苯甲酸生产危险性分析及安全对策文献综述

 2021-10-15 20:56:45

毕业论文课题相关文献综述

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文献综述

苯甲酸于16世纪被发现。1556年,法国预言家诺斯特拉达姆士(Nostradamus)最早描述安息香胶的干馏作用;后由AlexiusPedemontanus和布莱斯德破译分别于1560年和1596年发现。在1875年,Salkowski发现苯甲酸的抗真菌药力,于是苯甲酸用于长期保存云莓。

苯甲酸是重要的酸型食品防腐剂。防腐剂;抗微生物剂。通常用作定香剂或防腐剂。用作化学试剂及防腐剂。主要用于抗真菌及消毒防腐。

苯甲酸用途:1.用于医药、染料载体、增塑剂、香料和食品防腐剂等的生产,也用于醇酸树脂涂料的性能改进。2.主要用于抗真菌及消毒防腐3.用作化学试剂及防腐剂4.通常用作定香剂或防腐剂。也用作果汁饮料的保香剂。可作为膏香用入薰香香精。还可用于巧克力、柠檬、橘子、子浆果、坚果、蜜饯型等食用香精中。烟用香精中亦常用之。5.防腐剂;抗微生物剂。因苯甲酸的溶解度小,使用时须经充分搅拌,或溶于少量热水或乙醇。在清凉饮料用的浓缩果汁中使用时,因苯甲酸易随水蒸气挥发,故常用其钠盐。1g钠盐相当于苯甲酸0.847g。6.苯甲酸是重要的酸型食品防腐剂。在酸性条件下,对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用,但对产酸菌作用较弱。抑菌的最适pH值为2.5~4.0,一般以低于pH值4.5~5.0为宜。在食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁,最大使用量不得超过2.0g/kg;在果酱(不包括罐头)、果汁(味)型饮料、酱油、食醋中最大使用量1.0g/kg;在软糖、葡萄酒、果酒中最大使用量0.8g/kg;在低盐酱菜、酱类、蜜饯,最大使用量0.5g/kg;在碳酸饮料中最大使用量0.2g/kg。由于苯甲酸微溶于水,使用时可用少量乙醇使其溶解。7.苯甲酸是重要的酸型饲料防腐剂。在酸性条件下,对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用,但对产酸菌作用较弱。抑菌的最适PH为2.5-4.0,一般以低于PH4.5-5.0为宜。

苯甲酸具有苯或甲醛的气味的鳞片状或针状白色结晶,在100℃时迅速升华,其蒸气有很强的刺激性,吸入后易引起咳嗽。微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯甲酸是弱酸,比脂肪酸强。它们的化学性质相似,都能形成盐、酯、酰卤、酰胺、酸酐等,都不易被氧化。苯甲酸的苯环上可发生亲电取代反应。苯甲酸是重要的酸型饲料防腐剂。苯甲酸的微晶或粉尘对皮肤、眼、鼻、咽喉等有刺激作用。即使其钠盐,如果大量服用,也会对胃有损害。操作人员应穿戴防护用具。需贮存于干燥通风处,防潮、防热,远离火源。

苯甲酸及其盐由于合成工艺简单,价格低廉,在我国发展较快,虽说苯甲酸的出口量在不断增加但是其单价在不断下降,而且随着国内食品高档化和婴幼儿食品快速发展,对苯甲酸及其盐的需求量将不会有太大增加,而且它属于国内不鼓励发展的产品,再者人们越来越看重天然食品防腐剂,也愿意花多一点的钱去买使用天然防腐剂的产品[1],因为人们对食品质量的要求越来越高了,毕竟食品安全是很重要的会直接影响自己的身体健康。因此苯甲酸及其盐的生产企业今后不宜扩大规模,而应不断提高产品质量,以规模化的生产和严格管理降低生产成本,增加出口,提升经济效益[2]。

目前国内最大生产苯甲酸的企业是天津东大化工集团有限公司,天津东大化工集团有限公司自1998年3月2日建厂,至今已有14年历史,公司主要产品有:苯甲酸、苯甲酸钠、苯甲酸苄酯、苯甲酸甲酯和多元醇。苯甲酸规格有工业级、食品级、饲料级、医药级;其产量:工业级苯甲酸8万吨、食品级和饲料级苯甲酸0.5万吨、医药级苯甲酸0.5万吨。其中是食品级苯甲酸执行的标准是GB1901-2005,工业级苯甲酸执行的标准是Q/12TG3844-2009。产品总量为18万吨,年产值18个亿,生产规模达到亚洲第一、世界第二。苯甲酸生产全部实现由DCS系统自动控制。公司苯甲酸产品被评定为天津市名牌产品。下面列出苯甲酸在国内外重要公司的产量及规模。

序号

企业名称

产量及规模

1

天津东大化工集团有限公司

工业级苯甲酸8万吨、食品级和饲料级苯甲酸0.5万吨、医药级苯甲酸0.5万吨

2

山东省同泰维润化工有限公司

年产丙酸钙1万吨,丙酸钠1.5万吨,苯甲酸1.5万吨,苯甲酸钠1.2万吨,三水醋酸钠2万吨

3

南通万锋化工有限公司

亚硝酸钠、苯甲酸、苯甲酸钠、元明粉、硫化钠、硼酸、片碱、纯碱、固碱等各种化工原料及各种化学试剂

4

泉州众鑫实业有限公司

苯甲酸食品添加剂,月产量600吨

5

淄博尚澳经贸有限公司

苯甲酸,苯甲酸钠,苯甲酸钾。主要是生产工业苯甲酸,产品等级一级品

6

镇江前进化工有限公司

生产抗氧剂1425生产抗氧剂3114生产药用苯甲酸,苯甲酸钠等产品

7

美国华盛顿州Kalama公司

生产量预计为每一年126000吨

历史上的制备法:首个涉及水中三氯甲苯与氢氧化钙反应的工业程序,使用铁或三氯化铁为催化剂。生成苯甲酸钙与盐酸反应即可转化为苯甲酸。该产品含有大量的氯苯甲酸衍生物。为此,供人使用的苯甲酸要由干馏安息香胶取得;即使发现其他的合成方法后,仍然禁止使用除干馏安息香胶制备法外的苯甲酸其他制法。烷基取代苯衍生给出苯甲酸。苯甲酸也可以由干馏或用碱水水解安息香胶,苯甲醛发生坎尼扎罗反应歧化,或马尿酸水解而得。二十一世纪,着重有机、天然面向,化学制成的苯甲酸逐渐被莓果类天然成份取代。

苯甲酸工业生产方法有三种:甲苯液相空气氧化法、苄川、三氯水解法和邻二甲酸酣脱羧法。甲苯液相空气氧化法由于技术成熟,应用最广。过程是以环烷酸钴为催化剂,在反应温度为140-160℃和操作压力0.2-0.3MPa下反应生成苯酸。反应后蒸去甲苯,并减压蒸馏、重结晶,即得产品。该工艺利用廉价原料,收率高,因此是工业上主要使用的方法。

苯甲酸生产工艺的简介

苯甲酸的生产工艺介绍了企业制造产品的总体流程的方法,包括工艺过程、工艺参数,工艺配方和工艺设备等。介绍工艺过程中的化工生产原料及主要化工产品,分析生产过程中常见工艺问题和技术要领,作为提供经济效益的基础保证,分析新工艺和传统工艺的性价比,随着环境优化的愈发明显,生产工艺中的三废处理也凸显重要,报告中会根据不同的污染源进行设计排污流程(如下废气处理方法汇总)。

脱臭方法有掩蔽法、稀释扩散法、热力燃烧法、催化燃烧法、水吸收法、药液吸收法、吸附法、生物滤池式脱臭法、生物滴滤池式、洗涤式活性污泥脱臭法、曝气式活性污泥脱臭法、三相多介质催化氧化工艺和低温等离子体技术。

甲苯液相空气氧化生产苯甲酸的化学反应式:

C7H8O2 2KMnO4→C7H5O2K KOH 2MnO2 H2O

C7H5O2K HCl→C7H6O2 KCl

原料是甲苯纯度为99.5%;主催化剂CA纯度99%;溴化物B;苯甲醛纯度98%。试验设备为GCF-28412QZS(0~21%)磁氧分析仪;FWX-100型自动平衡记录仪;转子流量计;湿式气体流量计。

操作方法:称量700g甲苯和一定比例的催化剂CA、溴化物及苯甲醛,依次加入反应釜内。启动磁力搅拌器,打开冷凝聚冷却水,使反应釜升温。当温度升到100℃时,充压到预定压力。当反应釜内液相温度达到预定引发温度时,开始通空气,氧化反应开始,反应5h结束。停止加热、通气,缓慢泄压带0.6-0.7MPa,温度降到140℃时放料。分离称量,取样分析。

最佳工艺条件的确定及试验结果是对影响氧化反应的主要因素系统地作了试验后,选择出较好的反应条件为温度160-170℃、压力为1.0-1.1MPa、空气流量240L/(h㎏甲苯)。搅拌转数500-600r/min,催化剂配比为甲苯:CA:B=100:0.71:0.46,反应时间5h。

本工艺具有高转化率、高收率的特点,反应时间较传统工艺缩短一半以上。反应稳定、重复性好,未转化甲苯可重复使用。本工艺属国内先进技术,希尽快在工业上推广应用。

实验室制备:苯甲酸便宜又容易获得,利用苯甲酸在热水溶解度高在冷水中的溶解度低,所以可以从水中通过结晶纯化。

以苯甲醛合成:苯甲醛经坎尼扎罗反应得到苯甲酸与苯甲醇,苯甲醇可通过蒸馏除去。

以溴苯合成:溴苯加入格氏试剂反应形成苯甲酸

C6H5Br Mg(indryether)→C6H5MgBr

C6H5MgBr CO2→C6H5CO2MgBr

C6H5CO2MgBr HCl→C6H5CO2H MgBrCl

C6H5CH2Cl 2KOH 2[O]→C6H5COOH KCl H2O

对于在生产过程中危险及有害因素分析,苯甲酸的生产工艺特点,决定了在生产过程中存在着一些危险。在整个生产操作过程中,存在着高温、易燃、易爆、液氯泄露、易中毒等危险因素,各类事故发生率比较高,尤其是火灾、爆炸和特种设备事故经常发生。另外也存在灼伤、噪音危害、高温中暑等职业性危害。

为了在工艺过程中预防火灾、爆炸、泄漏等事故发生,故在消防方面要格外严格。应根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008、《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005等。在环保方面也应做到严格,本生产过程中不产生废气,主要污染物为污水,原料残渣。

参考文献:

[1]陈祉彤,钟绮寒,徐若咏.天然防腐剂[J].中国科技教育.2009,2:28-30.

[2]尹航,防腐剂的应用[J].农产品加工.2008,9;P17

[3]白衫.我国食品和饲料防霉防腐剂的市场和技术分析[J].饲料研究.2004,4;P26~P28

[4]胡国华.食品添加剂应用基础北京:化学工业出版社.2005

[5]李祥.食品添加剂使用技术北京:化学工业出版社.2011

[6]曾正渝.苯甲酸及其钠盐在食品和药品中的应用[J].中国药业.2007,16(6);P64

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[8]颜芸,罗志刚,刘有芹等,苯甲酸合成实验的研究[J].广东化工,2008,35(12)

[9]王晓君,刘吉平苯甲酸的合成工艺[J]北京理工大学材料学院,2011(30).

[10]李东胜,严红燕,刘春生等Na2WO4.2H2O催化氧化苯甲醛制备苯甲酸[J]合成化学,2004,12(6).

[11]刘春生,严红燕等清洁催化氧化苯甲醛制备苯甲酸[J].合成化学.2004,24(2).

[12]杨国英,杨震.牺牲阳极法制备苯甲酸[J].化学工程与装备.2008(2).

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[19]Brewster.R.Q.;Williams,B.;Phillips,R.(1955)."3,5-DinitrobenzoicAcid".Org.Synth.;Coll.Vol.3:337.

文献综述

苯甲酸于16世纪被发现。1556年,法国预言家诺斯特拉达姆士(Nostradamus)最早描述安息香胶的干馏作用;后由AlexiusPedemontanus和布莱斯德破译分别于1560年和1596年发现。在1875年,Salkowski发现苯甲酸的抗真菌药力,于是苯甲酸用于长期保存云莓。

苯甲酸是重要的酸型食品防腐剂。防腐剂;抗微生物剂。通常用作定香剂或防腐剂。用作化学试剂及防腐剂。主要用于抗真菌及消毒防腐。

苯甲酸用途:1.用于医药、染料载体、增塑剂、香料和食品防腐剂等的生产,也用于醇酸树脂涂料的性能改进。2.主要用于抗真菌及消毒防腐3.用作化学试剂及防腐剂4.通常用作定香剂或防腐剂。也用作果汁饮料的保香剂。可作为膏香用入薰香香精。还可用于巧克力、柠檬、橘子、子浆果、坚果、蜜饯型等食用香精中。烟用香精中亦常用之。5.防腐剂;抗微生物剂。因苯甲酸的溶解度小,使用时须经充分搅拌,或溶于少量热水或乙醇。在清凉饮料用的浓缩果汁中使用时,因苯甲酸易随水蒸气挥发,故常用其钠盐。1g钠盐相当于苯甲酸0.847g。6.苯甲酸是重要的酸型食品防腐剂。在酸性条件下,对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用,但对产酸菌作用较弱。抑菌的最适pH值为2.5~4.0,一般以低于pH值4.5~5.0为宜。在食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁,最大使用量不得超过2.0g/kg;在果酱(不包括罐头)、果汁(味)型饮料、酱油、食醋中最大使用量1.0g/kg;在软糖、葡萄酒、果酒中最大使用量0.8g/kg;在低盐酱菜、酱类、蜜饯,最大使用量0.5g/kg;在碳酸饮料中最大使用量0.2g/kg。由于苯甲酸微溶于水,使用时可用少量乙醇使其溶解。7.苯甲酸是重要的酸型饲料防腐剂。在酸性条件下,对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用,但对产酸菌作用较弱。抑菌的最适PH为2.5-4.0,一般以低于PH4.5-5.0为宜。

苯甲酸具有苯或甲醛的气味的鳞片状或针状白色结晶,在100℃时迅速升华,其蒸气有很强的刺激性,吸入后易引起咳嗽。微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯甲酸是弱酸,比脂肪酸强。它们的化学性质相似,都能形成盐、酯、酰卤、酰胺、酸酐等,都不易被氧化。苯甲酸的苯环上可发生亲电取代反应。苯甲酸是重要的酸型饲料防腐剂。苯甲酸的微晶或粉尘对皮肤、眼、鼻、咽喉等有刺激作用。即使其钠盐,如果大量服用,也会对胃有损害。操作人员应穿戴防护用具。需贮存于干燥通风处,防潮、防热,远离火源。

苯甲酸及其盐由于合成工艺简单,价格低廉,在我国发展较快,虽说苯甲酸的出口量在不断增加但是其单价在不断下降,而且随着国内食品高档化和婴幼儿食品快速发展,对苯甲酸及其盐的需求量将不会有太大增加,而且它属于国内不鼓励发展的产品,再者人们越来越看重天然食品防腐剂,也愿意花多一点的钱去买使用天然防腐剂的产品[1],因为人们对食品质量的要求越来越高了,毕竟食品安全是很重要的会直接影响自己的身体健康。因此苯甲酸及其盐的生产企业今后不宜扩大规模,而应不断提高产品质量,以规模化的生产和严格管理降低生产成本,增加出口,提升经济效益[2]。

目前国内最大生产苯甲酸的企业是天津东大化工集团有限公司,天津东大化工集团有限公司自1998年3月2日建厂,至今已有14年历史,公司主要产品有:苯甲酸、苯甲酸钠、苯甲酸苄酯、苯甲酸甲酯和多元醇。苯甲酸规格有工业级、食品级、饲料级、医药级;其产量:工业级苯甲酸8万吨、食品级和饲料级苯甲酸0.5万吨、医药级苯甲酸0.5万吨。其中是食品级苯甲酸执行的标准是GB1901-2005,工业级苯甲酸执行的标准是Q/12TG3844-2009。产品总量为18万吨,年产值18个亿,生产规模达到亚洲第一、世界第二。苯甲酸生产全部实现由DCS系统自动控制。公司苯甲酸产品被评定为天津市名牌产品。下面列出苯甲酸在国内外重要公司的产量及规模。

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