柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺
课程设计酯化法生产柠檬酸三丁酯的工艺设计
化学化工学院《化工进程与工艺设计》设计题目酯化法生产柠檬酸三丁酯的工艺设计学生姓名庄永祥班级、学号J1001100633 指导教师姓名周浩力设计时刻2013年6月27日--2013年7月5日课程设计成绩（五级分制）：指导教师签字前言在塑料制品大行其道的今天，塑化剂超标风险可谓无处不在。
塑化剂或称增塑剂，是一种增加材料柔软性或是使材料液化的添加剂，种类多达百余种。
最近几年来,随着食物、药品等工业的进展, 人们在对增塑剂的需求与日俱增同时, 对增塑剂的卫生也愈来愈关切。
目前, 工业上经常使用的增塑剂是邻苯二甲酸酯类, 但已有大量研究发觉, 此类增塑剂有可能致癌, 许多国家已严格操纵其在食物包装材料、医疗器械及儿童玩具等产品中的利用。
研究开发新型、绿色增塑剂已经成为当务之急。
柠檬酸三丁酯确实是一种新型的良好的无毒增塑剂, 因其具有相溶性好、增塑效率高、不易挥发、无毒、无气味、耐寒性强等特点而倍受关注。
因此，最近几年来,柠檬酸三丁酯的合成研究较为活跃。
本设计针对目前国内生产及供需现状，对年产800吨无毒增塑剂柠檬酸三丁酯项目进行工艺设计。
设计中，参考同类工业生产的工艺现状，将生产进程分为酯化、脱醇，水洗及分离，干燥，脱色和过滤等5个操作单元。
通过进行物料衡算，确信每一个操作单元进出物料量，并由此确信消耗定额，同时为热量衡算、设备选择、平面布置设计、管道设计、设备投资奠定基础。
对该工艺中所涉及到的各换热进程如酯化等操作单元的加热釜、冷凝器等设备均进行热量衡算，确信各换热器的传热面积、加热进程所用加热蒸气量和最大加热蒸气量、冷却进程冷却水消耗量和最大消耗量，为各换热设备的选择和公用工程中涉及到的加热蒸气、冷却水的供给提供了依据。
也为设备平面布置设计、管道设计和经济核算提供必要的数据。
结合对各个单元所进行的物料衡算和热量衡算，依照各操作单元所涉及的物料性质，对该工艺中所涉及到的设备进行了选择，其中的定型设备依照《化工工艺设计手册》进行选择，非定型设备如蒸馏塔那么依照进入蒸馏物料量进行必要计算，确信各塔所需理论板数，依照所选填料特性确信所需填料层高度，最终确信各设备的材质和规格。
柠檬酸三丁酯的催化合成研究
柠檬酸三丁酯的催化合成研究柠檬酸三丁酯是一种常见的有机酯类化合物，广泛应用于食品、药品、塑料、涂料等领域。
其催化合成方法是一项重要的研究课题。
本文将从反应机理、催化剂、反应条件等方面对柠檬酸三丁酯的催化合成进行探讨。
一、反应机理柠檬酸三丁酯的催化合成是一种酯化反应。
反应物包括柠檬酸、丁醇和催化剂，反应产物为柠檬酸三丁酯和水。
反应机理如下：首先，柠檬酸和丁醇发生酯化反应，生成柠檬酸丁酯和水。
然后，柠檬酸丁酯与丁醇再次发生酯化反应，生成柠檬酸三丁酯和水。
整个反应过程中需要催化剂的存在，催化剂能够促进反应的进行，降低反应能垒。
二、催化剂催化剂是柠檬酸三丁酯催化合成的关键因素之一。
常用的催化剂有硫酸、氯化亚砜、三氯化铝、氧化铝等。
其中，氧化铝催化剂具有较高的催化活性和选择性，且易于制备和回收利用。
氧化铝催化剂的催化机理是通过吸附反应物分子，使其形成键合状态，从而促进反应的进行。
三、反应条件反应条件对柠檬酸三丁酯催化合成的影响较大。
常见的反应条件包括反应温度、反应时间、反应物比例、催化剂用量等。
一般来说，反应温度在100℃左右，反应时间为2-4小时，反应物比例为柠檬酸：丁醇为1：3，催化剂用量为柠檬酸质量的2%-5%。
在这些条件下，柠檬酸三丁酯的产率可达80%以上。
四、催化合成的优点相比于传统的酯化反应方法，催化合成具有以下几个优点：1. 反应速度快，反应时间短。
2. 催化剂用量少，反应产物易于分离和纯化。
3. 反应条件温和，对环境友好。
4. 反应产物的选择性高，催化剂的选择性也较好。
五、总结柠檬酸三丁酯的催化合成是一项重要的研究课题，其反应机理、催化剂、反应条件等方面都需要深入探讨。
通过合理的催化剂选择和反应条件控制，可以实现高产率、高选择性的柠檬酸三丁酯催化合成。
催化合成方法具有反应速度快、催化剂用量少、反应条件温和等优点，是一种值得推广和应用的方法。
无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的催化合成方法
酸四乙酯的混合物为催化荆(比例为7：2：1)也顺利合成T B C，其优化条件为：催化剂用量控制在O．I％左右，酸醇摩尔比为l：5．0一l：5．5，回流分水4—7h，再经中和，减压蒸馏得产品收率96％【5|。
沙耀武等利用5．09柠檬酸，0．39对甲苯磺酸，20m l正丁醇，采用微波功率中高火辐射30m i n，酯化收率91．2％，该条件下的反应速度是常规加热法反应速度的6倍【9J。
‘1．2氨基磺酸催化合成柠檬酸三丁酯氨基磺酸在工业和民用清洗剂中广泛使用，来源容易、性能稳定，腐蚀性小，不溶于有机反应体系，易分离j能重复使用，是一种颇有应用前景的催化剂。
邓旭忠等采用0．2m ol柠檬酸，0．8r∞l正丁醇，1．59氨基磺酸，在110—160℃回流分水2．5h，柠檬酸转化率达98：2％L3J。
2无机盐催化合成柠檬酸三丁酯2．1三氯化钛催化合成柠檬酸三丁酯钛离子是外层有空的d轨道的离子，能够与羰基配位，具有催化酯化性能。
周文富等利用4％(m d)的三氯化钛为催化荆合成113C，最佳酸醇摩尔比l：4，回流分水3h，温度为104一K6℃，可妃收率为98．0％，产品质量好，与美国Pnzer公司产品标准相近，催化剂重复使用活性较好，同时分析了该酯化反应的动力学，反应的表观活化能为158．2Ⅺ．nl ol～。
相同条件下，使用不同无机盐为催化剂作对比实验，催化合成n℃的活性为：Ti C l3和(N H4)2Fe(S04)2 Ck(94．1％)>越a3<90．0％)>嘶(86．7％)≈ZnCl2(86．1％)LloJ。
TiC曼3是一种价廉、易再为最佳酯化催化剂。
催化活性顺序为：Ti C l3(收率98．0％)>(N吼)2Fe(S04)2(95．8％)>F e—生、新型的具有使用价值的酯化催化剂。
2．2氯化铁及载铁催化剂催化合成柠檬酸三丁酯结晶氯化铁(F蛾．6H20)是一种价廉易得的化合物，利用它催化合成TB C操作方便，反应时间短，转化率高，对设备腐蚀和三废污染低，是一种价廉易得，值得推广的有效合成方法。
柠檬酸三丁酯合成工艺的评述
柠檬酸三丁酯合成工艺的评述苏晓怡（高分子专09-1班 05号）摘要：柠檬酸三丁酯(TBC)是一种新型无毒增塑剂，它具有相容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小，耐寒性、抗霉性、耐光性、耐水性优良、可降解等特点，因此是一种最有发展前途的绿色、安全增塑剂。
本文介绍了柠檬酸三丁酯的生产合成工艺及发展前景。
关键词：柠檬酸三丁酯 TBC 增塑剂柠檬酸生产合成工艺应用1.概况柠檬酸三丁酯其系统名为：2-羟基-1，2，3-三正丁氧羰基丙烷，英文名称为Tributyl Citrate，简称为TBC，分子式为C18H32O7。
结构式为：分子量为 360.44，沸点170℃（133.3Pa），闪点（开杯）185℃。
该产品常温下为无色透明液体，折光率为 1.4428(20℃)，不溶于水，是一种无毒增塑剂。
能与丙酮、四氯化碳、矿油、醋油、蓖麻油、亚麻油、醇及其它溶剂相溶；不溶于水、无毒无味、挥发性小；耐热、耐光、耐水，与乙烯基树脂相容性好，是增塑性能较好的增塑剂。
可用于聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和各种纤维素树脂的增塑，具有相溶性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点，而且经其增塑后，塑料低温挠曲性能好，在熔封时热稳定性好、不变色；其耐寒性、耐光性、耐水性优良，可用于食品包装材料和医疗卫生制品，并且在树脂中不滋长霉菌，有抗霉性；还可用作蛋白质类溶液的消泡剂；还可抗细菌及不滋长细菌，无刺激性，具有阻燃和可降解性。
因此，柠檬酸三丁酯稳定性好、经久耐用，是一种无毒无味的绿色环保塑料增塑剂。
另外，其酰化衍生物乙酰柠檬酸三丁酯除了具有TBC的优点外。
还可作为聚偏二氯乙烯的稳定剂、薄膜与金属粘合的改性剂等随着我国塑料工业的迅速发展，聚氯乙烯（PVC）作为塑料工业的主要产品之一，其应用领域越来越广泛。
聚氯乙烯，尤其是软制品，在加工过程中需要使用大量的增塑剂，目前使用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类产品。
但是由于存在潜在的致癌性，国外已经严格控制其使用。
柠檬酸三丁酯合成中的催化剂研究
柠檬酸三丁酯合成中的催化剂研究柠檬酸三丁酯（Triacetin，C9H18O6）是一种双醇化合物，它被广泛用于食品添加剂、药用润滑剂、香精香料和非活性洗涤剂中。
它的合成通常需要柠檬酸与三丁醇在溶剂环境下发生反应，这是一种针对特定应用的反应过程。
由于柠檬酸三丁酯是一种涉及多个步骤的合成物，其合成过程中可能需要使用催化剂。
实验室研究表明，柠檬酸三丁酯合成反应的最佳催化剂是由氢氧化钾制成的钾催化剂，它可以显著提高反应的速度。
通常，反应需要柠檬酸经过4小时才能完成，而加入钾催化剂之后，反应可以在2小时内完成，其水溶液酸度也显著提高。
此外，在反应过程中，也可以使用其他类型的催化剂，如磷酸钾、氯化钠和亚硫酸钠。
在实验室测试中，这些催化剂可以提高反应的速率，但最终的完成时间并不能与使用钾催化剂相比。
这可能是由于这些催化剂的结构不能提供和磷酸钾、氯化钠和亚硫酸钠相同的可活性位点，从而导致反应的效率大大降低。
为了更好地理解柠檬酸三丁酯合成中催化剂的作用，我们进行了X射线衍射（XRD）分析。
结果表明，催化剂可以促进柠檬酸和三丁醇之间的反应，从而产生有机化合物。
我们还知道，催化剂可以改变柠檬酸三丁酯的形成结构，使其形式更加稳定。
这些结构的相关性一直是人们无法解释的重要因素，我们的研究也可以为此问题提供一些有价值的信息。
另外，我们还研究了催化剂在柠檬酸三丁酯合成中的其他作用，如活性位点、反应条件等。
实验室研究表明，催化剂可以改变柠檬酸三丁酯合成中物质的活性位点，这使得反应条件变得更加有利。
例如，在控制反应条件的情况下，使用催化剂可以在较高的温度和压力下完成反应，从而大大缩短反应的时间。
在反应过程中，催化剂还可以分解C-C键或其他有机物，这有助于合成柠檬酸三丁酯。
综上所述，催化剂在柠檬酸三丁酯的合成过程中起着不可或缺的作用。
实验室研究表明，在柠檬酸三丁酯合成中，钾催化剂是最有效的催化剂，可以显著提高反应速度，使反应简洁可控。
增塑剂柠檬酸三丁酯的生产工艺
增塑剂柠檬酸三丁酯的生产工艺1.引言1.1 概述概述增塑剂是一种在工业生产中被广泛使用的化学物质，其作用是在塑料制品中增加柔软度、可塑性和延展性。
柠檬酸三丁酯是一种常见的增塑剂，被广泛应用于各个领域，如塑料制品、橡胶制品、涂料和油墨等。
本文将介绍柠檬酸三丁酯的生产工艺，包括其定义和作用，以及特性和应用。
我们将探讨生产柠檬酸三丁酯的工艺流程，并讨论工艺的优化和改进方法，以提高其生产效率和质量。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解柠檬酸三丁酯的生产工艺，并获得关于该工艺的实用信息。
这对于从事增塑剂生产、研发和应用的相关人员具有重要意义。
同时，本文也为进一步研究和开发新的增塑剂提供了参考和借鉴。
1.2文章结构文章结构的主要目的是为读者提供一个清晰的框架，以帮助他们更好地理解和阅读文章。
为了实现这一目的，本文将分为以下几个部分:第一部分是引言部分，该部分主要包括对文章的背景和目的进行介绍。
在本文中，我们将讨论增塑剂柠檬酸三丁酯的生产工艺。
首先，我们将概述增塑剂的定义和作用，并介绍柠檬酸三丁酯的特性和应用。
然后，我们将说明本文的结构和目的。
第二部分是正文部分，该部分主要介绍增塑剂柠檬酸三丁酯的特性和应用。
我们将详细描述柠檬酸三丁酯的化学结构和性质，并重点介绍它在塑料工业中的应用。
通过对柠檬酸三丁酯特性和应用的分析，我们将深入探讨该增塑剂在塑料制品中的优势和潜在的挑战。
第三部分是结论部分，该部分主要包括对柠檬酸三丁酯生产工艺的工艺流程进行介绍，并探讨如何优化和改进生产工艺。
我们将详细描述柠檬酸三丁酯的生产过程，并提出一些可行的改进措施，以提高生产效率和质量。
通过对生产工艺的分析和改进，我们希望能够为相关行业的生产者和研究者提供有益的参考和指导。
通过以上几个部分的编写，本文将全面阐述增塑剂柠檬酸三丁酯的生产工艺，并提供对应的理论依据和实践经验。
希望本文能够为读者加深对该增塑剂的了解，并为相关领域的研究和生产工作提供有价值的参考。
柠檬酸三丁酯
柠檬酸三丁酯通常是由柠檬酸和正丁醇在催化剂作用下酯化而成,传统的催化剂是浓硫酸[1],虽然它价格低、催化活性高,但存在设备腐蚀严重、后处理工艺复杂、反应选择差、环境污染严重等弊端,因而寻求可替代浓硫酸的催化剂研究相当活跃,发现了很多催化效果较好的催化剂,下面就这方面的研究进行综合报道。
1硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁酯一水合硫酸氢钠是强离子型化合物,经研究发现,它易溶于水,水溶液呈强酸性,但不溶于有机酸和醇反应体系,可作为酯化反应的催化剂,研究表明该催化剂具有催化活性高、稳定性好、收率高、易于分离、合成方法简便、无腐蚀、无污染等优点。
陈丹云[2]等用一水合硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:0.1ｍｏｌ柠檬酸,醇酸物质的量比4.5,催化剂用量3.5ｇ,反应时间2ｈ、收率大于95.6%。
邓斌[3]等用一水合硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁醋的优化条件:0.1ｍｏｌ柠檬酸,醇酸物质的量比4.2,催化剂用量1.5ｇ,反应时间2.5ｈ,柠檬酸的酯化率达98.47%。
王建平[4]用一水合硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件是:醇酸物质的量比6.0～7.0,催化剂用量为酸、催化剂物质的量比1∶0.1,反应时间1.5ｈ,转化率大于95%,产品纯度达99%。
2固体超强酸催化合成柠檬酸三丁酯超强酸是酸强度比100%硫酸更强的酸。
研究表明用它作为酯化反应的催化剂具有选择性好,反应速度快,收率高,易分离,操作方便,催化剂稳定,能重复使用,不腐蚀设备,无污染,是一种具有发展前途的催化剂。
孙长勇[5]等用固体超强酸ＳＯ4-2/ＴｉＯ2催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:酸醇比为1∶4,反应时间为3.5ｈ,催化剂用量为总投入量的1.5%,酯产率达90%以上。
熊国宜[6]等利用固体超强酸ＺｒＯ2/ＳＯ4-2催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:ＺｒＯ2/ＳＯ4-2用量为0.6%酸醇物质的量比1∶3.6,回流分水2ｈ,蒸完后经中和,得产品,酯化率96.14%,催化剂重复使用价值若干次后,其酯化率仍达96%。
柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺
编号: 日期：职业技术学院毕业设计（论文)题目：柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺指导教师:系部：生化工程系专业: 应用化工技术姓名：周海燕学号：目录第一章增塑剂的发展现状 (5)1、增塑剂的情况 (5)1。
1、概述 (5)1。
2、增塑剂作用机理 (5)2、增塑剂的现状及面临的问题 (5)2。
1、增塑剂现状 (5)2。
2、面临的问题 (5)3、增塑剂的国内外研究与应用现状及趋势 (7)4、环保增塑剂柠檬酸三丁酯的优点第二章典型增塑剂:柠檬酸三丁酯的合成工艺 (11)1、无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的工艺优化研究 (11)1.1、国内生产柠檬酸三丁酯的传统工艺 (11)2、催化剂在酯化合成中的应用情况 (11)参考文献: (15)摘要使用固体超强酸作催化剂生产柠檬酸三丁酯无毒增塑剂，开发柠檬酸三丁酯合成新工艺的核心在于研发出催化活性高、腐蚀性小、易分离、重复使用和再生性能好、成本低的催化剂。
关键词：无毒增塑剂柠檬酸三丁酯合成工艺前言柠檬酸三丁酯是一种增塑剂，它添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加，柠檬酸三丁酯能添加到高分子聚合物中增加材料的可塑性，改善在成型加工时树脂的流动性,赋予制品柔软性的功能性产品.柠檬酸三丁酯是一种高沸难以挥发的粘稠液体，不与塑料发生反应。
增塑剂是现代工业最大的助剂品种占塑料助剂总产量的百分之六十,对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起决定性作用。
目前主要用于PVC制品添加了增塑剂的PVC主要应用领域为玩具电线电缆地板及墙壁贴面建材汽车包装材料电子与医疗部件如血浆袋和成套输液器等大量耐用并易造型的塑料制品中。
现代的增塑工业发展成为以石油化工为基础以柠檬酸三丁酯为核心的多种品种，大生产的化工行业。
一增塑剂的发展柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺第一章增塑剂的发展现状1.1、概述增塑剂是添加到高分子聚合物中增加材料塑性，使之易加工，赋予制品柔软性的功能性化工产品，也是迄今为止产能和消费量最大的助剂种类。
乙酰柠檬酸三丁酯的生产设计说明书
乙酰柠檬酸三丁酯的生产设计说明书1 引言1.1 乙酰柠檬酸三丁酯概述乙酰柠檬酸三丁酯，其英文名称是Acetyl Tri-n-Butyl Citrate，简称ATBC，分子式为C20H34O8，分子量402.48。
乙酰柠檬酸三丁酯在常温常压下是无色透明的液体，在常温下密度为1.046g/cm3。
熔点是-80℃[1]。
当压力为101324.72Pa时，沸点为343℃，当压力为133.3Pa时，沸点为173℃。
折射率1.4408，闪点204℃[2]。
不溶于水但与多数有机溶剂相溶，与多种纤维素、氯化橡胶等相溶。
此外，还能与乙酸丁酯纤维素、乙酸纤维素部分相溶[3]。
乙酰柠檬酸三丁酯具有很多优良的性质，其最大的优点是无毒，安全性较高。
因此，乙酰柠檬酸三丁酯作为首选增塑剂被应用于制造儿童玩具、食品的包装、医疗用品之中。
美国食品与医药管理局（FDA）认为在所有的增塑剂中，乙酰柠檬酸三丁酯是最安全的[4]。
1.2 设计依据因为本设计是假定的设计，所以在实际的生活中不会使用。
那么设计书上标注的其他设计任务，例如计算的依据，经济效益，建设厂房时地理位置的选择，原料的供应其次还有燃料的种类，水、电、气的来源等都不会考虑。
2. 乙酰柠檬酸三丁酯生产流程叙述首先进行的是酯化反应，向反应釜中投入一定摩尔比的正丁醇和柠檬酸，加入氨基磺酸作为催化剂。
由于受到反应物正丁醇的影响，反应温度只能控制在110℃～160℃，并且在该温度下反应2.5小时。
直到酯化合格为止[5]。
酯化反应后，将反应产物TBC转入脱醇塔中，进行减压蒸馏。
用脱醇冷凝器给脱醇塔内的正丁醇蒸汽降温后，一部分正丁醇回流到酯化反应釜中继续参与反应，其余的正丁醇溶液进入回收罐循环使用。
脱醇后的TBC与乙酸酐按1：1.8的摩尔比加入到酰化反应釜中。
然后再将低压蒸汽通入酰化釜夹套内，直到反应釜的温度上升至85℃，并将反应控制在该温度下进行。
将产生的气体通过乙酰化冷凝器降温后回流到反应釜继续进行反应，乙酸酐则被分离出来进入到回收罐。
乙酰基柠檬酸三丁酯合成
乙酰基柠檬酸三丁酯（Acetyl tri-n-butyl citrate, ATBC）是一种生物降解的塑化剂，它广泛用于食品包装、儿童玩具和医疗设备等领域。
它是通过乙酰化柠檬酸和正丁醇在催化剂存在下反应合成的。
合成过程通常包括以下步骤：
1. 原料准备：取得所需的柠檬酸、正丁醇（n-butanol）、乙酸酐（Ac2O）作为乙酰化剂，以及催化剂（如硫酸或酸性离子交换树脂）。
2. 酯化反应：在反应釜中，将柠檬酸、正丁醇以及催化剂混合。
加热并搅拌以促进酯化反应，其中柠檬酸会与正丁醇反应生成柠檬酸三丁酯。
3. 乙酰化过程：在柠檬酸三丁酯合成完成后，加入乙酸酐进行乙酰化反应。
乙酸酐的加入通常是在控制的温度和压力条件下进行的。
4. 反应监控：通过取样和分析，监测反应物的转化率和产物的纯度，确保反应按预期进行。
5. 后处理：反应完成后，需要移除催化剂（如果使用固体催化剂）并通过蒸馏除去未反应的正丁醇和乙酸酐，留下乙酰基柠檬酸三丁酯。
6. 纯化：最后，通过蒸馏、结晶或其他分离技术提纯产品，得到高纯度的乙酰基柠檬酸三丁酯。
7. 质量检验：通过适当的化学分析方法（如气相色谱、高效液相色谱等）检验最终产品的纯度和质量。
这个合成路线是一个相对简单的酯化和乙酰化过程，但在工业生产中，操作条件（如温度、压力、反应时间等）和原料的比例需要严格控制以优化产率和产物纯度，并确保过程的经济性和可持续性。
此外，副产物的处理和原料的回收也是工业生产需要考虑的重要方面。
柠檬酸三丁酯
常见问题
柠檬酸三丁酯常见问题列表
【概述】柠檬酸三丁酯（TBC）是一种良好的环保增塑剂、润滑剂。常温下为无毒、有果香味、无色透明油 状液体。沸点170℃（133.3Pa），闪点（开杯）185℃。溶于多数有机溶剂。挥发性小，与树脂的相容性好，增 塑效率高，在欧美等国家允许用于食品包装和医疗卫生制品，以及儿童软质玩具、制药、医用制品、香精香料、 化妆品制造等行业。可赋于制品良好的耐寒性、耐水性和抗霉性。树脂经本品增塑后呈现良好的透明性和低温绕 曲性能，并在不同介质中具有低挥发性和低抽出性，热稳定性好，遇热不变色。用本品制备的润滑油具有良好的 润滑性能。
基本性质
TBC分子式C18H32O7，摩尔质量360·44 g/mol，为无色或淡黄色液体，可与丙酮、CCl4、矿物油、醋酸、 蓖麻油、醇及其溶剂相混；不溶于水，无毒无味，挥发性小，耐热耐光耐水，与乙烯基树脂、醋酸纤维素、乙酰 基丁酸纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素等相容性好，为增塑效能较好的增塑剂；还具抗细菌又不滋长细菌、无 刺激性，阻燃性及可降解性；LDG50大鼠口服>7 mL/(kg体重），猫>3·5 mL/ (kg体重），用10%TBC的饲料大白 鼠经8周后无脏器异常。TBC在动物体内不溶解而排出体外，对人无影响而安全。TBC质量国内分优质品与一级品， 指标分别为：外观无色透明液、近无色透明液；色泽（碘比色）≤50；酸度（以柠檬酸计mg KOH/g）≤0·015； 水分≤0·3；含量≥99·7%;d2041·037~1·047。
同分异构
化学上，丁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有四种同分异构体——正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇，相应的柠檬酸三丁酯就有四种异构 体——柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三异丁酯、柠檬酸三仲丁酯和柠檬酸三叔丁酯。工业上，作为增塑剂性能最优良 的是柠檬酸三正丁酯，其次是柠檬酸三异丁酯，鲜见柠檬酸三仲丁酯。
柠檬酸三丁酯合成工艺
柠檬酸三丁酯合成工艺
柠檬酸三丁酯是一种广泛应用的化学品，常用于食品添加剂、溶剂和调味剂等领域。
下面是柠檬酸三丁酯的合成工艺的详细解释。
柠檬酸三丁酯的合成工艺主要包括以下几个步骤：柠檬酸酯化、蒸馏分离和纯化。
首先，柠檬酸酯化是柠檬酸三丁酯制备的关键步骤。
柠檬酸和丁醇经过酯化反应生成柠檬酸丁酯。
催化剂常常使用硫酸或者酒石酸等强酸。
反应温度一般为100-150，反应时间视反应具体情况而定。
在反应过程中，还可以通过加入分子筛等吸附剂来去除生成的水，从而促进反应的进行。
其次，酯化反应完成后，需要经过蒸馏分离。
酯化反应产物中，柠檬酸三丁酯和未反应的柠檬酸酯以及副产物等组分混合在一起，需要通过蒸馏分离将柠檬酸三丁酯纯化。
常用的分离方法是常压蒸馏和真空蒸馏。
常压蒸馏用于分离易挥发的组分，而真空蒸馏适用于分离高沸点的组分。
通过调整蒸馏温度和压力等条件，得到纯度较高的柠檬酸三丁酯。
最后，通过纯化过程，可以进一步提高柠檬酸三丁酯的纯度。
纯化方法一般包括结晶法、溶剂结晶法和再蒸馏法等。
结晶法适用于分离高纯度的柠檬酸三丁酯，而溶剂结晶法适用于分离中等纯度的产品。
再蒸馏法则适用于去除混合物中的杂质，从而达到提高纯度的目的。
总而言之，柠檬酸三丁酯的合成工艺包括柠檬酸酯化、蒸馏分离和纯化三个步骤。
酯化反应通过柠檬酸和丁醇的酯化反应合成柠檬酸丁酯，然后通过蒸馏分离将柠檬酸三丁酯纯化，并通过纯化操作进一步提高其纯度。
这个工艺能够有效地制备出高纯度的柠檬酸三丁酯，满足不同领域的需求。
柠檬酸三丁酯的制备
11/28/2021
11/28/2021
柠檬酸三丁酯的制备
11/28/2021
组员：宋彦良·王巧飞·杨 坤
一、实验目的
了解由醇和羧酸制备羧酸酯的原理和方法。
学习液体有机物的蒸馏、洗涤和干燥等基本 操作。
11/28/2021
二、实验原理
主反应： 浓硫酸催化下，乙酸和乙醇生成乙酸乙酯
副反应：
11/28/2021
由于酯化反应是可逆反应，为提高酯的产率，采用增加 醇的用量及不断将产物酯和水蒸出的措施，使平衡右移。
11132017三实验试剂柠檬酸6ml02mol无水正丁醇95ml01mol浓硫酸25ml饱和碳酸钠溶液5ml饱和食盐水5ml饱和氯化钙溶液5ml无水硫酸镁11132017四实验装置回流装置蒸馏装置分液装置11132017四实验步骤1加料在50ml圆底烧瓶中加入95ml无水正丁醇和6ml柠再小心加入25ml浓硫酸摇匀投入12粒沸石然后装上冷凝管6ml柠檬酸25ml浓硫酸111320172加热回流以石棉网覆盖电炉为热源小火加热保持缓慢回流05h
饱和氯化钙溶液 (5ml) 无水硫酸镁
11/28/2021
四、实验装置
回流装置
11/28/2021
蒸馏装置
分液装置
四、实验步骤
1、加料
在50ml圆底烧瓶中加入 9.5ml无水正丁醇和6ml柠檬 酸， 再小心加入2.5ml浓硫 酸，摇匀，投入1～2粒沸石
，然后装上冷凝管。
2.5ml浓硫酸
6ml柠檬酸
9.5ml无水正丁 醇
11/28/2021
2、加热回流
以石棉网覆盖电炉为热源，小 火加热，保持缓慢回流0.5h。待反应
瓶冷却后，将回流装置改为蒸馏装置， 接受瓶用冷水冷却，加热蒸出生成的柠 檬酸三丁脂，直到馏出液体积约为反应
柠檬酸三丁酯的合成实验设计
传统方法合成柠檬酸三丁酯的预设实验思路黄振宇柠檬酸三丁酯的合成，所需仪器：电炉、酒精灯、石棉网、圆底三颈烧瓶250ml、分水器、磁力搅拌器若无，则搅拌器为电动，需要圆底四径直颈烧瓶)、温度计两支（200℃量程）、直形冷凝管、真空接液管、锥形瓶、分液漏斗、布氏抽滤瓶、克氏蒸馏瓶、圆底烧瓶、温度计、烧杯、玻璃棒、抽气瓶、抽气机、药品（每次实验剂量）：柠檬酸0.1mol、正丁醇0.45-0.5mol、浓硫酸0.6-1克活性炭、去离子水（均为分析纯）、5%的氢氧化钠溶液大致操作流程1.按设计图接好分液漏斗、分水器（分水器接直形冷凝管）、温度计等.三颈烧瓶放置磁力搅拌器。
分水器放水少许水。
实验开始，保证酯化温度为140-150℃2.中和水洗用5％的NaOH溶液中和、水洗至中性，分去水相。
3.蒸馏酯相在0．098MPa真空度下，控制釜液温度不超过140"O，减压蒸馏，回收过量的正丁醇。
4.脱色常压下，加入活性炭，搅拌0．5h左右冷却，滤出活性炭，得到柠檬酸三丁酯附以下文字材料：浓硫酸等强无机酸是传统的催化合成TBC的催化剂,它们虽然价格低,催化活性高,但存在反应时间长,选择性低,易引起脱水、氧化、炭化、醚化等副反应,后处理麻烦,产物与催化剂分离烦琐,设备腐蚀严重,有废酸排放,严重污染环境等缺点。
采用聚糖作为硫酸的载体制成壳聚糖硫酸盐可以克服硫酸作为催化剂的缺点,这种固载化的硫酸对设备无腐蚀,反应液的pH为中性,催化剂可重复使用5 次,其酸化率保持在94.4%~97.2%柠檬酸三丁酯无色透明油状液体，溶于多数有机溶剂，不溶于水。
本品挥发性小，无气味，与树脂的相容性好，增塑效果高。
可赋于制品良好的耐寒性、耐水性和抗霉性。
无毒沸点：170℃闪点：185℃密度：1.042折光率：1.444熔点：-20℃正丁醇英文：n-butanol；n-butyl alcohol；butanol化学名称：1-丁醇分子式：CH3CH2CH2CH2OH分子量：74.14物理及化学性质：无色液体，有酒味，相对密度(d2020)0.8109，沸点117.7℃，熔点--90.2℃，折射率(n20D )1.3993，闪点35-35.5℃，自燃点365℃，20℃时在水中的溶解度7.7%(重量)，水在正丁醇中的的溶解度20.1%(重量)。
柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺
柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）编号：日期：职业技术学院毕业设计 (论文)题目: 柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺指导教师:系部: 生化工程系专业: 应用化工技术姓名: 周海燕学号: ?目录第一章54、环保增塑剂柠檬酸三丁酯的优点摘要使用固体超强酸作催化剂生产柠檬酸三丁酯无毒增塑剂，开发柠檬酸三丁酯合成新工艺的核心在于研发出催化活性高、腐蚀性小、易分离、重复使用和再生性能好、成本低的催化剂。
关键词：无毒增塑剂柠檬酸三丁酯合成工艺前言柠檬酸三丁酯是一种增塑剂，它添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加，柠檬酸三丁酯能添加到高分子聚合物中增加材料的可塑性，改善在成型加工时树脂的流动性，赋予制品柔软性的功能性产品。
柠檬酸三丁酯是一种高沸难以挥发的粘稠液体，不与塑料发生反应。
增塑剂是现代工业最大的助剂品种占塑料助剂总产量的百分之六十，对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起决定性作用。
目前主要用于PVC制品添加了增塑剂的PVC主要应用领域为玩具电线电缆地板及墙壁贴面建材汽车包装材料电子与医疗部件如血浆袋和成套输液器等大量耐用并易造型的塑料制品中。
现代的增塑工业发展成为以石油化工为基础以柠檬酸三丁酯为核心的多种品种，大生产的化工行业。
一增塑剂的发展第一章增塑剂的发展现状1.1、概述增塑剂是添加到高分子聚合物中增加材料塑性，使之易加工，赋予制品柔软性的功能性化工产品，也是迄今为止产能和消费量最大的助剂种类。
它被广泛应用于玩具、建筑材料、汽车配件、电子与医疗部件等大量耐用并且易造型的塑料制品中。
1.2、增塑剂作用机理增塑剂是具有一定极性的有机化合物，与聚合物相混合时，升高温度，使聚合物分子热运动变得激烈，于是链间的作用力削弱，分于间距离扩大，小分子增塑剂钻到大分子聚合物链间，这样增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用代替了聚合物极性分子间的作用，使聚合物溶涨，增塑剂中的非极性部分把聚台物分子的极性基屏蔽起来。
柠檬酸三丁酯
化工中间体 2010年第03期柠檬酸三丁酯的催化合成研究邓斌，3 陈六平2 徐安武3柠檬酸三丁酯fTributyl Citrate．简称TBC)是一种性能优良、市场前景十分看好的无毒增塑剂，除具有相容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点外．对塑料制品的低温性能和光稳定性能也有良好的改善。
在食品包装、医药器具、儿童玩具、个人卫生用品等方面已逐步取代邻苯二甲酸二辛酯fDOP)成为这些行业的主增塑剂。
此外也用于蛋白质类溶液的消泡剂柠檬酸三丁酯通常是由柠檬酸和正丁醇在催化剂作用下酯化而成．传统的生产工艺是以浓硫酸为催化剂，但存在副反应多、产品色泽深、后处理工艺复杂、设备腐蚀严重以及废酸污染环境等弊端。
因此寻求无腐蚀、无氧化、无污染、高产率的催化剂是人们一直探索的课题第36卷第2期2007年4月当代化工Contemporary Chemical Industr合成柠檬酸三丁酯的催化体系侯小娟，彭炳华，涂远晖，吴英华4 杂多酸催化体系杂多酸是一类含有氧桥的多酸配位化合物，是由不同含氧酸之间配聚形成的，它具有较强的酸性和适中的氧化还原性，是一种新型的多功能催化剂，该催化剂具有活性高、选择性好，寿命长、对设备无腐蚀等特点。
李秀瑜研究制得磷钨酸(HPW)用于催化合成TBC，其优化反应条件为：酸醇摩尔比为1：5，HPW用量为酸质量的3％，在110 160℃回流反应4 5 h，平均转化率达98．9％，产品纯度>99％，该法具有活性高、无污染，易与反应体系分离及可重复使用的特点。
HPW的催化效果>FeC1 ·6H O，超过或接近ZrO 一TiO ／sO：一。
吴茂祥等用自制的硅钨酸催化合成TBC，其优化条件为：0．3 g硅钨酸，21 g(0．1too1)一水柠檬酸，55 mL正丁醇，反应时间2．5 h，酯化率可达98．3％。
左阳芳用A1 O，微球负载磷钼酸催化合成TBC，其优化条件为：：催化剂0．8％，酸醇物质的量比1：4．5，110—160℃反应3．5 h，酯化率可达91．7％，催化剂重复使用5次，活性没有下降。
化工工艺设计-500吨乙酰柠檬酸三丁酯
北京化工大学化学工程学院设计说明书题目：年产500吨乙酰柠檬酸三丁酯工艺设计学生：班级：学号：指导教师：2016年元月目录第一章工艺设计基础1.1 设计任务1.2 原辅材料性质及技术规格1.3 产品的性质及技术规格1.4 危险性物料的主要物性1.5 原辅材料的消耗定额第二章工艺说明2.1 生产方法、工艺技术路线及工艺特点2.1.1 生产方法2.1.2 工艺技术路线的确定2.2 生产流程简述第三章工艺计算与主要设备选型3.1 物料衡算3.1.1 计算的基准数据3.1.2 计算基准3.1.3 各单元物料衡算3.2 热量衡算3.2.1 计算的基准数据3.2.2 物料衡算3.3 酯化过程相关设备的计算及选型4.附图：带控制点的工艺流程图（PID）第一章工艺设计基础1.1 设计任务设计项目：年产500吨乙酰柠檬酸三丁酯生产工艺设计产品规格：纯度为98.5%的乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）生产能力：年产500吨ATBC；考虑到设备检修，年开工时间300天；采用五班三倒制，每班工作8h。
产品主要用途（合成乙酰柠檬三丁酯的意义）：作为一种优良的无毒增塑剂，用于食品包装、儿童玩具、医疗用品及其它生活用品。
此外，还可用作医药制品助剂，金属涂层，卫生用品中的除臭剂、香料和食品添加剂，色谱分析固定相等，应用前景十分广泛。
拟采用的聚合工艺：拟采用柠檬酸与正丁醇酯化反应生成柠檬酸三丁酯（TBC），酯化反应物经脱醇后再与醋酸酐进行乙酰化反应，然后，乙酰化反应物经过脱酸处理得到粗ATBC溶液，最后，再经过中和、水洗、干燥和脱色等后处理步骤得到满足要求的ATBC产品。
流程图如下：图1 乙酰柠檬酸三丁酯的合成工艺流程图主要设计任务：ATBC生产工艺由反应工段（图1虚线框图部分）和后处理工段两大部分组成，本设计大作业的主要设计任务为酯化、脱醇、乙酰化及脱酸四个部分工艺流程，后处理工段不做考查，具体任务如下：1.酯化、脱醇、乙酰化和脱酸等工段的物料衡算；2.酯化、脱醇、乙酰化和脱酸等工段的热量衡算；3.设备计算和选型；4.设计出反应工段带仪表及控制点的工艺流程图由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料供应来源以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。
柠檬酸三丁酯合成催化剂
柠檬酸三丁酯合成催化剂国内柠檬酸三丁酯合成催化剂研究进展柠檬酸三丁酯(TBC)是⼀种新型⽆毒增塑剂，它具有相容性好、增塑效率⾼、⽆毒、挥发性⼩，耐寒性、抗霉性、耐光性、耐⽔性优良、可降解等特点，因此是⼀种最有发展前途的绿⾊、安全增塑剂。
柠檬酸三丁酯通常是由柠檬酸和正丁醇在催化剂作⽤下酯化⽽成，传统的⽣产⼯艺是以浓硫酸为催化剂[1，4]，但存在副反应多、产品⾊泽深、后处理⼯艺复杂、设备腐蚀严重以及废酸污染环境等弊端，因此，⾮硫酸催化剂是当前最活跃的研究领域。
这⾥将各种⾮硫酸催化剂的研究或专利汇总如下：⼀、有机磺酸与⽆机磺酸催化剂1、对甲苯磺酸对甲苯磺酸(PTS)是⼀种强有机酸，其对设备的腐蚀性和环境污染⽐硫酸⼩，选择性好，价廉易得，易于保存、运输和使⽤，且⽤量少、活性⾼，产品⾊泽好，是⼀种适合于⼯业⽣产的催化剂。
李成尊[2]等利⽤PTS催化合成TBC，其研究的优化条件为：酸醇摩尔⽐为1：6，催化剂为酸⽤量的1％，120～160℃回流分⽔6h，转化率为92％。
孟平蕊等[3]以柠檬酸和正丁醇为原料，对甲苯磺酸为酯化催化剂合成柠檬酸三丁酯(TBC)。
结果表明：柠檬酸正丁醇的摩尔⽐为1：5，适量催化剂及带⽔剂苯存在的条件下，酯化率⼤于98％，产品纯度⼤于98％；对甲苯磺酸作酯化催化剂时的性能优于⽤硫酸。
⽤红外光谱表征TBC的结构，井将其添加在聚氯⼄烯和氯化聚⼄烯树脂中，结果表明，使⽤TBC作增塑剂，其性能优于邻苯⼆甲酸⼆⾟酯，且⽆毒。
王树元等[4]研究了⽤PTS和浓硫酸催化合成TBC的⽅法。
因浓硫酸具有很强的氧化性，催化酯化时伴有副反应的发⽣，致使产品⾊泽较重。
对甲苯磺酸催化醋化时间尽管稍长，但酯化后溶液⽆⾊，减少了副反应的发⽣，且能克服腐蚀性等弱点，因此在此反应中对甲苯磺酸的催化作⽤优于浓硫酸。
利⽤甲苯为带⽔剂(⽤量与醇相同)，PTS⽤量为3％，减压蒸馏收集178～180℃馏分，酯含量为99％。
关于对甲苯磺酸催化剂的研究，有的作者将PTS负载在活性炭上，有的作者在加热⽅式上进⾏了改进。
制备柠檬酸酸三丁酯化学方程式
制备柠檬酸酸三丁酯化学方程式柠檬酸酸三丁酯是一种常见的有机化合物，常用作食品添加剂和工业原料。
其化学方程式是C12H20O7，在实验室中，我们可以通过化学反应来制备柠檬酸酸三丁酯。
下面是具体步骤和化学方程式。
步骤一：制备柠檬酸二丁酯1. 将柠檬酸和丁醇加入反应瓶中。
2. 加入少量的硫酸作为催化剂。
3. 在加热的条件下，反应瓶中的物质发生酯化反应，生成柠檬酸二丁酯和水。
化学方程式：C6H8O7 + 2C4H10O → C12H20O7 + 3H2O步骤二：制备柠檬酸酸三丁酯1. 将制得的柠檬酸二丁酯加入反应瓶中。
2. 加入少量的硫酸作为催化剂。
3. 在加热的条件下，反应瓶中的物质再次发生酯化反应，生成柠檬酸酸三丁酯和水。
化学方程式：C6H8O7 + 3C4H10O → C12H20O7 + 4H2O这样，我们就可以通过上述两个步骤制备出柠檬酸酸三丁酯。
需要注意的是，在实验过程中，要注意控制好反应的温度和时间，以确保反应能够顺利进行并得到高纯度的产物。
在化学实验中，安全始终是第一位的。
在进行上述实验时，应该做好安全防护措施，避免接触到有害化学物品，以免发生意外。
实验室应该配备好相应的应急设备，并严格按照化学实验的操作规程进行操作。
制备柠檬酸酸三丁酯的化学方程式是一个简单而重要的化学反应，通过掌握其制备方法，我们可以更好地了解和应用这一有机化合物。
在进行相关实验时，一定要严格遵守实验室的安全规定，确保自己和他人的安全。
制备柠檬酸酸三丁酯是有机化学实验课程中常见的一项实验内容，通过该实验可以帮助学生掌握酯化反应的原理和操作技能。
在进行实验之前，实验者需要对实验步骤和安全注意事项有所了解，以确保实验的顺利进行和个人安全。
在实验中，第一步是制备柠檬酸二丁酯。
柠檬酸二丁酯是一种酯类化合物，其化学结构中含有一个柠檬酸基团和两个丁醇基团。
通过将柠檬酸与丁醇加入反应瓶中，并加入少量的硫酸作为催化剂，随后在加热条件下进行酯化反应，即可得到柠檬酸二丁酯和水。
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编号：日期：职业技术学院毕业设计(论文)题目: 柠檬酸三丁酯的性质与制备工艺指导教师:系部: 生化工程系专业: 应用化工技术姓名: 周海燕学号:目录第一章增塑剂的发展现状 (5)1、增塑剂的情况 (5)1.1、概述 (5)1.2、增塑剂作用机理 (5)2、增塑剂的现状及面临的问题 (5)2.1、增塑剂现状 (5)2.2、面临的问题 (5)3、增塑剂的国内外研究与应用现状及趋势 (7)4、环保增塑剂柠檬酸三丁酯的优点第二章典型增塑剂：柠檬酸三丁酯的合成工艺 (11)1、无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的工艺优化研究 (11)1.1、国内生产柠檬酸三丁酯的传统工艺 (11)2、催化剂在酯化合成中的应用情况 (11)参考文献： (15)摘要使用固体超强酸作催化剂生产柠檬酸三丁酯无毒增塑剂，开发柠檬酸三丁酯合成新工艺的核心在于研发出催化活性高、腐蚀性小、易分离、重复使用和再生性能好、成本低的催化剂。
关键词：无毒增塑剂柠檬酸三丁酯合成工艺前言柠檬酸三丁酯是一种增塑剂，它添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加，柠檬酸三丁酯能添加到高分子聚合物中增加材料的可塑性，改善在成型加工时树脂的流动性，赋予制品柔软性的功能性产品。
柠檬酸三丁酯是一种高沸难以挥发的粘稠液体，不与塑料发生反应。
增塑剂是现代工业最大的助剂品种占塑料助剂总产量的百分之六十，对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起决定性作用。
目前主要用于PVC制品添加了增塑剂的PVC主要应用领域为玩具电线电缆地板及墙壁贴面建材汽车包装材料电子与医疗部件如血浆袋和成套输液器等大量耐用并易造型的塑料制品中。
现代的增塑工业发展成为以石油化工为基础以柠檬酸三丁酯为核心的多种品种，大生产的化工行业。
一增塑剂的发展第一章增塑剂的发展现状1.1、概述增塑剂是添加到高分子聚合物中增加材料塑性，使之易加工，赋予制品柔软性的功能性化工产品，也是迄今为止产能和消费量最大的助剂种类。
它被广泛应用于玩具、建筑材料、汽车配件、电子与医疗部件等大量耐用并且易造型的塑料制品中。
1.2、增塑剂作用机理增塑剂是具有一定极性的有机化合物，与聚合物相混合时，升高温度，使聚合物分子热运动变得激烈，于是链间的作用力削弱，分于间距离扩大，小分子增塑剂钻到大分子聚合物链间，这样增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用代替了聚合物极性分子间的作用，使聚合物溶涨，增塑剂中的非极性部分把聚台物分子的极性基屏蔽起来。
并增大了大分子链间的距离，减弱了分子间范德华力的作用，使大分子链易移动，从而降低了聚合物的熔融温度，使之易于成型加工。
2、增塑剂的现状及面临的问题2.1、增塑剂现状目前，全球已加快了无毒增塑剂产品的研发力度，特別加快了卫生要求高的塑料制品基础应用研究。
而在我国，已被国外淘汰的 DOP等增塑剂还大有市场，而且增塑剂生产企业对于无毒新型增塑剂的开发和推广并沒有引起足够关注。
国内市场上80%的增塑剂都是DOP、DBP（邻苯二甲酸二丁酯）等增塑剂，价格低廉是最关键的因素。
国家标准《食品容器、包裝材料用助剂使用卫生标准》也把 DOP列为可用于食品包裝的增塑剂品种之一。
由此可见我国的增塑剂产业与国外相比还有很大的差距。
2.2、面临的问题经大量研究证实，DOP等邻苯二甲酸酯类增塑剂是一类致癌物质，其可以经口、呼吸道、静脉输液、皮肤吸收等多种途径进人人体。
对机体多个系统均有毒性作用，被认为是一种环境内分泌干扰因子。
正是因为邻苯类增塑剂对人体具有毒副作用，目前，世界很多的国家和地区都已明文减少或禁止邻苯类增塑剂的应用。
1999年，欧盟就已开始禁止在儿童玩具和用品中使用邻苯类增塑剂，特别是可放入口腔的儿童玩具和用品。
2008年欧洲议会投票通过限制和禁止部分邻苯类增塑剂在儿童玩具和护理品中的使用。
美国食品药品管理局（FDA）限制了涉及注射和输液器的各种医用器材中邻苯类的用量，明确指出含一些含邻苯类增塑剂的医疗器材不能与人体频繁接触。
瑞士、韩国、加拿大和德国以及我国台湾等国家和地区也已通过相关提案和法律文件，禁止或减少邻苯类增塑剂的应用。
近年来，我国在邻苯类增塑剂的问题也在不断地暴露出来，特别是2005年的保鲜膜事件，使我国民众对PVC制品的安全性问题提出了强烈的质疑。
我国也在不断地进行相关方面的研究工作，包括政策和技术研究等方面。
3、增塑剂的国内外研究与应用现状及趋势传统PVC塑料增塑剂因其结构中含苯环，近年来国外不断有DOP等邻苯二甲酸酯类增塑剂可能致癌的报道。
美国F.D.A（食品与药物管理局）及欧盟已禁止将其用于食品包装塑料、化妆品与儿童玩具等。
2005年7月欧盟部长理事会通过一项欧盟法律草案，禁止在儿童玩具和儿童用品中使用六种增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯DBP、邻苯二甲酸丁苄酯BBP、邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、邻苯二甲酸二异癸酯DIDP以及邻苯二甲酸二正辛酯DNOP。
这项法律显示国际范围内对增塑剂的安全性的高度重视，对我国这样一个儿童玩具与用品出口大国提出了严峻的挑战。
我国增塑剂的行业现状是，邻苯类增塑剂的产量占了总产量的90%以上，且国家至今未有邻苯类增塑剂限制使用的相关规定，相反国内使用增塑剂的相关行业（如儿童玩具）纷纷改进加工工艺，采用无毒或低毒增塑剂，以满足出口国的要求。
增塑剂行业产品结构的变化势在必行，而无毒性增塑剂无疑是将受到足够的重视，最终的结果是在食品、医药及儿童玩具等相关领域只能或只允许使用无毒性增塑剂。
因此，开展新型环保无毒增塑剂研究具有十分重要的理论意义和工程应用价值。
4、环保增塑剂柠檬酸三丁酯的优点柠檬酸酯类产品作为一种新型“绿色”环保塑料增塑剂，无毒无味，可替代邻苯二甲酸酯类传统增塑剂，广泛用于食品及医药仪器包装、化妆品、日用品、玩具、军用品等领域，同时也是重要的化工中间体。
其添加于聚氯乙烯(PVC)的性能与增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等作用相当。
主要品种有柠檬酸三乙酯(acetyl triethyl citrate，ATEC)、柠檬酸三丁酯(tributyl citrate，TBC)和乙酰柠檬酸三丁酯(acetyl tributyl citrate，ATBC)等，尤以后两者的开发最为引人注目。
有关柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯等的生产，国外已经有三十多年的历史，后由于生产成本的原因，伴随邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等的出现而逐渐沉寂。
近年来由于DOP、DBP存在毒性，而且，由于柠檬酸酯具有生物降解性好的特点，工业废水的BOD和COD 均小于苯二甲酸酯的工业废水，水中没有带苯环的有机化合物存在，废水容易处理，无毒柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯等的生产又得到了恢复和发展，其研究也不断深入。
如美国的Mobay公司、Pettibone公司先后开始生产柠檬酸酯类增塑剂产品；生产柠檬酸酯已有30多年历史的Pifser和morflex公司也不断进行新产品开发与研究。
相比而言，国内对于柠檬酸酯类的研究起步较晚，大都停留在实验室阶段，工业化研究主要集中在中国石化集团金陵石化公司研究院、湖南衡阳化工研究所、山东齐鲁石化公司等少数机构。
目前国内关于柠檬酸三丁酯的研究主要侧重于合成反应，合成路线一般为：原料→酯化反应→精制处理→成品。
研究的重点集中在催化剂的优化选择及催化机理的探索。
柠檬酸三丁酯通过柠檬酸与正丁醇在催化剂的存在下酯化而得到，方程式如图1所示，柠檬酸存在三个羟基，同时酯化有一定的困难，所以要求有催化剂的存在，同时需要有带水剂即时带出反应生成的水，尽量使得柠檬酸完全转化，否则产品的纯度难以提高，酸度过大，不能满足要求。
酯化反应一般都是酸催化，柠檬酸三丁酯的合成反应所采用的催化剂主要包括有机酸、无机强酸、固体超强酸等，如表1所示。
CH2COOH CH2COOH CH2COOCH2CH2CH2CH3 CH2COOCH2CH2CH2CH3HO-CHCOOH+ 3CH3CH2CH2CH2HO-CHCOOCH2CH2CH2CH3+ 3H2O图1 柠檬酸三丁酯的合成反应方程式表1 酯化反应的主要催化剂催化剂类型代表物质优缺点液体无机酸硫酸优点：反应温度低﹑反应速度快。
缺点：设备腐蚀严重，废水量大，产品分离难。
无机盐三氯化铝优点：反应迅速，不腐蚀设备，三废少。
缺点：产品与催化剂分离难。
树脂催化固载型三氯化铁离子交换树脂优点：产品与催化剂易分离，催化剂可重复使用。
缺点：催化剂再生难。
纯杂多酸H3PW12O40优点：产品分离易缺点：杂多酸易溶脱沸石分子筛及其负载杂多酸USY等PW/USY优点：反应温度低，产品与催化剂分离易，对设备无腐蚀，无污染，催化剂可重复使用，再生易传统生产工艺以浓硫酸为催化剂，其缺点是由氧化作用导致的副反应多、产品色泽深、强烈腐蚀反应设备及残液污染环境。
在环保问题日益突出的今天，传统的硫酸催化法大有改进的必要，开发替代硫酸的新型催化剂已成为当代工业生产中普遍关心的问题。
近年来，国内外广泛开发了一系列新型的酯化反应催化剂如固体酸催化剂。
与浓硫酸相比，这类催化剂具有易分离、无废液排放等优点，在催化领域日益受到人们关注。
国内如汪显阳等以固体超强酸S2O82-/TiO2-ZrO2为催化剂合成TBC,试验表明此体系具有良好的催化效果，当酸醇比为1:4时，反应时间为3h，催化剂用量为反应物总量的1.5％时，酯化率可达98.5%。
赖文忠等采用ZnO的转化率达到95.63%，5次后催化剂活性维持在91%以上。
杜晓晗等以甲基磺酸镧催化反应合成TBC，优化条件下酯化率97%以上。
雍奎刚等自制钨磷酸、硅钨酸和活性炭负载钨磷酸合成TBC，实验证明，钨磷酸均相催化有较高酯化率(97.04%)。
吴茂祥等以活性炭固载杂多酸合成催化剂重复使用5次，酯化率高于96.3%。
Ishihara K.等以四价铪盐为催化剂在Science上报道了相关研究，Latini G..在Biology of the Neonat报道了相关产品对婴儿的影响问题，Shylesh S.等报道了具有催化乙酰化反应活性的SiO2-SO3H催化剂，类似的报道还有Chidambaram M.的无定形YZr-O-SO2-CF3催化剂和Zr-TMS催化剂。
虽然有的催化剂已有文献报道，催化机理仍需深入研究。
筛选高催化活性，高选择性，活化温度适合，用量少，再生容易的催化剂仍需要做大量工作。
本项目拟用柠檬酸与正丁醇作原料，以沸石及沸石负载杂多酸作催化剂合成柠檬酸酯；柠檬酸酯产品与催化剂经陶瓷膜过滤分离，新催化剂对设备无腐蚀，生产工艺环保,无污染。
本项目的成功实施将提高固体酸催化剂在无毒增塑剂合成领域的应用性能，对固体酸催化技术的发展具有重要的科学意义，其研究结果对促进无毒增塑剂的推广应用，解决无毒增塑剂的工业化合成瓶颈问题，也具有一定理论参考意义和工程应用价值。