β-胡萝卜素作为维生素A原,具有着色、促进繁殖等功能,可作为制备角黄素的原料,并被广泛应用于食品添加剂、饲料添加剂及医药产品领域,市场前景广阔,研究其高效合成工艺具有重要意义。本文在文献调研的基础上,从中选择了基于典型的Wittig-Homer反应的C15+C10+C15的合成工艺路线,以十五碳膦酸二乙酯为起始原料,在强碱二甲基亚砜钠的环境下与十碳三烯双醛发生缩合反应,得到全反式β-胡萝卜素。该工艺路线中采用了C15膦酸酯代替了C15三苯基膦盐,避免使用三苯基膦,以及三苯基氧膦的生成,是一条比较温和、环保的工艺。但是,该工艺存在收率相对偏低、后处理繁琐、残留溶剂偏高、无水甲苯套用难等问题。为了解决上述问题,寻求一条较优的全反式β-胡萝卜素工业化生产路线,本文对β-胡萝卜素生产中的一系列问题进行详细研究与优化,主要研究内容如下：本文研究了β-胡萝卜素生产中的具体工艺参数,确定了较适宜的反应条件：重排过程中的较优强碱为二甲基亚砜钠,其较优制备温度为70～75℃,反应时间为5～6 h,反应结束后需对其进行冷却,较优的冷却温度为20～25℃,重排过程中的较优反应温度为0～5℃,原料氢化钠与十碳三烯双醛的较优配比为2.6～2.7,本步产品收率为85.0%。与此同时,对后处理过程进行改进,得到较优的后处理方式为甲苯萃取,新方案有效提高了产品收率和纯度,减少了后处理次数。为了解决产品中的残留溶剂问题,提高产品质量,本文对β-胡萝卜素生产中的残留溶剂问题进行研究,采用环己烷为溶剂对β-胡萝卜素粗品中残留甲苯进行置换,并对置换过程中的工艺参数进行优化,得到较优的溶解温度为70～75℃,溶剂倍数为28～30,本步产品收率达80%,甲苯残留量降低至0.089%以下。与此同时,考察了β-胡萝卜素转位过程中各工艺参数的影响,确定了较适宜的转位条件：乙醇为溶剂,较优的转位温度为70～80℃,较优的转位时间为10h。重结晶后,β-胡萝卜素纯品质量符合GB、EP、USP标准。本文同时研究了β-胡萝卜素合成的中试工艺条件,并通过有机膜脱水解决了甲苯处理问题。通过中试,确定了较优的中试工艺参数。在较优的工艺条件下,β-胡萝卜素的总收率为68%,含有微量低沸点杂质的甲苯混合液通过预处理得到98.5%的含水甲苯,再经有机膜脱水,得到含量98.9%、含水量≤0.02%的无水甲苯,从而实现甲苯的套用。通过中试生产确定该工艺适用于大生产。