丙酸及其衍生物的消费量逐年升级,但是国内生产丙酸量远远不能满足人们需求,当今普遍采用的丙酸合成方法有三种:轻质烃氧化合成醋酸副产法、乙烯羰基合成法、丙醛氧化法。轻质烃氧化法工艺流程简单,但反应液组分复杂,产物丙酸难于分离;乙烯羰基合成法原料费用低、收率高,但其高压对反应器设备腐蚀严重;丙醛氧化法是生产丙酸的一条行之有效路线,反应在低温低压下进行,十分温和,丙酸选择性高,但是工艺流程的复杂性、稀有金属和昂贵的贵金属作为催化剂限制了其使用。因此,优化丙酸生产工艺,制备高效催化剂,构建一套完整的丙醛催化氧化体系是当今急需解决的问题。本论文采用丙醛氧化制备丙酸的方法,分别采用两种不同的钴盐制备丙酸系列新型催化剂,对制备催化剂的结晶性、热力学性能、元素的价态等进行研究,构建催化剂性质结构和丙醛氧化的构效关系。通过单因素实验和正交实验优化新催化剂体系下丙醛氧化制备丙酸的工艺条件并对实验结果进行验证,主要内容如下:通过乙酸钴和硫酸钴制备的新催化剂,经过核磁共振等分析,可以确定为丙酸钴催化剂,具有良好的热稳定性,空气中220℃才开始分解,同时催化剂的结晶度高。硫酸钴制备的丙酸钴结晶性要高于乙酸钴,无论哪种方法制备的丙酸钴,其中钴元素的价态都是二价,因此本文丙醛氧化制备丙酸中催化剂均选择丙酸钴。通过单因素实验给出反应规律以及优化工艺条件的范围,发现随着反应温度、反应时间、氧气流速、催化剂用量等在一定范围的升高,丙酸的选择性几乎都呈现先升高后降低的情况,丙醛的转化率先升高后不变,确定了反应温度范围为30-60℃;反应时间的范围为3-6 h;氧气流速范围为20-50 m L/min;催化剂用量的范围为0.03%-0.09%;溶剂丙酸质量分数为20%、30%、40%和50%。通过正交试验得出影响丙酸的选择性的因素主次顺序为反应温度>氧气流速>催化剂用量>反应时间>不同溶剂质量比,影响丙醛转化率的因素主次顺序反应温度>氧气流速>催化剂用量>不同溶剂质量比>反应时间,表明反应温度和氧气流速是对丙酸选择性和丙醛的转化率影响较大的因素。得到了优化之后的工艺条件:反应温度50℃、反应时间4 h、氧气流速40 m L/min、催化剂用量为丙醛质量的0.05%、溶剂丙酸用量为50%。最后对实验结果进行三次平行验证试验,得到丙酸的选择性为93.18%、丙醛的转化率为87.21%,高于正交试验中所有的选择性和转化率值。