乙酸苄酯研发可行性报告

乙酸苄酯研发可行性研究报告

一、研究背景

乙酸苄酯是一种应用广泛的酯类香料，常温下是无色透明油状液体，具有强烈的茉莉和铃花香。乙酸苄酯作为一种重要的香料和溶剂，有着广泛的应用前景，除了人们已经熟知的可以大量用于调配各种水果香精、食品香精外，随着科学研究的不断进步，其应用价值又焕发新的活力，又可应用于醇酸树脂的合成，用作硝酸纤维素、染料、油脂等的优良溶剂。由于其低毒性和良好的溶剂性能，近来国外大公司( 如拜耳公司等)又把其应用在兽药饲料领域，用作药品的喷洒溶剂，所以是一种有着广泛用途、市场前景非常好的产品。

乙酸苄酯是我国GB2760-86规定允许使用的食用香料。主要用以配制茉莉、桃子、杏子、树莓、草莓、苹果、葡萄、香蕉、樱桃、菠萝、木瓜、奶油、梨等型香精。FEMA(美国食用香料制造者协会)允许将其用于软饮料、冷饮、糖果、焙烤食品、布丁类及胶姆糖。乙酸苄酯对花香和幻想型香精具有提香作用,广泛而大量地用于日化香精和食品香精中，是目前合成香料工业产量最大的品种之一。在400种著名的加香产品中，如香水、化妆品香精、香皂香精，其用量排名均在前5名之内，是日化香精中使用量最多的酯类香料。

乙酸苄酯是造漆、纺织和染料等行业的优良溶剂，用作虫胶漆、醇酸树脂、硝酸纤维素、醋酸纤维素、染料、油脂、印刷油墨等的溶剂。因其具有良好的溶剂性能且低毒，在兽药及饲料行业用于药品的喷洒溶剂。

二、市场前景

乙酸苄酯是一种用于香精的配料，具有花香香气，既可用于化妆品，也可用于食品添加剂，还是醇酸树脂、硝酸纤维素、染料、油脂、印刷油墨等的优良溶剂，该产品国内外市场前景广阔，是合成香料工业中产量最大的品种之一，因此，国内外各大香料公司都非常重视乙酸苄酯的生产和开发，目前世界年需求量达1.2万吨。国内产品大部分出口，主要消费在亚洲及欧洲市场，绝大部分应用在日化行业香精配方中。

三、工艺研究

目前工业上乙酸苄酯的合成路线，根据其合成原料的不同，主要有两种：一种是通过苄醇（苯甲醇）和乙酸酯化反应得到，另一种是以氯化苄和乙酸钠为原料，反应得到乙酸苄酯。

3.1由苄醇和乙酸酯化

以苄醇和乙酸为原料反应合成乙酸苄酯，是工业上比较传统的合成工艺，是传统的酯化反应。目前最成熟的工艺就是苄醇和乙酸，在硫酸存在下以苯为溶剂，加热回流酯化得到乙酸苄酯。但是该法产率低、反应时间长，原料的回收比较难，后处理成本高。同时硫酸具有很强的氧化性和腐蚀性，致使产率低、设备腐蚀严重、维修费高，这将会提高生产的成本，并且此工艺“三废”污染严重。

为了克服以上问题，工业上采用了一些其他催化剂进行替代，如：固体超强酸S042-/TiO2催化剂、D-72磺酸树脂、732型强酸性阳离子交换树脂、FeCl3-漆酚树脂等作为催化剂。这些方法虽然克服了产率

低、腐蚀性和污染问题，但仍需要有机溶剂作为带水剂来移出反应中生成的水，以提高酯化率。

3.2由氯化苄和乙酸钠反应

以氯化苄和乙酸钠为原料合成乙酸苄酯，工业上主要有以下几种方法：⑴氯化苄和过量乙酸钠在氧化铜或汞盐等的存在下加热反应制得，但是此法污染大，收率低，成本高；⑵氯化苄和乙酸钠用冰乙酸作溶剂进行反应，但反应后的溶剂不能回收，造成浪费；⑶氯化苄和乙酸钠在相转移催化剂存在下合成乙酸苄酯,该法具有原料成本低、反应条件温和、收率高、操作简单、反应速度快、催化剂可回收利用等特点。因此，相比之下相转移催化反应生产乙酸苄酯是一种较佳的合成路线。

氯化苄和乙酸钠本身是互不相溶的，混合一起会形成两相，基本不发生反应，因此要加入第三种物质，在它的作用下反应才可顺利进行，这就是相转移催化剂。氯化苄和乙酸钠在相转移催化剂作用下酯化生成乙酸苄酯的相转移催化作用原理如下：

其中,Q+X-为相转移催化剂。

在这一循环中,相转移催化剂Q+X-并不一定要与在有机相中再生的离子对Q+Cl-相同,只要在溶液中存在着亲脂性的阳离子Q+,无论阴离子X-和Cl-是否相同,在水相中这些阴离子都必须与CH3COO-交换位置,形成离子对Q+CH3COO-,由于离子对Q+CH3COO-在水相与有机相间存

在着平衡,这样就顺利地把CH3COO-带入了有机相,进而与氯苄发生取代反应生成乙酸苄酯CH3COOCH2C6H5。

常见的相转移催化剂种类较多，有：聚醚、环状冠醚类、季铵盐、叔胺、季铵碱、季膦盐。氯化苄和乙酸钠反应合成乙酸苄酯工艺，较适合的相转移催化剂是季铵盐类，其中对于该反应催化效果较好的催化剂有：四正丁基溴化铵（TBAB）、十六烷基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵（TEBA）、碘化钠/三乙胺(NaI/Et3N)等。工艺流程图如下：

图1 乙酸苄酯生产工艺流程图

该流程中结晶醋酸钠为相转移催化提供工艺用水，为使工艺水循环使用而不外排需用定量的无水醋酸钠以维持一定量的工艺循环用水。反应中为使氯化苄尽可能的反应，反应中乙酸钠需过量。

乙酸苄酯的产品质量标准如下：

表1 1987年6月1日实施的国标GB6775-86

项目具体要求

色状无色透明液体，色泽不超过标准比色夜3号色标

香气果香，具茉莉花香气

相对密度(25/25℃) 1.052-1.054

折光系数(20℃) 1.5010-1.5030

溶解度(25℃) 全溶于6倍容量的60%乙醇中

酸值(以mgKOH/g

≦1.0

计)

含酯量98.0%

含氯实验负反应

含砷量(AS) ≦3ppm(0.0003%)

重金属(以Pb计) ≦10ppm(0.001%)

表2 2007年8月1日发改委颁布的轻工行业标准QB/T 1769-2006 项目具体要求

色状无色液体

香气具有甜香、果香、花香（茉莉花）

相对密度(25/25℃) 1.049-1.059

折光系数(20℃) 1.500-1.5040

溶解度(25℃) 1ml试样全溶于60%（体积分数）乙醇5ml中酸值≦1.0

含酯量(GC) ≧98.0%

微量氯负反应

四、经济效益

乙酸钠是我司最主要的副产品，每年结晶乙酸钠的产量8000多吨，无水醋酸钠1600多吨，但是乙酸钠的市场售价较低，经济效益