对比苯法生产顺酐，以正丁烷氧化制顺酐，其单耗低、毒性小、对环境污染小，早已成为国外主要的顺酐生产工艺，但是正丁烷法所用的VPO催化剂尚未国产化，进口催化剂的最适宜活化条件及顺酐反应器的开发等，国内的研究也远远落后于国外，因此，对正丁烷氧化制顺酐，从催化剂的制备、活化条件的探索到反应器的开发等一系列基础研究就显得十分重要。 本论文从催化剂的制备出发，并借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定(BET)、元素分析、钒的价态的滴定分析等多种测试手段，探讨了催化剂的制备中各种因素对催化剂性能的影响。搭建了催化剂的固定床小试评价装置，对不同催化剂的反应性能进行了评价及工艺条件研究，探索了不同活化方法对VPO催化剂性能影响。在此基础上，利用工业单管实验评价装置，对催化剂进行了全面的工艺条件研究，并与小试装置的实验结果进行了对比，考察了工业反应器中的放大效应，并用来优化工业生产的操作条件。 最后借助小试实验装置及工业单管装置的研究结果，进行了年产3万吨的顺酐反应器的概念设计。