中国科学院过程工程研究所前身是1958年成立的中国科学院化工冶金研究所。50多年来，研究范围逐步扩展到能源化工、生化工程、材料化工、资源/环境工程等领域，学科方向由“化工冶金”发展为“过程工程”。2001年更为现名。
过程工程所面向国家过程工业战略需求，面向世界过程工程科技前沿，针对制约过程工业发展的共性科技问题，提出了“过程工业绿色化与信息化”的发展战略和“一个核心、四个层次”的科研布局，即以时空多尺度结构为核心，突破关键性科学难题；在共性问题和方法学、数据信息和实验计算平台、工艺和过程调控、工程应用四个层次，系统研究与发展过程工程科学，形成资源高效清洁转化和产品高值化制备的过程工程平台。“一个核心”与“四个层次”是有机、开放的整体，旨在落实战略目标，突破科研—开发—设计—工程/分离的体制机制障碍，促进实验室成果产业化，输出高效清洁的物质转化新工艺、新过程/新设备和集成技术，带动过程工业的技术升级换代和生产模式根本变革。
过程工程所现有生化工程国家重点实验室和国家生化工程技术研究中心（北京）、多相复杂系统国家重点实验室、湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室、中国科学院绿色过程与工程重点实验室以及过程工程研发中心、生物质研究中心等科研机构。
截至2010年年底，过程工程所共有在职职工621人。其中科技人员466人、科技支撑人员84人，包括中国科学院院士4人、中国工程院院士1人；研究员66人，副研究员114人；国家海外高层次人才计划（千人计划）入选者1人、国家杰出青年基金获得者6人、中国科学院“百人计划”入选者19人。过程工程所是国务院学位委员会批准的首批博士、硕士学位授予单位之一，设有“化学工程与技术”一级学科和材料学、环境工程两个二级学科博士研究生培养点，并设有1个一级学科博士后流动站。现有博士生导师42人、硕士生导师55人，博士研究生200人、硕士研究生228人，在站博士后30人。
2010年，过程工程所共有在研项目365项，其中主持国家重点基础研究发展计划（973）项目2项、参加11项，承担中国高技术研究发展计划（863）项目24项，国家科技支撑计划项目16项；国家自然科学基金项目105项；国家科学技术部、环境保护部等单位重大项目6项；中国科学院知识创新工程方向项目53项；科研仪器设备研制项目11项等等。2010年新增项目60项，其中主持国家重点基础研究发展计划（973）课题1项，国家重点863项目1项，国家重点863课题1项；国家自然科学基金项目48项；中国科学院知识创新工程方向项目3项；其它项目6项。全年纵向到款1.678亿元，较2009年增长40%，新增合同留所经费1.48亿元。
2010年，过程工程所共取得科研成果22项，获国际、国家、省部级成果奖15项。其中，由张锁江、王键吉、张香平、吕兴梅、董坤完成的《离子液体的构效关系及其化学工程基础研究》项目，荣获国家自然科学二等奖，该项目在长期从事相关研究的基础上，针对离子液体应用的关键科学问题开展研究，率先建立了离子液体物性数据库，获得了其物性随结构的变化规律；揭示了离子液体氢键网络结构，获得了对离子液体微观相互作用科学本质的新认识；建立了多个功能化离子液体的分子力场，设计合成了新型离子液体催化/分离介质；建立了离子液体传递-转化研究装置，研究了反应-分离耦合规律，为离子液体规模制备、乙二醇合成等清洁工艺的研究开发提供了科学基础。由朱廷钰、荆鹏飞、何京东完成的《内外双循环流化床烟气脱硫技术》项目，荣获北京市科技进步二等奖，该技术为我国大量的工业锅炉窑炉脱硫技术提供了可靠技术支撑，对于减少我国二氧化硫污染，实现国家提出的节能减排目标具有重大现实意义。由赵兵与秦皇岛长胜农业科技发展有限公司合作完成的《芦笋皂苷提取分离工艺研究》项目顺利通过河北科技厅鉴定，本项目解决了芦笋废弃资源生物炼制过程中关键的科学问题，实现了物理、化学及生物过程集成和芦笋废弃资源的高值化、资源全利用，开拓了芦笋废弃资源利用的新领域，为产业化应用奠定基础，推动芦笋产业的快速发展，创造良好的环境、经济和社会效益。由许光文主持完成的《微型流化床反应分析方法与分析仪》项目顺利通过中科院鉴定，提出了利用微型流化床作为反应器构建气固反应分析方法与分析仪的思想，首次成功建立了微型流化床反应分析方法、研制了分析仪，利用新型分析方法与仪器实现了气固反应的等温、微分、快速原位与低扩散影响等技术特点。由曹宏斌主持完成的《高浓度氨氮废水资源化处理技术及工程示范》项目顺利通过中国环境科学学会鉴定，该技术在有色冶金行业、食品加工行业、制药业、印染行业、焦化行业等高浓氨氮废水排放行业推广应用后，可大幅减少氨氮污染物排放量，具有显著的环境效益；资源化回收氨氮资源可大幅减少相关行业铵/氨原料的消耗量，实施企业经济效益明显。
2010年，过程工程所科技开发工作成效显著。全年共签订技术合同178份，合同金额1.8731亿元；实现横向收入6038.6万元，较2009年增长约21.55%。全年共申请国内外专利222项，获得国内专利授权84项，软件授权6项，国外专利授权3项。科技开发工作也形成了良好局面，全年与地方政府或企业开展科技交流活动168次，与地方政府或企业新建15个联合实验室或研发基地；与国内相关行业的骨干企业共同组建了铝资源、清洁燃气、制糖和硅材料等14大产业技术创新联盟；成立了“产学研合作办公室”和“产业促进办公室”，科技开发工作辐射到全国27个省区市；廊坊中试基地顺利获得建设项目三证，正在进行建设方案规划等工作。
与此同时，多尺度模拟仿真计算技术逐步在国内外大型企业得到应用，亚熔盐技术成功应用于污染减排和资源循环利用，离子液体技术在清洁化工和新型能源领域逐渐推广，动态高温钢坯防氧化中试装置试车成功，功能粉体及涂层的应用领域空前拓展，秸秆炼制建立30万吨级产业化生产线，氰化废渣资源化高效利用取得产业化成功，PEG修饰蛋白质药物技术及产业化在天津进展顺利，特种生物规模化培育基地落户鄂尔多斯，上述科技开发项目带动了我国相关产业的技术创新与进步。
中国颗粒学会挂靠过程工程所，所内主办《过程工程学报》、《颗粒学报》（PARTICUOLOGY）和《计算机与应用化学》三个学术期刊。
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