本发明涉及乳酸乙酯的生产工艺，特别涉及食 用香料级乳酸乙酯的生产工艺。
乳酸乙酯又称α-羟基丙酸乙酯，无色透明液 体，有柔和果香，沸点154℃，相对密度 (25/25℃)1.030，折光指数(20℃)1.4124，与 水完全互溶并部分分解，易溶于醇、醚、酮及酯 类。它在香精、食品、酿酒、溶剂等工业上有广泛 的用途。
经检索美国化学文摘(C.A.)、世界专利索引 (WPI)和世界专利文摘(WPA)，在本发明作出 之前，尚未发现有与本发明相似的生产工艺。
关于乳酸乙酯生产工艺较有代表性的文献， 如：《合成食用香料手册》(美国《Fenaroli香料手 册》第三部分“合成香料”翻泽本。济南市轻工研究 所编译，轻工业出版社，1985年9月第1版，597 页)中介绍了乳酸乙酯的合成方法：乳酸和乙醇在 浓硫酸或氯磺酸或苯磺酸存在下，在苯溶液中反应 而制备。
目前国内乳酸乙酯生产厂家大多采用传统的浓 硫酸催化、苯脱水酯化的工艺。该工艺简述如下： 将乳酸(含量80％)和乙醇(92～93％)按某一 配比配料，加入浓硫酸作为催化剂，加入大量的苯 作为脱水剂，然后在酯化釜(塔)内加热回流酯 化，由苯、乙醇、水三者形成三元共沸物而将原料 中含有的水和酯化过程中产生的水除去，以提高乳 酸的成酯率。酯化结束后，回收部分乙醇和苯的混 合物，然后在精馏釜(塔)内进行电加热常压精 馏，取147～157℃馏份为乳酸乙酯成品。由于乳 酸和乳酸乙酯与脂肪酸和脂肪酸乙酯的物理性质和 化学性质有很大的差别：(1)乳酸是典型的α-羟 基酸，与稀硫酸共热时分解为乙醛和甲酸，与脱水 剂共热时生成丙交酯，这些羟基酸所特有的副反应 将大大降低乳酸的产率；(2)乳酸乙酯与水完全 互溶，而脂肪酸乙酯则微溶于水或几乎不溶于水； (3)乳酸原料本身就含有20％左右的水，而一般 生产脂肪酸乙酯的脂肪酸原料含水量小于1％，因 此，上述传统工艺存在的主要问题是：乳酸产率仅 为55～65％，原料消耗高，生产周期长，设备生 产能力低，产品质量差，并且按上述工艺制备的乳 酸乙酯带有明显的苯的气味，不仅影响了香气质 量，而且不符合食品卫生标准，所以严格地说，食 用香料级乳酸乙酯的制备不能采用上述工艺。
本发明的目的在于提供一种产率高、经济性 好、设备生产能力大、符合食用香料级要求、且操 作稳定可靠的乳酸乙酯生产新工艺。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的： 这项新工艺以乳酸(含量80％)和乙醇(含量92 ～93％)为原料，经配料、全回流催化酯化、脱 水酯化、回收乙醇、减压精馏等过程制备乳酸乙 酯，其特征在于：确定了新的原料配比为乳酸∶乙 醇＝1∶0.6～1.6(重量比)；催化剂为混合使用的 三种酸性化合物；氢型强酸性树脂、丙三醇(或乙 二醇)与硼酸的络合物以及磷酸二氢钠(或磷酸二 氢钾)，其重量比为1∶0.5～1.0∶0.1～0.2，其总 用量为乳酸重量的2～6％；脱水剂无水乙醇(含 量99.1～99.6％)是在全回流酯化过程结束后，连 续地加入反应釜内，同时蒸出淡乙醇，无水乙醇加 入量与淡乙醇蒸出量保持基本平衡。
上述整个生产过程在一座反应釜(塔)内进 行。
国营吴江香料厂采用本发明已生产400余吨 乳酸乙酯，生产实践证明，本发明与现有技术相 比，具有以下优点(1)产率高(乳酸产率达 97.2％，比现有技术提高32～42％)；(2)原料消 耗低(以国家级企业的乳酸乙酯原料单耗标准[摘 自《轻工业国家级企业标准(修订本)》上册，中 华人民共和国轻工业部，1988年7月，236页] 作对照，国家一级企业的乳酸单耗标准为1.450吨 /吨，国家二级企业的乳酸单耗标准为1.500吨/ 吨，而本发明的乳酸单耗稳定在0.973吨/吨； (3)生产成本降低35～40％；(4)设备生产能力 (以单位体积的反应器计)提高4倍左右；(5)设 备投资减少30％左右；(6)提高了操作的安全 性；(7)产品香气纯正，质量达到国家标准 GB8319-87及美国FCCIII标准，且符合食品卫生 标准。
附图是新工艺生产乳酸乙酸的工艺流程简图。
新工艺生产乳酸乙酯的主要设备包括：反应釜 [1]、酯化精馏塔[2]、冷凝器[3]、存液器[4]、冷却 器[5]、视简[6]、流量计[7]、[8]、[9]及其它辅助设 备，如温度计[T]、压力表[P]等。图中[10]为乳酸乙 酯成品出料口，[11]为淡乙醇及乳酸乙酯头子出料 口，[12]为无水乙醇进料口，[13]为原料进料口。
以下结合附图通过实施例对本发明作详细的描 述：
1.配料 采用乳酸(含量80％)和乙醇(含 量92～93％)为原料，其配比为乳酸∶乙醇＝1∶ 0.6～1.6(重量比)；采用混合使用的三种酸性化 合物为催化剂，其组成为氢型强酸性树脂、丙三醇 (或乙二醇)与硼酸的络合物以及磷酸二氢钠(或 磷酸二氢钾)，其重量比为1∶0.5～1.0∶0.1～ 0.2，其总用量为乳酸重量的2～6％。
2.全回流酯化 将铵上述配比配制的原料 (含催化剂)投入1200升反应釜[1]内，向反应釜 [1]的夹套内通入蒸汽，全回流酯化3小时左右。 在此过程中，控制夹套内蒸汽压力0.04MPa(表 压)左右，釜内液温88±1℃，顶温88±0.5℃。
3.无水乙醇脱水酯化 为了提高乳酸的成酯 率，全回流酯化过程结束后，将无水乙醇(含量 99.1～99.6％)加入反应釜[1]底部，并同时开启出 料阀[11]，蒸出淡乙醇，进行脱水酯化。无水乙醇 加入量由流量计[8]控制，保持淡乙醇蒸出量与无 水乙醇加入量基本平衡。在此过程中，控制夹套内 蒸汽压力0.04MPa(表压)左右，并根据不同阶 段控制不同的回流比，保持顶温与蒸出乙醇浓度之 间的对应关系，以达到蒸出乙醇中尽可能多地带有 水而尽可能少地带有乳酸乙酯。经20～22小时脱 水酯化，当釜内液温94～96℃、顶温78.0～ 78.5℃，蒸出乙醇浓度达98.8～99.0％时，脱水酯 化结束。
注：蒸出乙醇经浓缩、脱水制成无水乙醇后， 回复使用。
4.回收树脂和常压回收乙醇 向反应釜[1]的 夹套内通入冷却水，将釜内粗酯冷却后分离出沉淀 于釜底部的氢型树脂，再开启夹套蒸汽，于一定的 回流比下，常压回收乙醇至釜温达110℃左右结 束。
注：回收的氢型树脂用乙醇洗涤后，回复使 用。
5.减压回收乙醇和出乳酸乙酯头子 将釜内 粗酯冷却至50℃左右，开启真空泵，加入上一次 的乳酸乙酯头子，开始减压精馏操作。控制夹套内 蒸汽压力由小到大、回流比由大到小，当塔顶不出 液时，减压回收乙醇结束。而后继续加大夹套内蒸 汽压力，开始蒸出乳酸乙酸头子，此时控制塔顶真 空度-0.092～-0.094MPa(表压)、顶温80～ 83℃以及一定的回流比，当蒸出乳酸乙酯头子达 到一定量且出液稳定时，即转入出乳酸乙酯成品。
6.出乳酸乙酯成品 此过程控制夹套蒸汽压 力0.15～0.30MPa(表压)、塔顶真空度-0.093～ -0.094MPa(表压)、顶温83～84℃以及一定的回 流比。当顶温降至75℃以下且出液量很少时，即 结束出成品。
注：釜内少量含催化剂的精馏剩余物回复使用 于下次配料酯化。
按上述新工艺生产的乳酸乙酯，经轻工业部香 料质量监督检测中心抽样检测，检测结果如下： (表见文后)
国家标准GB8317-87和美国FCCIII标准如 下：色状≤5号色标，含酯量(％)≥98.0，相对 密度(25/25℃)1.029～1.032，折光指数(20℃) 1.410～1.420，酸植(mgkOH/g)≤1.0，含砷量 (％)≤0.0002，重金属(以Pb计)(％)≤ 0.001。
检测结果均符合GB8317-87及美国FCCIII标 准的规定。
检测项目 实测结果 90年检测 (编号89-123-1) 91年检测 (编号91-124) 92年检测 (编号92-13-2) 色状 ＜5号色标 无色液体 合格 含酯量(％) 99.7 98.82 99.6 相对密度(25/25℃) 1.030 1.0295 1.0295 折光指数(20℃) 1.4131 1.4108 1.4130 酸值(mgKOH/g) 0.6 0.18 0.33 含砷量(％) 未检出 ＜0.0002 合格 重金属(以pb计)(％) ＜10PPm ＜0.001 合格