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柠檬酸三辛酯（Trioctyl Citrate，TOC）是以柠檬酸(Citric Acid，AC)和异辛醇(Iso-octyl Alcohol，2-EH)为主要原料，在催化剂作用下直接酯化合成，合成工艺简单，合成技术优劣主要取决于所选催化剂的催化性能。传统的酯化工艺选择的是均相催化剂浓硫酸，在该反应体系中催化活性高，但由于其为强质子酸，存在反应选择性差、后处理工序复杂、不能循环利用、设备腐蚀和环境污染严重等弊端。为了提高经济效益、降低物耗和能耗、坚持绿色可持续发展的战略目标，筛选一种适合大规模工业化生产的催化剂来取代传统催化剂浓硫酸显得尤为重要，同时还具有非常重大的现实意义。 近年来，国内研究者对催化剂的筛选做了大量工作，先后报道了多种不同的非均相催化剂用于柠檬酸三辛酯的催化反应体系，非均相催化在一定程度上代表了今后研究发展的新方向。因此，本课题在前人研究的基础上，通过实验探索，筛选出合适的催化剂，确定了酯化过程的研究路线，并进行了细致深入的研究工作。先对非均相催化剂硫酸氢钾的催化性能进行了全面系统的考察，而后提出将新型相转移催化剂对甲苯磺酸钙应用于该酯化合成体系的设想，其兼具均相催化剂和非均相催化剂两者的优点，通过实验对其进行了相关性能的初步考察，以期在保证高效柠檬酸酯化率的同时，进一步优化反应的工艺条件，从而实现降低能耗和物耗、节约生产成本的目标。具体研究内容和结果如下: (1)在筛选11种无机盐催化酯化性能的基础上，综合产品颜色、成本等因素，确定了硫酸氢钾是替代传统硫酸较合适的非均相催化剂，并就该催化体系考察了原料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量四个主要因素对柠檬酸酯化率的影响，结果表明:在原料醇酸摩尔配比5、反应温度150℃、反应时间2h、催化剂用量为原料总质量3％的条件下，柠檬酸的酯化率达到96％以上。 (2)在最佳工艺条件下，硫酸氢钾的六次重复实验表明，柠檬酸的最大酯化率由96.4％降至90.1％，降幅较小，催化剂具有较好的循环利用效果，是一种性质优良的催化剂，能够满足工业化应用要求。 (3)设计实施正交实验，考察了原料配比、反应温度、反应时间以及催化剂用量四个因素对柠檬酸酯化率影响的主次程度，结果表明，反应温度和催化剂用量对柠檬酸酯化率的影响至关重要，醇酸摩尔比的影响不容忽视，反应时间的影响最不明显。 (4)在非均相催化剂硫酸氢钾的研究基础上，引入相转移催化剂对甲苯磺酸钙，实现了均相催化酯化反应、非均相分离新的新工艺目标。实验结果表明:醇酸摩尔比5、反应温度140℃，反应时间2h、催化剂用量为原料总质量的0.9％，在此工艺条件下，柠檬酸的酯化率达到97.2％。从反应工艺条件和催化效果上看，对甲苯磺酸钙作柠檬酸三辛酯合成的催化剂要优于硫酸氢钾。 (5)在上述较佳工艺条件下，初步考察了对甲苯磺酸钙的重复利用性能，对其进行了四次重复性实验研究，结果显示，柠檬酸的最大酯化率由97.2％降至80.5％，降幅较为明显。由此说明在该反应体系中，对甲苯磺酸钙的循环利用效果有待提高，但优异的催化性能及新型工艺显示出其在本酯化反应体系中具有较大的潜在研究价值。