本方向着重研究催化反应过程中反应器放大研究以及过程工艺优化。以现代多相流理论以及流体力学为基础，结合反应动力学建立用于工业放大指导的流动反应器模型。进一步借助现代流体力学计算手段，探索反应器放大过程中所涉及的多相流流场流动特性内在机理，建立相应模型。通过模型预测给出工业放大优化方案。
已通过建立流动反应模型的方式对吡啶碱合成过程所涉及的新型耦合多相流反应器进行放大指导，目前该反应器已经应用于年产量5万吨/年的吡啶碱项目。基于神经网络的精馏塔动态模拟，建立了超临界流体萃取过程混合模型；设计了广东一方、上海高桥、大庆炼化生产过程用能系统优化方案，取得了良好的经济效益。
结合二代生物柴油加氢脱氧异构化反应机理模型，建立模型化合物脂肪酸甲酯加氢脱氧过程反应动力学。进一步，结合传热、传质、动量传递，建立工业化反应器流动反应模型。最后，通过流动反应模型对工业反应器进行优化设计并给出工业化方案。
