量利用效率，大大降低了生產(chǎn)二甲醚的能量消耗?？梢赃_到甲醇轉化率近100%，二甲醚純度99.5%以上的技術(shù)指標。

我所已申請了多項該技術(shù)的發(fā)明專(zhuān)利，在催化劑和工藝關(guān)鍵技術(shù)均申請國家專(zhuān)利，形成了獨立自主的知識產(chǎn)權。

2006年5月河北中捷石化集團采用我所提供的催化劑和工藝技術(shù)建設的年產(chǎn)十萬(wàn)噸二甲醚工業(yè)裝置開(kāi)車(chē)成功。2013年3月，潮州市華新能源有限公司采用本技術(shù)建設年產(chǎn)20萬(wàn)噸二甲醚工業(yè)裝置開(kāi)車(chē)成功。甲醇制二甲醚生產(chǎn)技術(shù)具有能耗低、投資省、產(chǎn)品質(zhì)量好、無(wú)污染等特點(diǎn)，催化劑與工藝技術(shù)處于國內外先進(jìn)水平。