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"Procédé de neutralisation de produits sulfoniques".
Il est connu de neutraliser des produits sulfoniques con- stitués soit par des acides sulfoniques purs contenant le groupe -S020H, soit des sulfates acides comportant le groupe -OS020H, ou ces substances comportant un excès d'un agent sulfonique,par appli- cation des produits sulfoniques à une solution alcaline concentrée, par exemple une solution.d'hydroxyde de sodium, pendant l'agitation et le refroidissement.
On a trouvé que ce procédé, qui convient dans de nombreux cas, est complètement inapplicable lorsqu'on neutralise divers acides sulfoniques et sulfates acides facilement décomposables, en , particulier ceux qui sont utilisés à leur état neutralisé comme
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substances capillaires, agents humidifiants, émulsionnants, pro- duits de lavage, etc., tels que les sulfates d'alcoyle-aryle aci- des supérieurs R-05020H, et les mono-glycérides sulfonés RCOOCH2- CHORCH20S020H;dans ces deux cas R désigne l'alcoyle saturé ou non saturé comportant de préférence au moins 9 atomes de carbone.
Les inconvénients inhérents aux procédés décrits ci-dessus de neutralisation sont en partie la chaleur considérable de disso- lution de l'acide sulfurique dans l'eau et en partie le réglage variable du pH se produisant au cours du mélange de solutions loca- les fortement acides ou alcalines. Des mono-glycérides sulfonés sont par exemple hydrolysés partiellement dans une grande mesure- - en solution acide locale - en mono-glycérides et acide sulfurique, ou bien il peut se former des acides carboxyliques libres, et ils sont partiellement saponifiés - en solutions alcalines locales - en sels acides carboxyliques et glycérine et sulfate de sodium.
Ces réactions nuisibles sont favorisées dans une mesure considé- rable par la température quelque peu élevée qui se produit - dans une certaine mesure localement - par suite de la chaleur de mélange produite entre l'eau et l'acide sulfurique.
De plus, le dosage occasionne des difficultés en raison de l'agent sulfonant utilisé et on a rarement une concentration bien définie; c'est la raison pour laquelle la valeur du pH dans la solution finalement neutralisée peut varier considérablement, même si la même quantité d'agent de neutralisation a été pesée @
Des essais ont été faits pour améliorer les conditions de neutralisation en additionnant simultanément des quantités équiva- lentes de solution d'hydroxyde de sodium et des produits sulfonants à une quantité considérable de produit finement neutralisé pen- dant l'agitation. Ce procédé n'a pas résolu le problème, parce que le réglage du pH est encore indéfini en raison des difficultés de dosage.
On rencontre les mêmes inconvénients dans la neutralisa-
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tion de solutions aqueuses d'autres alealins, par exemple de solu- tion d'hydroxyde de potassium, d'eau ammoniacale, de solution de carbonate de sodium, etc.. Lorsqu'on utilise une solution de car- bonate de sodium, on rencontre des difficultés considérables dans l'écumage en raison du dégagement d'anhydride carbonique.
En liaison avec un procédé de sulfonage, on a proposé d' effectuer une neutralisation continue avec une solution aqueuse d' hydroxyde de sodium au moyen dune installation de séchoirs à pulvé- risation construite spécialement, de telle manière que les produits sulfoniques et la solution d'hydroxyde de sodium soient conduits à un disque ou plateau rotatif formé spécialement, où il se produit tant un mélange qu'une neutralisation , après quoi la solution fi- nalement neutralisée est rejetée sous la forme d'un fin jet qui est transformé dans la chambre du séchoir et une poudre sèche.
Ceci semble être une simplification du procédé, mais en réalité les difficultés n'ont pas été éliminées. Des solutions aqueuses fortement acides ou alcalines apparaîtront encore aux endroits où des réactions latérales indésirables peuvent se produire. Une régulation précise de la température au cours de la neutralisation est très difficile à obtenir et le séchage par pulvérisation qui se produit après l'éjection nécessite encore la consommation usuel- le de chaleur avant que le produit final apparaisse sous la forme d'une poudre sèche.
Tous ces inconvénients sont évités conformément à l'inven- tion en amenant les produits sulfoniques à leur état finement di- visé à venir en contact avec l'agent neutralisant sous une forme gazeuse.
Par ce procédé, il est possible d'empêcher toutes réac- tions latérales nuisibles et d'obtenir ainsi un produit de quali- té supérieure. La neutralisation des produits sulfoniques pulvé- risés s'effectue presque instantanément lorsque la grosseur des particules est maintenue au-dessous d'une certaine valeur, de
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préférence au-dessous de 200 , par exemple 20 à 50 , c'est-à-dire une grosseur de particules approximativement du même ordre que celle utilisée dans le séchage par pulvérisation de solutions.
Etant donné qu'il n'est pas utilisé de solvant pour la neutrali- sation, elle peut être effectuée complètement sans la phase liqui- de, c'est-à-dire que la phase contenant le produit sulfonique non neutralisé contient plus ou moins de produits dilués de réaction acide ou alcaline. En.outre, le grand inconvénient qui se produi- rait en raison du dégagement de chaleur lors de la dissolution d' acide sulfurique dans l'eau est évité. Conformément à l'invention, il est en outre possible de maintenir une très basse température de réaction et d'éliminer la chaleur de réaction en diluant l'agent neutralisant avec un gaz refroidi, par exemple de l'air atmosphé- rique.
Il est en outre possible d'éliminer une partie de la cha- leur de neutralisation en utilisant l'agent de neutralisation sous forme de gouttes ou à un état condensé, puis d'utiliser le froid produit au cours de l'évaporation ou de la détente.
D'autres avantages obtenus par la présente invention sont que l'opération de neutralisation a directement pour résultat la formation d'une poudre sèche qui peut être utilisée sous cette forme, tandis que les procédés de neutralisation connus rappelés ci-dessus ont pour résultat la formation d'une solution et que par suite la neutralisation doit être suivie d'un séchage, ou combi- née à un séchage, et parfois à une opération de désalage si l'on désire isoler les produits de neutralisation.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, un sulfonate brut est produit de façon connue et est utilisé pour la neutra-lJ.sation, à moins que l'on désire, dans des cas exceptionnels, isoler l'acide sulfonique pur et le sulfonate acide avant la neutralisation. Si l'on utilise par exemple de l'acide sulfurique fumant pour le sul- fonage, il est produit un liquide homogène contenant un excès d' acide sulfurique. Ce liquide est souvent quelque peu visqueux,
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mais il peut facilement être pulvérisé par des procédés connus, par exemple au moyer. d'air comprimé à travers un ajutage, ou au moyen de disques en rotation rapide de diverses formes.
Le procédé de l'invention est expliqué avec davantage de détail dans ce qui suit à l'aide de quelques exemples.
Exemple 1
222 parties en poids d'huile de noix de coco raffinée (indice de saponification 260) sont mélangées avec 67 parties en poids de glycérine et sulfonées avec 540 parties en poids d'oléum comportant 13% de SO3. Le liquide produit est homogène et a une consistance presque égale à celle d'une huile de graisse.
Pour la neutralisation ,on utilise une installation de séchoirs à pulvérisation, par exemple du système Krause ou Niro, ces séchoirs étant complètement fermés et munis d'un réfrigérant, de sorte que le gaz se trouvant dans la chambre de séchage peut en être soutiré, amené à passer à travers le réfrigérant et être re- soufflé dans la chambre. Un mélange en quantités égales en poids d'ammoniaque gazeux et d'air atmosphérique est maintenu dans la chambre, tandis qu'en même temps le mélange circule à travers l'in- stallation à une vitesse de 2400 kg. à'l'heure.
Le produit sulfonique est maintenant appliqué à une vitesse de 83 kg. à l'heure et est pulvérisé au moyen d'un disque tournant à une vitesse de par exemple 14000 tours à la minute, tandis qu'en même temps une quantité équivalente d'ammoniaque est amenée dans l'installation en tout endroit désiré. La distribution d'ammoniaque; 17 kg. à l'heure, est reglée par exemple au moyen de la pression régnant dans la chambre.
Avec les conditions de travail décrites, la température dans la zone de réaction s'élève de 25 à 30 C. Le rendement est de 100 kg. de poudre sèche à l'heure. La poudre produite est com- plètement blanche ; elle est entièrement soluble et tout-à-fait claire dans l'eau dure, par exemple dans de l'eau provenant d'usi- nes hydrauliques et dans la saumure. Une solution aqueuse à 0,5% a une valeur de pH de 5,5 à 6, c'est-à-dire presque la même valeur qu'une solution de sulfate d'ammoniaque chimiquement pure.
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Etant donné que l'installation est complètement fermée, la consommation d'agent neutralisant est pratiquement de 100% de ce qui est théoriquement possible, parce que l'agent de neutralisation non utilisé dans la réaction continue à circuler à travers l'ins- tallation.
Exemple 2
Dans une installation telle que décrite à l'exemple 1, une quantité analogue de produit sulfonique est traitée de telle maniè- re que l'ammoniaque est détendu dans une chambre à partir d'un ré- cipient contenant de l'ammoniaque liquide, récipient à partir du- quel un tuyau conduit à un détendeur qui est commandé par la con- centration d'ammoniaque régnant dans la chambre et à partir duquel la pression est réduite de 7 à 1 atm.. A partir du détendeur, l'am- moniaque est conduit à un dispositif d'échange thermique à travers lequel le mélange en circulation d'air et d'ammoniaque passe pareil. lement pour le refroidir ; ce dispositif d'échange thermique, 1' ammoniaque entre dans.la zone de réaction.
Exemple 3
Le produit sulfonique est neutralisé dans l'installation de séchoir à pulvérisation de la manière décrite à l'exemple 1, mais, dans ce cas, avec de la pipéridine comme agent de neutrali- sation.
La pipéridine est distribuée sous la forme liquide dans un laveur en série avec le réfrigérant mentionné à l'exemple 1 et est répartie sur la garniture du. laveur, à partir de laquelle la pipéridine s'évapore progressivement et est absorbée par l'air ou le gaz circulant à travers l'installation; en même temps, elle refroidit cet air ou ce gaz.
Dans ce procédé, la température à la sortie'de l'installa- tion de séchoir à pulvérisation peut être de 50 C. Un léger refroi- dissement se produit à 40 C, jusqu'à ce que le mélange d'air et d' agent de neutralisation entre dans le laveur; dans lequel le mé-
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lange est refroidi à 20 C, température à laquelle il entre de nouveau dans l'installation.
Il est évident que le procédé décrit est destiné à la neutralisation de produits sulfoniques constitués soit par des acides sulfoniques purement organiques, soit par des sulfates acides purement organiques, ou à ces substances comportant un excès d'un agent sulfonant, les sulfonates dits bruts.
Le procédé est particulièrement destiné à la production de produits sulfoniques qui sont utilisés à leur état neutralisé comme substances actives capillaires, produits de lavage, émul- sionnants, etc'..
REVENDICATIONS.
1- Procédé de neutralisation de produits sulfoniques en utilisant des substances à réaction alcaline, dans lequel les produits sulfoniques à un état finement divisé sont amenés à venir en contact avec l'agent de neutralisation sous une forme gazeuse.