聚3-羟基丁酸酯(PHB)是一种生物可完全降解塑料。3-羟基丁酸和3-羟基丁酸乙酯是合成PHB的主要单体,目前尚未工业化生产,因此研究PHB单体的合成工艺具有重要的实用价值。3-羟基丁醛液相氧化合成3-羟基丁酸在0.5L环流反应器内进行,详细考察了反应器的结构参数对氧化收率的影响。确定最佳反应器结构为:内外管高度比h/H=0.40,内外管管径比d/D=0.71,填料体积占反应物系总体积4.0%,开孔率50%的圆形渐缩式喷嘴。在上述最佳反应器内进行反应,温度60℃,压力1 MPa,氧气进气量0.018m3/h,溶剂乙酸乙酯用量为3-羟基丁醛质量的100%,催化剂醋酸钴用量为3-羟基丁醛质量的0.5%,反应4.5h,3-羟基丁酸的平均收率为88.9%。为工程放大,设计了4 L环流反应器,研究了3-羟基丁醛氧化反应在放大情况下的反应规律。正交实验表明:反应时间对氧化反应收率有显著影响,溶剂用量和进气速度对收率有一定的影响。由正交实验及外延实验确定的最佳氧化条件为:溶剂乙酸乙酯用量为3-羟基丁醛质量的140%,氧气进气量0.16 m3/h,压力1 MPa,温度60℃,催化剂醋酸钴用量为3-羟基丁醛质量的0.5%,在此条件下反应5h,平均收率为88.1%,初步解决了环流反应器的放大效应。研究了3-羟基丁酸酯化工艺,采用固体超强酸SO42-/Fe2O3催化合成3-羟基丁酸乙酯,最佳工艺条件:3-羟基丁酸1.0mol,无水乙醇1.2mol,固体超强酸10.0g,环己烷50 mL,56.3g氧化钙(或92.3g分子筛或17.1g硫酸镁),反应3h,3-羟基丁酸乙酯的平均收率达95.5%。并初步探索了3-羟基丁酸甲酯的合成条件。