乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）作为一种新型的无毒环保型增塑剂,目前获得大多数国家的认可,其广泛应用于塑料、橡胶等高分子产品中。ATBC是一种无色透明且具有一定粘性的油状液体,相比传统增塑剂邻苯二甲酸酯类化合物,ATBC具有绿色环保、无毒等优点而被应用于医药、食品等领域,具有非常好的发展前景。ATBC的合成方法是以柠檬酸为初始原料,先与醇发生酯化反应得到中间产物柠檬酸三丁酯,再向反应系统中加入酰化剂,经酰化反应最终得到目标化合物乙酰柠檬酸三丁酯。利用该合成方法如何获得高的产品收率、并且保证纯度和色泽的关键就在于要找出合适的催化剂,在此基础上尽可能的降低生产成本。本文研究的创新性在于以NaHSO₄/4A分子筛（NaHSO₄:4A分子筛=1:2（质量比））为催化剂,该种催化剂不仅可以催化第一步酯化反应,同时还可以催化第二步酰化反应。在该催化剂的催化作用下,不仅可以获得高收率、高纯度的产品,而且也解决了以往工艺中产品脱色难的问题。该种催化剂具有制备工艺简单、反应结束后易于与反应物料分离、催化性能稳定、催化剂重复使用率高等优点。本文在确定所用催化剂的基础上,对合成目标产物ATBC的工艺过程进行实验探索与优化,从而得到较佳的工艺条件。其中第一步酯化反应的较佳工艺条件为:反应初始原料的加料比（正丁醇与柠檬酸的摩尔比）为4.5:1,催化剂的加入量为原料柠檬酸加入量的2.5%（基于NaHSO₄,NaHSO₄:4A分子筛=1:2）,反应时间150min,反应温度145℃。第二步乙酰化反应较佳的工艺条件为:原料投料比（TBC与乙酸酐摩尔比）为1:1.3,催化剂的加入量为TBC加入量的1.5%,反应时间为50min,反应温度50℃。经减压蒸馏回收酸酐,再经碱洗和水洗涤,二次减压蒸馏后获得最终目标产品。为了进一步优化所得的合成工艺条件,对该两步反应进行了放大设计,设计出一条年产15吨ATBC的中试生产线,并且对各个生产阶段进行了分析和参数计算,以及主要设备的初步设计与选型。该生产线是以间歇式生产方式设计的,其建设成本和维护成本都较低,操作相对简单,有望实现工业化。