BE876119A - Phenates metalliques sulfures et procede pour les preparer - Google Patents

Phenates metalliques sulfures et procede pour les preparer

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BE876119A BE0/195054A BE195054A BE876119A BE 876119 A BE876119 A BE 876119A BE 0/195054 A BE0/195054 A BE 0/195054A BE 195054 A BE195054 A BE 195054A BE 876119 A BE876119 A BE 876119A
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    • C07C37/64Preparation of O-metal compounds with O-metal group bound to a carbon atom belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C37/66Preparation of O-metal compounds with O-metal group bound to a carbon atom belonging to a six-membered aromatic ring by conversion of hydroxy groups to O-metal groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
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    • C10M159/12Reaction products
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    • C10M159/22Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products containing phenol radicals
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    • C10M2219/089Overbased salts

Description


  Phénates métalliques sulfurés et procédé pour les préparer.

  
La présente invention concerne des composés utiles

  
comme antioxydants et détergents dans les huiles lubrifiantes,

  
de même qu'un procédé .pour les préparer. Plus spécifiquement,

  
elle se rapporte à des phénates métalliques sulfurés et à un

  
procédé perfectionné pour les préparer.

  
Les huiles lubrifiantes tendent à se détériorer

  
dans les conditions normales de fonctionnement des moteurs

  
d'automobiles et moteurs diesels s actuels. Des boues, vernis

  
et matières résineuses peuvent se former et adhérer aux organes du moteur, spécialement les segments, rainures et jupes des pistons, et exercent éventuellement ainsi un effet nuisible sur le rendement, le fonctionnement et la durée de service utile du moteur- Des additifs sont couramment ajoutés aux huiles lubrifiantes pour atténuer la formation de ces impuretés et/ou les maintenir en suspension afin que les organes du moteur restent propres et.fonctionnent convena- _ blement. Les additifs qui réduisent la tendance des huiles lubrifiantes à former des produits d'oxydation. sont-appelés

  
 <EMI ID=1.1> 

  
duits d'oxydation et boues en suspension sont appelés détergents ou dispersants. Il n'est pas rare que certains additifs agissent simultanément comme antioxydants et détergents.

  
Sous ce rapport, les phénates métalliques et phénates métalliques sulfurés se sont révélés fort utiles. Ces phénates sont généralement des sels de métaux du groupe

  
 <EMI ID=2.1> 

  
le strontium. Les phénates de calcium et phénates de calcium sulfurés ont été les plus couramment utilisés. Toutefois, en raison de la tendance actuelle à rechercher des huiles plus pauvres en cendres, les phénates de magnésium et phénates de .magnésium sulfurés gagnent en importance.

  
Les phénates métalliques et phénates métalliques

  
 <EMI ID=3.1> 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
La' composition de ces additifs et leur préparation sont connues depuis longtemps et décrites notamment dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 2.406.564, 2.680.096, 2.680.097, <EMI ID=5.1> 
3.969.235. On sait que pour produire des phénates métalliques sulfurés, on peut faire réagir une base métallique, un composé phénolique, un solvant mutuel et du soufre, soit tous ensemble en un stade, soit en deux stades, dont le premier  <EMI ID=6.1> 

  
et d'un glycol et dont le second comprend la réaction du soufre sur le produit de réaction obtenu au premier stade. Habituellement, la réaction en deux stades est effectuée dans un réacteur muni d'un agitateur, en présence d'un di-

  
 <EMI ID=7.1> 

  
tion en deux stades dans un seul réacteur muni d'un agitateur en raison de 1 ' augmentation de la durée de réaction qui se traduit par une baisse de la productivité de l'installation ou exige une augmentation des dépenses d'investissement pour le maintien d'une productivité donnée- Parfois, les dépenses d'énergie augmentent inutilement.

  
Lorsque la réaction est exécutée en un seul stade avec chauffage des matières premières dans le réacteur, celui-ci est occupé inefficacement pendant un certain temps, de sorte que la productivité baisse à nouveau. Lorsque les matières premières sont mélangées et chauffées dans un échangeur de chaleur à l'amont du réacteur, le sulfure d'hydrogène dégagé en phase gazeuse par la réaction provoque de la cor. rosion et une formation de mousse qui nuisent à l'efficacité de 11 échangeur de chaleur et font ainsi augmenter le temps de chauffage dans l'échangeur, la durée de réaction totale et la consommation d'énergie.

  
L'invention a pour but de procurer d'utiles additifs pour les huiles lubrifiantes, de même qu'un procédé perfectio&#65533;é pour les produire.

  
Elle a aussi pour but de procurer un procédé per-. fectio&#65533;é de préparation de phénates métalliques sulfurés qui augmente la productivité de l'installation par réduction du temps de séjour nécessaire dans la zone de réaction pour la fabrication d'une quantité déterminée de produit. 

  
En variante, les installations peuvent être plus petites pour une production donnée, ce qui permet des économies d'investissement.

  
Elle a par ailleurs pour but de procurer un procédé consommant peu d'énergie pour la production de phénates métalliques sulfurés.

  
L'invention a pour objet des composés qui sont utiles comme antioxydants et détergents dans les huiles lubrifiantes, de même qu'.un procédé pour les produire. Ces composés sont généralement appelés phénates métalliques sulfurés et peuvent être obtenus par réaction d'un composé  phénolique, d'un solvant mutuel, d'une base métallique et

  
de soufre.

  
Suivant le procédé perfectionné de l'invention, pour produire des phénates métalliques sulfurés, on met en contact dans des conditions de réaction les constituants d'une composition comprenant un alkylphénol, un solvant mutuel et une base de métal du groupe II dans un échangeur de chaleur pendant une durée suffisante pour la formation d'un phénate métallique. Celui-ci est alors transféré sans refroidissement sensible jusque dans une zone de réaction

  
où il est mis en contact dans des conditi,ons de réaction avec du soufre pour la formation d'un phénate métallique sulfuré.

  
 <EMI ID=8.1> 

  
métallique est généralement mis à réagir avec le soufre à

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
Les rapports molaires entre le composé phénolique, le solvant mutuel, la base métallique et le soufre peuvent varier dans des intervalles étendus suivant la teneur en soufre et l'indice de base total qui sont désirés. En règle générale, le rapport molaire du composé phénolique au solvant mutuel et à la base métallique est d'environ 1:0,1-10:0,4-2 et le rapport molaire du composé phénolique: au soufre, sur la base du phénol, est d'environ 1:0,5-2. Dans de nombreux produits industriels importants, le rapport molaire du phénol au solvant mutuel et à la base métallique est d'environ ;  1:1:0,5-0,7 lorsque l'indice de base est peu élevé et d'en-

  
 <EMI ID=11.1> 

  
rapport molaire du phénol au soufre est d'environ 1:1 lors-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
lorsque l'indice de base est élevé.

  
Les phénates métalliques sulfurés sont produits

  
à partir de composés aromatiques hydroxylés tels que des composés phénoliques qui sont de préférence des hydrocarbylphénols. Ces composés aromatiques hydroxylés peuvent comprendre plus d'un radical hydroxyle, mais n'en contiennent le plus habituellement qu'un seul. Le cycle aromatique peut porter différents autres substituants, comma des radicaux hydrocarbyle ou nitre et des atomes de chlore ou de brome, notamment. Parfois, ces substituants sont sans action sur l'efficacité de l'additif. Les substituants ne peuvent

  
 <EMI ID=13.1> 

  
avec la base métallique, le solvant mutuel, et le soufre.

  
Habituellement, il est désirable que le,composé

  
 <EMI ID=14.1> 

  
lioration de la solubilité dans les huiles et de l'efficacité du phénate métallique sulfuré comme additif pour les huiles lubrifiantes. Dès lors, les composés aromatiques hydroxylés

  
 <EMI ID=15.1> 

  
Les phénols substitués les plus couramment utilisés comprennent un ou plusieurs radicaux hydrocarbyle d'environ 1 à 100 atomes de carbone. De préférence, ces radicaux hydrocarbyle comptent environ 8 à 20 atomes de carbone. Les radicaux hydrocarbyle peuvent être radicaux alkyle, alkényle, aralkyle ou aralkyle. La préférence est donnée à un seul radical alkyle occupant la position para. Des radicaux hydrocarbyle convenant comme substituants sont notamment des radicaux de bas poids moléculaire, comme les radicaux méthyle, éthyle, propyle, i-propyle, butyle, i-butyle et les divers radicaux

  
 <EMI ID=16.1> 

  
et dodécyle isomères, etc., outre les radicaux de polymères et copolymères de bas poids moléculaire. De'nombreux phénols substitués convenables disponibles dans l'industrie portent

  
 <EMI ID=17.1> 

  
polybutène. -Le phénol hydrocarbylé peut porter d'autres substituants, par exemple des atomes de chlore ou de brome ou des radicaux amine, nitro ou acide sulfurique, notamment, à la condition que ces radicaux ne gênent pas la réaction du phénate sulfuré et ne nuisent pas appréciablement à l'efficacité du composé finalement obtenu.

  
La base métallique est généralement une base d'un

  
 <EMI ID=18.1> 

  
magnésium, le zinc ou le strontium. Les métaux préférés sont le calcium et le magnésium. Les base? les plus courantes sont les oxydes et hydroxydes de ces divers métaux, comme l'oxyde de calcium, l'hydroxyde de calcium, l'oxyde de baryum, l'hydroxyde de baryum, l'oxyde de magnésium, etc. L'hydroxyde de calcium, appelé couramment chaux éteinte, est. le plus couramment utilisé pour la production des phénates de calcium sulfurés, et il est préférable d'utiliser une chaux éteinte de bonne qualité (relativement exempte de carbonates) qui ne s'est pas détériorée pendant l'emmagasinage. Dans le cas de certains métaux tels que le magnésium, il est possible d'uti-liser les carbonates, méthylates et autres .formes de base.

  
La réaction est couramment exécutée en présence d'un promoteur ou liquide organique, appelé parfois solvant mutuel. Le solvant mutuel peut comprendre tout liquide organique stable ayant un pouvoir de dissolution appréciable à

  
 <EMI ID=19.1> 

  
phénol et du composé intermédiaire sulfuré. Parmi les nombreux solvants mutuels connus qui conviennent, il y à lieu de ci-

  
 <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
tels que l'éther monométhylique, l'éther monoéthylique, etc. Les glycols vicinaux sont préférés et l'éthylèneglycol est spécialement préféré parce qu'il active la réaction de neutralisation et agit dès lors comme catalyseur, bien que le mécanisme exact de sa fonction ne soit pas connu.

  
La réaction est exécutée d'habitude dans un diluant, qui est de préférence une huile lubrifiante qui n'est habituellement pas séparée du produit final. Le diluant de réaction sert à faire baisser la viscosité du composé intermédiaire sulfuré et du phénate métallique sulfuré au point de les rendre faciles à transporter par pompage et par des opérations analogues. Le diluant peut être utilisé en quantités très diverses, mais est couramment pris en concentrations conférant au composé intermédiaire ou au produit une viscosité qui convient pour la réaction et les transferts, mais qui ne

  
se traduisent pas par une dilution exagérée du produit final lorsque le diluant n'est pas séparé de ce dernier.

  
Les huiles lubrifiantes minérales sont préférées parce que les phénates métalliques sulfurés sont souvent utilisés comme additifs pour les huiles. Toutefois, tout liquide organique inerte insoluble dans l'eau qui ne réagit pas ni ne gêne la réaction du procédé convient. Bien que les huiles hydrocarbonées et, en particulier les huiles de pétrole, soient généralement utilisées dans le procédé, elles peuvent être remplacées par d'autres huiles, comme',des

  
 <EMI ID=22.1> 

  
condensation ou autrement. Les huiles lubrifiantes légères sont particulièrement préférées. Ces huiles lubrifiantes

  
 <EMI ID=23.1> 

  
les d'origine animale, végétale ou minérale. D'ordinaire, les huiles lubrifiantes minérales sont préférées parce qu'elles sont faciles à obtenir et peu onéreuses et ont de bonnes qualités d'ensemble. Pour certaines applications, des huiles appartenant à l'une des trois autres catégories peuvent être préférées. Normalement, les huiles lubrifiantes préférées sont les huiles fluides d'une viscosité d'environ 40 secondes Saybolt universelles à 38[deg.]C à environ 200 secondes. Saybolt universelles à 99[deg.]C.

  
Suivant les procédés classiques de production des phénates métalliques sulfurés, un phénol substitué , .de la chaux ou de la chaux éteinte, un glycol, du soufre et une huile sont mélangés et chauffés dans une zone de réaction telle qu'une cuve munie d'un agitateur. Certains indices portent à croire que différentes réactions ont lieu en succession, à savoir une réaction de déshydratation entre le phénol , la chaux ou la chaux éteinte et le glycol, puis la sulfuration du produit de réaction ainsi formé. Souvent, le temps de: séjour dans le réacteur est de 4 à 5 heures. Toutefois, les expériences de laboratoire de la Demanderesse ont montré que la sulfuration} manifestée par le dégagement du sulfure d'hydrogène, est rapidement achevée. La lenteur des procédés connus tient, croit-on, à la fonction d'échangeur

  
de chaleur assurée par le réacteur.

  
Il est possible de supprimer le chauffage dans le  <EMI ID=24.1> 

  
phénols) la base, le solvant mutuel et l'huile dans un échangeur de chaleur avant de l'introduire dans le réacteur. La mise en service de l'échangeur de chaleur abrège la durée  d'exécution du procédé en raison de l'achèvement au moins

  
 <EMI ID=25.1> 

  
la déshydratation en dehors du réacteur dont la charge thermique est ainsi réduite au minimum et le rendement

  
porté au maximum. Le produit intermédiaire est sulfuré ensuite dans le réacteur. Le soufre ou un mélange d'huile et de

  
 <EMI ID=26.1> 

  
lange complet est sulfuré. Il est préférable du point de vue industriel de travailler avec du soufre à l'état fondu. Pour empêcher une formation de mousse par un dégagement exagéré du sulfure d'hydrogène, il est recommandable d'introduire le soufre dans le réacteur en un certain temps.

  
Les réactions mises en jeu peuvent être quelque peu exothermiques, mais la quantité de chaleur dégagée est relativement insignifiante et ne doit.pas entrer en ligne de compte du point de vue de la conduite du procédé.

  
Le réacteur peut être conçu pour le travail par charges séparées ou pour le travail continu. Dans un procédé par charges séparées, par exemple, le mélange préchauffé et ayant déjà réagi est admis dans une zone de réaction, comme une cuve munie d'un agitateur, dans laquelle du soufre est admis pour la conduite de la sulfuration. Dans un procédé continu, le mélange préchauffé et ayant déjà réagi peut

  
être admis à une extrémité d'une zone de réaction et maintenu à une température élevée et du soufre est introduit dans la zone, tandis que le phénate métallique sulfuré résultant peut être soutiré à l'autre extrémité de la zone de réaction. Pour un procédé continu, il est critique de donner au temps de séjour une valeur convenable telle que la réaction progresse .jusqu'au degré désiré. Une façon de donner au temps de séjour une valeur convenable consiste à admet-

  
 <EMI ID=27.1> 

  
de réaction, comme une cuve munie d'un agitateur, et à -prélever de manière ininterrompue du mélange de réaction ayant partiellement réagi de la première zone de réaction pour l'amener dans une seconde zone de réaction, comme une cuva munie d'un agitateur. En règle générale, un temps de séjour

  
 <EMI ID=28.1> 

  
produit quittant le second stade ou la seconde zone de réaction peut être amené à un troisième stade pour la réaction avec le dioxyde de carbone dans la fabrication de produits hautement suralcalinisés. La fabrication de phénates sulfurés suralcalinisés par addition d'une base métallique et de dioxyde de carbone est classique. Un procédé hybride entre le procédé par charges séparées et le procédé continu est également applicable. Dans ce dernier cas, les réactifs sont introduits dans une cuve munie d'un agitateur et y sont mis à réagir.

  
Le contenu de la cuve est alors prélevé lorsque la réaction est sensiblement achevée. Si la chose est désirée, le produit du procédé par charges séparées, du procédé hybride ou

  
du procédé continu peut- être davantage purifié par filtration ou autrement.

  
Suivant le procédé spécialement préférée le phénol, le solvant mutuel et la base métallique sont mis en contact dans un échangeur de chaleur dans des conditions de réaction en vue de la formation au moins partielle du phénate métallique. Celui-ci est alors transféré à une première zone de réaction pour réagir avec du soufre qui y est admis. Le contenu de la* première zone de réaction est soutiré de celle-ci lorsque l'avancement de la sulfuration est d'au moins environ  <EMI ID=29.1> 

  
alors transfère dans une seconde zone de réaction pour être mis en contact avec du dioxyde de carbone en vue de la. forma-

  
 <EMI ID=30.1> 

  
de la sulfuration. Le procédé est exécuté de préférence de manière continue. Le procédé continu est préféré parce qu'il, porte au maximum le rendement pour une dépense d'installation déterminée. En règle générale, il est désirable d'ajouter un .supplément de base métallique et de solvant mutuel pour le stade de suralcalinisation au moyen du di oxyde de carbone.

  
Dans les dessins annexés, la Fig. 1 est un tableau de marche du procédé perfectionné faisant l'objet de l'invention. Les phénols, la chaux éteinte et l'huile de dilution 1 provenant d'une cuve à suspension classique et le glycol 14 sont amenés par la conduite 3 à 1'échangeur de chaleur 4, où ils sont amenés à la température de réaction et dans lequel a lieu une déshydratation sensible- La Demanderes-

  
 <EMI ID=31.1> 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
graduellement par repos dans une cuve à suspension, même à .la température ambiante ,en raison d'une interaction entre la chaux et le glycol. Il est préférable de ne pas ajouter le glycol au contenu de la cuve à suspension et d'amener le glycol 14 sous forme d'un courant distinct pour le mélanger avec l'alkylphénol, la chaux hydratée et l'huile à l'amont de l'échangeur de chaleur.

  
Le phénate métallique formé dans l'échangeur de

  
 <EMI ID=33.1> 

  
réacteur 6 muni d'un agitateur. Du soufre à l'état fondu est amené par la conduite 15 dans le réacteur 6 pour réagir avec le phénate métallique. Il est généralement préfé-

  
 <EMI ID=34.1>  fondu, bien que la fleur de soufre, éventuellement en dispersion dans de l'huile, convienne aussi. Le phénate métallique et le soufre sont mis en contact dans des conditions

  
de réaction et sous agitation dans le réacteur 6 muni d'un agitateur de sorte que le phénate métallique sulfuré se forme. L'eau et le sulfure d'hydrogène qui sont des sous-produits sont évacués du réacteur 6 par la conduite ? pour être récupérés ou rejetés. Le phénate sulfuré résultant est soutiré du réacteur 6 par la conduite 8 munie d'un robinet 9 et parvient par la conduite 10 à la pompe 11. Le phénate métallique sulfuré est alors soumis à une purification comme l'élimination des sous-produits indésirables par purge et filtration. 

  
La Fig. 2 est un diagramme du dégagement du sulfure d'hydrogène, en litres, en fonction du temps: de réaction, en minutes, dans un réacteur de laboratoire muni d'un agitateur.

  
La Fig. 3 est un diagramme de la durée, en minutes, de chaque stade S ou réaction dans une production industrielle de phénates métalliques sulfurés.

  
La Fig. 4 est un tableau de marche schématique

  
pour un procédé continu de production de phénates sulfurés

  
à haut indice de base. Comme déjà indiqué, le procédé préféré de production des phénates métalliques sulfurés est

  
un procédé continu. La cinétique de réaction est hautement favorable à l'exécution du procédé continu et permet de

  
 <EMI ID=35.1> 

  
de dépenses d'installation. La Fig. 4 est un tableau de marche pour un tel procédé continu. Le phénol , la base

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
la conduite 53 pour se mélanger avec les autres matières pre-

  
 <EMI ID=39.1>   <EMI ID=40.1> 

  
dans l'échangeur de chaleur dans des conditions de réaction pour la formation au moins partielle du phénate métallique par réaction de déshydratation. En règle générale, la formation'du phénate métallique atteint sensiblement son terme en peu de temps et le phénate métallique ou mélange de réaction.

  
 <EMI ID=41.1> 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
teur. Du soufre 52 est amené au réacteur 56 par la conduite

  
65. Le soufre est le plus avantageusement utilisé à l'état fondu,mais peut aussi être mis en oeuvre à l'état de suspension dans de l'huile. La sulfuration a lieu dans les conditions de réaction normales dans le réacteur 56 muni d'un agitateur. Pour augmenter le temps de contact entre les réactifs,

  
 <EMI ID=43.1> 

  
par les conduites 57 et 72 au réacteur 70 muni d'un agitateur.

  
Le réacteur 70 assure un temps de contact supplémentaire permettant que la réaction de sulfuration progresse davantage.

  
Le mélange de réaction soutiré du réacteur 70 peut être

  
 <EMI ID=44.1>  . d'un agitateur qui est alimenté par la conduite 76 en dioxyde de carbone 77 qui est introduit dans le mélange de réaction.

  
Le dioxyde de carbone est ajouté au mélange de réaction pour la formation d'un phénate métallique sulfuré hautement suralcalinisé. Suivant un procédé spécialement préféré, le

  
 <EMI ID=45.1> 

  
agitateur avant l'achèvement de la sulfur&#65533;tion. En règle générale, lorsque la sulfuration a atteint un avancement de

  
 <EMI ID=46.1> 

  
 <EMI ID=47.1> 

  
rectement au réacteur 71 pour réagir avec le dioxyde de carbone.

  
La sulfuration peut d'habitude être exécutée pendant la réaction du dioxyde de carbone avec le phénate métallique sulfuré ou plutôt le produit de réaction provenant du xéac-

  
 <EMI ID=48.1> 

  
hautement surbasique convenable dans le réacteur 71 muni d'un agitateur, le produit de réaction est soutiré par la conduite 78 munie du robinet 79 et parvient par la conduite
80 au poste d'isolement du produit 81. Cet isolement du. produit peut consister en une filtration eu en une autre  opération courante conférant la qualité voulue-au produit. EXEMPLE 1.-

  
Le procédé perfectionné de l'invention est illustré

  
 <EMI ID=49.1> 

  
Un serpentin est immergé dans un bain d'huile maintenu à
205 - 232[deg.]C de manière à constituer un échangeur de chaleur pour le préchauffage du phénol, de la chaux éteinte, du glycol et de l'huile 5W de dilution et'pour la conduite de

  
la réaction de déshydratation. Le réacteur 6 muni d'un agitateur illustré à la Fig. 1 est constitué par un réacteur de 3 litres muni d'un agitateur. Ce réacteur est maintenu

  
au voisinage de 183[deg.]C,. pendant . la sulfuration. l'eau de neutralisation que dégage la déshydratation est collectée dans un condenseur monté au-dessus du réacteur muni d'un agitateur, tandis que le sulfure d'hydrogène dégagé pendant la sulfuration fait l'objet d'un enregistrement à l'aide d'un appareil vendu sous le nom de West Test Meter pour l'observation de l'avancement de la réaction. Le soufre est admis dans

  
 <EMI ID=50.1> 

  
est ajouté lentement et pendant une certaine durée pour empêcher une formation de mousse en raison d'un dégagement excessif de sulfure d'hydrogène.

  
Comme il ressort du tableau I ci-après, la suspension I, qui est un mélange d'alkylphénols, d'éthylèneglycol,  <EMI ID=51.1> 

  
réactifs pour la commodité du travail au laboratoire.. La  suspension II est une suspension de soufre dans de l'huile 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
 <EMI ID=53.1> 

  

 <EMI ID=54.1> 


  
On fait passer à peu les deux tiers de la suspension

  
 <EMI ID=55.1> 

  
l'amène jusqu'au réacteur en environ 7 minutes, puis on introduit dans le réacteur maintenu à environ 183 [deg.]C, la suspension II et le dernier tiers de la suspension I ensemble en environ

  
 <EMI ID=56.1> 

  
à 50 minutés. On recueille au sortir du réacteur muni d'un agi-  tateur le produit qui a les propriétés suivantes. 

TABLEAU II

  

 <EMI ID=57.1> 


  
La Fig. 2 est un diagramme du dégagement de sulfure d'hydrogène, en litres de gaz, en fonction du temps, en  minutes, pour une expérience typique. Le temps zéro aux

  
 <EMI ID=58.1> 

  
 <EMI ID=59.1> 

  
que la sulfuration est relativement rapide et est sensiblement

  
 <EMI ID=60.1> 

  
quelque peu de l'efficacité de mélange, de la température, de la qualité des matières premières, etc. Il convient de noter que parfois du sulfure d'hydrogène se dégage pendant  un certain temps après le moment où la réaction est'considérée comme sensiblement achevée. 

  
D'après les indications ci-dessus, on peut prévoir durée du cycle pour une production industrielle de phénates métalliques sulfurés. La Fig. 3 est un. diagramme du temps de réaction en fonction de la durée des différents stades pour la production du phénate métallique. sulfuré. Le stade 1 correspond à l'admission dans la zone de réaction du mélange préchauffé et déshydraté formé par l'alkylphénol,

  
 <EMI ID=61.1> 

  
 <EMI ID=62.1>  durée de sulfuration. Le, stade 4 est celui où le produit est soutiré du réacteur et transféré au système de purification

  
 <EMI ID=63.1> 

  
 <EMI ID=64.1> 

  
dans un procédé hybride, alors que dans un procédé par charges séparées}au cours duquel tous les réactifs sont admis ensemble dans le réacteur, la durée nécessaire est d'environ _,
240 à 300 minutes.

  
 <EMI ID=65.1> 

  
La production continue de.s phénates de calcium sulfurés est illustrée dans le cas de trois réacteurs en série, dont chacun est muni d'un agitateur. Les deux premiers réacteurs, chacun d'un volume d'environ 2 litres, sont utilisés pour la sulfuration. Le troisième réacteur d'un volume d'environ 3 litres est utilisé pour la suralcalinisation.

  
au moyen du dioxyde de carbone lorsque la chose est désirable.

  
Une suspension III f ornée d'alkylphénols, de chaux

  
 <EMI ID=66.1> 

  
 <EMI ID=67.1> 

  
nière continue dans le premier réacteur pour la 'formation d'un phénate à faible indice de base, les rapports étant. les .suivants.. 

TABLEAU III

  

 <EMI ID=68.1> 


  
On introduit l'éthylèneglycol séparément dans le premier réacteur en respectant un rapport pondéral de l'êthylèneglycol au phénol de 0,24. On préchauffe les réactifs dans un four chauffé à l'électricité jusqu'à environ avant de les admettre dams le premier réac-

  
 <EMI ID=69.1> 

  
 <EMI ID=70.1> 

  
 <EMI ID=71.1> 

  
 <EMI ID=72.1> 

  
température également à 133[deg.]C, Le temps de séjour dans

  
 <EMI ID=73.1> 

  
le produit quittant le second réacteur, on le chauffe à 

  
 <EMI ID=74.1> 

  
 <EMI ID=75.1> 

  
L'analyse des produits de trois essais distincts menés de la façon ci-dessus est détaillée ci-après.

TABLEAU IV

  

 <EMI ID=76.1> 


  
 <EMI ID=77.1> 
-En opérant comme dans l'exemple 2, on prépare .un' phénate de calcium sulfuré à haut indice de base en exécutant une seule addition de chaux éteinte pour la réaction dans les deux premiers réacteurs, puis en traitant le mé- <EMI ID=78.1> 

  
sième réacteur. Bien qu'on effectue une addition unique de chaux éteinte dans le premier réacteur dans ce cas particulier,

  
 <EMI ID=79.1> 

  
 <EMI ID=80.1>  ment de glycol devrait être amené au troisième réacteur pour la réaction avec le dioxyde de carbone. En règle générale, un temps de séjour d'environ 60 minutes 'dans le troisième réacteur donne satisfaction. Lors des expériences de labo-

  
 <EMI ID=81.1> 

  
 <EMI ID=82.1> 

  
 <EMI ID=83.1> 

  
d'environ 38 cm<3> par minute. Les valeurs favorables du  débit de dioxyde de carbone dans différentes autres installations peuvent varier avec l'efficacité du mélange, la qua-  lité et la. réactivité des réactifs, etc.

  
 <EMI ID=84.1> 

  
En opérant comme dans l'exemple 2, on produit un phénate de calcium sulfuré en'utilisant uniquement le premier réacteur de sulfuration et le troisième réacteur

  
de carbonatation. On préchauffe les réactifs et on les intro- 

  
 <EMI ID=85.1> 

  
la sulfuration peut s'achever sensiblement et que le sur-

  
 <EMI ID=86.1> 

  
d'amener la sulfuration à un avancement d'au moins environ 

  
 <EMI ID=87.1> 

  
 <EMI ID=88.1> 

  
suivant la-., technique de l'exemple 4 avec sulfuration. partielle avant la carbonatation sont semblables au produit  obtenu au cours de l'essai D suivant-une technique différente dans deux réacteurs de sulfuration? auquel cas la sulfuration est sensiblement achevée avant la carbonatation. 

  
 <EMI ID=89.1> 
 <EMI ID=90.1> 
 * D Deux réacteurs avec un temps de séjour total de

  
90 minutes

  
 <EMI ID=91.1> 

G Un réacteur avec un temps de séjour de 30 minutes.

  
H Un réacteur avec un temps de séjour de minutes, 

  
sans apport de supplément de glycol.

  
Les produits des essais G et H sont inacceptables en raison d'une insuffisance d'avancement de la sulfuration dans le cas G et d'un apport insuffisant d'éthylèneglycol dans le cas H. 

  
 <EMI ID=92.1> 

  
1.- Procédé de production de phénates métalliques sulfurés, caractérisé en ce qu'on met en contact dans des conditions de réaction les constituants d'une composition comprenant un alkylphénol,un solvant mutuel et une base de métal du groupe II dans un échangeur de chaleur pendant une durée suffisante pour la formation du phénate métallique- et on fait passer le phénate métallique sans refroidissement  sensible jusque dans une zone de réaction où on le met en contact dans des conditions de réaction;avec du soufre pour former le phénate métallique sulfuré.

Claims (1)

  1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la base métallique comprend l'oxyde ou hydroxyde du métal.
    3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé. en ce que le métal comprend du calcium ou du magnésium.
    4.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le solvant mutuel comprend de l'éthylèneglycol.
    5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé <EMI ID=93.1>
    mutuel et la base métallique dans l'échangeur de chaleur
    <EMI ID=94.1>
    le phénate métallique avec le soufre dans la zone de réac-
    <EMI ID=95.1>
    6.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait réagir l'alkylphénol, le solvant mutuel
    et la base métallique dans l'échangeur de chaleur à une température d'environ 149 à 183[deg.]C et on fait réagir le phénate métallique avec le soufre à une température d'environ 149'à
    <EMI ID=96.1> 7.- Procède suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport molaire du phénol au solvant multuel et à la base métallique est d'environ 1:1:0,5-0,7 et le rapport molaire du phénol au soufre est d'environ 1:1.
    8.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport molaire du phénol au solvant mutuel et à la base métallique est d'environ 1:2:1,5-1,8
    et le rapport molaire du phénol au soufre est d'environ 1:1,5-1,8.
    9.- Procédé continu de production de phénates
    <EMI ID=97.1>
    dans des conditions de réaction un alkylphénol, un solvant mutuel et une base de métal II dans un échangeur de chaleur pendant une durée suffisante pour la formation du phénate métallique et en fait passer de manière continue le phénate métallique sans refroidissement sensible jusque dans une première zone de réaction où on met le phénate métallique en contact avec du soufre dans les conditions de la sulfuration pour former le phénate métallique sulfuré.
    10.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on fait passer le mélange.de réaction de la première zone de réaction dans une seconde pour augmenter le temps de contact entre les réactifs et achever sensiblement la sulfurât ion,.
    Il.- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'on fait passer le mélange de réaction de la seconde zone de réaction dans une troisième pour le mettre en contact avec du dioxyde de carbone dans des conditions de réaction pour la formation d'un phénate sulfuré hautement surbasique.
    12.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on fait passer le mélange de réaction de la première zone de réaction, après que la sulfuration à atteint -
    <EMI ID=98.1>
    de réaction pour le mettre en contact avec du dioxyde de carbone dans des conditions de réaction pour la formation d'un phénate sulfuré hautement surbasique.
    13.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la base de métal du groupe II est; une base.de calcium ou de magnésium.
    <EMI ID=99.1>
    risé en ce que la base de métal du groupe II est une base de calcium.
    <EMI ID=100.1>
    <EMI ID=101.1>
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0601721A3 (fr) * 1992-12-07 1995-02-08 Ethyl Petroleum Additives Inc Procédé pour le préparation de phénates surbasiques.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0601721A3 (fr) * 1992-12-07 1995-02-08 Ethyl Petroleum Additives Inc Procédé pour le préparation de phénates surbasiques.

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