本项目属于化学工程领域。 "高能效过程设备"在2008年美国化学工程师协会（AIChE）成立100周年纪念活动发起的预测未来25年中化工领域最具影响八大技术中名列榜首。反应是物质转化的最关键步骤，反应器则是"心脏"装备，因此反应器技术是化工核心技术，是化工过程开发的重点与难点。化工工艺技术的进步和发展，以及提高资源利用率、节能减排、提高产品品质和性能等对反应器提出了更高要求，迫切需要高能效的新型反应器技术和装备。 项目提出了反应器流场结构化的新理念，将反应器研发从传统的选型改进变成主动构造设计。其内涵是按目标反应过程的需求构建反应器的流场结构，即根据目标过程影响物质转化和产品品质的主导尺度对关键结构的要求，构建相应的流动和界面结构，实现高效的反应与传递。 项目的关键技术创新在于： （I）提出了基于关键机制和主导尺度辨识的多相反应过程建模新方法：通过影响物质转化和产品品质的关键机制和主导尺度的辨识，确定关键结构，进行过程特征表征，形成多相反应过程的多尺度建模方法。 （II）形成了流场结构化的新型高效反应器构建原则和方法：采用特殊结构内构件形式、尺寸及操作条件间的合理组配，规范和优化反应器的区域与整体流动行为以及相间相互作用，发挥协同增效作用，产生可调控流场结构，强化过程热/质传递，提高过程能效。 （III）发明了多个流场结构化的新型高效反应器并成功工程应用：合理、准确耦合匹配目标反应与多尺度流场结构，形成了具有自主知识产权的系列流场结构化新型高能效反应器技术，实现了聚酯、聚酯多元醇、羧酸类增塑剂、硫酸烷基化、PAN聚合、PX氧化、高粘物系脱挥等若干反应过程物质的高效转化与能量的高效利用。 项目利用规范气体、液体流动的内构件，构建了无搅拌双区酯化釜、无搅拌多层预缩聚釜以及多级鼓泡塔式酯化/聚合反应器，用于低粘体系反应与分离强耦合过程，实现了年产17万吨聚酯、万吨级聚酯多元醇和羧酸类增塑剂等产品的连续生产；通过列管间折流杆内构件的特殊设计形成传热强化的硫酸烷基化反应器新技术，已成功转让44套10万吨级新型烷基化反应器；通过特殊挡板通道设计、特定结构内构件特殊匹配搅拌桨等规范物料流动，发明了区域和整体流动可控的新型多相反应器，已应用于千吨级碳纤维聚合反应器和36万吨/年PX氧化反应器；利用不同结构导流降膜元件组合构造了多级多通道的新型高粘降膜脱挥设备，大成膜面积和快表面更新有效结合，显著提高了缩聚/脱挥过程效率，已应用于万吨级腈纶、千吨级碳纤维等原丝脱单装置。 本项目已申请国家发明专利14项，其中授权7项，另授权实用新型专利4项和软件著作权1项，发表SCI/EI论文31篇。科技查新和用户报告等指出：项目理念新颖，整体水平达到国际先进。本项目所涉及的新型高效反应器技术已在上海石化、宁夏宝塔石化、山东蓝帆化工等多家企业应用，近三年累计新增产值超百亿元，新增利税超3亿元，极大地推动了相关化工产业的发展和技术进步。