主要用于進(jìn)行工業(yè)反應(yīng)過程的開發(fā)、放大和操作優(yōu)化以及新型反應(yīng)器和反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)。

①工業(yè)反應(yīng)過程的開發(fā)和放大　在化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以前，工業(yè)界廣泛采用的方法是逐級經(jīng)驗放大的方法。其步驟是，首先在小型試驗中進(jìn)行反應(yīng)器的選型和確定優(yōu)越的工藝條件（溫度、壓力、濃度、流速和反應(yīng)時間度），然后自小至大進(jìn)行多次中間試驗，直至工業(yè)規(guī)模。由于全部實驗帶有經(jīng)驗性質(zhì)，而且試驗所用設(shè)備的尺寸逐級增大，因而取名為逐級經(jīng)驗放大。中間試驗往往耗資大而歷時久。化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以后，逐步形成一套新的數(shù)學(xué)模型方法。這種方法是首先在小型試驗中確定動力學(xué)模型；然后在冷模試驗中確定各類候選反應(yīng)器的傳遞模型；進(jìn)而在計算機(jī)上進(jìn)行各候選反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)過程的模擬研究，即在各種不同的工藝條件下對反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值求解,預(yù)測反應(yīng)結(jié)果,并據(jù)此進(jìn)行反應(yīng)器的選型，優(yōu)選工藝條件并設(shè)計反應(yīng)器。采用這種方法時,往往也需要進(jìn)行適當(dāng)規(guī)模的中間試驗,目的是為了“檢驗”和“修正”模型，以及考察模型中難以包括的因素（如微量雜質(zhì)的積累，焦油的生成，材質(zhì)的腐蝕，顆粒粉碎，等等）可能產(chǎn)生影響。而不是為了自小至大進(jìn)行逐級放大。目前，逐級經(jīng)驗放大和數(shù)學(xué)模型兩種方法同時并存，各有適用范圍。但是，即使是逐經(jīng)級驗放大方法，也常是以化學(xué)反應(yīng)工程的理論為指導(dǎo)，而不再是純經(jīng)驗性的了。

②工業(yè)反應(yīng)過程的操作優(yōu)化　實際工業(yè)反應(yīng)過程未必在最優(yōu)的條件下操作。即使設(shè)計是優(yōu)化的，在實施時往往有許多難以預(yù)料的因素，使原定的優(yōu)化設(shè)計條件對實際操作未必是優(yōu)化的。運用化學(xué)反應(yīng)工程理論對現(xiàn)行的工業(yè)反應(yīng)過程進(jìn)行分析，結(jié)合模擬研究，可找出薄弱環(huán)節(jié)之所在和進(jìn)一步調(diào)優(yōu)的方向，通過調(diào)節(jié)和改造以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

③新型反應(yīng)器和反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)　反應(yīng)工程的理論為新反應(yīng)器和新反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)指明了方向，研究者可以據(jù)此尋找合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作方法。例如近年來出現(xiàn)的新的化學(xué)工程裂解技術(shù)和各種新型流化床反應(yīng)器，都得益于反應(yīng)工程理論的指導(dǎo)。