FR2471358A1 - Sulphonation of organic cpds. using sulphur tri:oxide - with membranes of tetra:fluoroethylene and per:fluorovinyl:ether mixed polymers - Google Patents

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Abstract

The sulphonating agent and the organic compound to be sulphonated are maintained basically separate from each other, by a membrane which is near enough chemically inert relatively to the partners in the reaction, in the sulphonation of organic compounds. Pref. the membrane is of a perhalogen-carbon polymer which has terminal carbon acid-, phosphonic acid or sulphonic acid radicals or mixtures of these. Used for the production of cationic exchange materials, anionic wetting agents (surfactants), as well as additives to lubricating oil, such as sodium dodecylbenzolsulphonic acid, a main constituent of detergents. Certain types of membranes can be used in non-aqueous environments under conditions which permit a selective contact between partners in a reaction, so that reactions which were previously difficult to control can be carried out easily. The invention overcomes the problems of known processes and yields a sulphonated product which is free from undesired byproducts.

Description

La présente invention concerne un procédé perfectionné de sulfonation de composés organiques à l'aide d'un agent de sulfonation. The present invention relates to an improved process for sulfonating organic compounds using a sulfonating agent.

La sulfonation des hydrocarbures aromatiques constitue un procédé industriellement important pour la production de matières pour échange de cations, de détergents anioniques et d'additifs pour des huiles lubrifiantes. Un exemple de ces produits est du dodécylbenzène-sulfonate-de sodium qui constitue l'un des ingrédients principaux des formulations de détergents pour la blanchisserie. The sulfonation of aromatic hydrocarbons is an industrially important process for the production of materials for cation exchange, anionic detergents and additives for lubricating oils. An example of these products is sodium dodecylbenzene sulfonate which is one of the main ingredients in laundry detergent formulations.

On réalise à l'échelle industrielle la sulfonation du dodécylbenzène en chauffant ce dodécylbenzène avec de l'oléum à 20 Ó ou en le mettant en contact avec de l'anhydride sulfurique (ou trioxyde de soufre) vaporisé. The sulfonation of dodecylbenzene is carried out on an industrial scale by heating this dodecylbenzene with oleum to 20 Ó or by bringing it into contact with vaporized sulfuric anhydride (or sulfur trioxide).

Le procédé à l'oléum implique généralement de mélanger l'hydrocarbure avec l'oléum à 20 à à 35-50DC durant deux heures. The oleum process generally involves mixing the hydrocarbon with the oleum at 20 to 35-50DC for two hours.

Après addition d'une faible quantité d'eau pour séparer les -couches, la neutralisation de la couche organique par de l'hydroxyde de sodium donne un produit comportant 88 à 90 Ó de dodécylbenzène-sulfonate de sodium et 10 à 12 Ó de sulfate de sodium. La séparation et l'utilisation ou l'élimination du sulfate de sodium posent des problèmes.After adding a small amount of water to separate the layers, neutralization of the organic layer with sodium hydroxide gives a product comprising 88 to 90 Ó of sodium dodecylbenzene sulfonate and 10 to 12 Ó of sulfate sodium. Separation and use or disposal of sodium sulfate are problematic.

Les procédés utilisant de l'anhydride sulfurique mettent en oeuvre des matières moins onéreuses et donnent un produit contenant moins de sulfate de sodium. Cependant, la réaction est très exothermique et un peu difficile à maî- triser. On ne peut ajouter directement de l'anhydride sulfurique liquide à l'hydrocarbure aromatique sans provoquer un charbonnement poussé et une désalkylation de 1' alky 1- aromatique. Normalement, l'anhydride sulfurique est utilisé à la concentration de 5 Ó dans un gaz inerte, comme de l'air sec ou de l'azote sec. I1 faut une agitation efficace de la masse visqueuse pour favoriser le contact gaz-liquide dans toute la masse de réaction.Cela est particulièrement difficile à la fin d'une réaction discontinue en raison de l'extrême viscosité du produit obtenu. Bien que la réaction se produise facilement à basse température, on utilise une température d'environ 500C pour diminuer la viscosité. La neutralisation de la masse réactionnelle donne un produit qui est essentiel lement du dodécylbenzène-sulfonate de sodium en solution aqueuse. The processes using sulfuric anhydride use less expensive materials and give a product containing less sodium sulfate. However, the reaction is very exothermic and somewhat difficult to control. Liquid sulfuric anhydride cannot be added directly to the aromatic hydrocarbon without causing extensive charcoal and dealkylation of the 1-aromatic alkyl. Normally, sulfuric anhydride is used at a concentration of 5 Ó in an inert gas, such as dry air or dry nitrogen. The viscous mass must be stirred effectively to promote gas-liquid contact throughout the reaction mass. This is particularly difficult at the end of a discontinuous reaction due to the extreme viscosity of the product obtained. Although the reaction occurs easily at low temperatures, a temperature of about 500C is used to decrease the viscosity. Neutralization of the reaction mass gives a product which is essentially sodium dodecylbenzene sulfonate in aqueous solution.

Des membranes de divers types sont utilisées pour effectuer certaines séparations de solutions aqueuses. Membranes of various types are used to effect certain separations of aqueous solutions.

Un exemple de ce type de séparation est le dessalement de l'eau de mer que l'on refoule sous pression à travers une membrane.An example of this type of separation is the desalination of seawater which is discharged under pressure through a membrane.

I1 vient d'être trouvé que certaines membranes peuvent être utilisées dans des milieux non aqueux et dans des conditions permettant la mise sélective en contact des corps devant réagir, afin de permettre la réalisation facile de réactions qu'il était jusqu'à présent difficile de maîtriser. La présente découverte propose un procédé simple et efficace pour sulfoner des composés organiques en évitant les problèmes associés aux procédés connus, tout en donnant un produit sulfoné qui est relativement exempt de sous-produits inopportuns. It has just been found that certain membranes can be used in non-aqueous media and under conditions allowing selective contacting of the bodies which have to react, in order to allow easy carrying out of reactions which until now have been difficult to control. The present discovery provides a simple and effective method for sulfonating organic compounds while avoiding the problems associated with known methods, while providing a sulfonated product which is relatively free of unwanted by-products.

La présente invention concerne un procédé pour sulfoner des procédés organiques et notamment des composés organiques aromatiques. Le contact entre le composé à sulfoner et l'agent de sulfonation est réalisé à l'aide d'une membrane qui maintient cependant essentiellement le composé organique séparé de l'agent de sulfonation. The present invention relates to a process for sulfonating organic processes and in particular aromatic organic compounds. The contact between the compound to be sulfonated and the sulfonating agent is carried out using a membrane which however essentially keeps the organic compound separated from the sulfonating agent.

Le procédé de la présente invention permet de sulfoner facilement n'importe quel composé organique capable d'être sulfoné. Par exemple, on préfère généralement utiliser dans la présente invention des composés aromatiques, car ils subissent facilement une sulfonation pour former des produits très utiles. Les composés aromatiques ou aliphatiques pouvant être sulfonés par application du procédé de laprésente invention peuvent être des hydrocarbures ou leurs dérivés de substitution. Les composés aliphatiques doivent contenir au moins deux atomes de carbone, et de préférence de trois à vingt atomes de carbone. Les composés aromatiques contiennent de préférence de 6 à 40 atomes de carbone.Les dérivés substitués des hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques peuvent être substitués par des groupes contenant de 1' azote, de l'oxygène, du silicium, du phosphore, du soufre et/ou de l'halogène, sans que cela nuise au procédé de la présente in vention. Par exemple, ce procédé peut servir à sulfoner des composés aromatiques contenant un ou plusieurs atomes ou qroupes, comme des groupes amino, nitroso, des atomes de chlore, de fluor ou de brome, des groupes silano, éther-oxyde, hydroxyle et carboxyle. The process of the present invention makes it possible to easily sulfonate any organic compound capable of being sulfonated. For example, it is generally preferred to use aromatic compounds in the present invention, since they readily undergo sulfonation to form very useful products. The aromatic or aliphatic compounds which can be sulfonated by application of the process of the present invention can be hydrocarbons or their substitution derivatives. The aliphatic compounds must contain at least two carbon atoms, and preferably from three to twenty carbon atoms. The aromatic compounds preferably contain from 6 to 40 carbon atoms. The substituted derivatives of the aliphatic or aromatic hydrocarbons can be substituted by groups containing nitrogen, oxygen, silicon, phosphorus, sulfur and / or halogen, without affecting the process of the present invention. For example, this process can be used to sulfonate aromatic compounds containing one or more atoms or groups, such as amino, nitroso groups, chlorine, fluorine or bromine atoms, silano, ether-oxide, hydroxyl and carboxyl groups.

En raison de leur importance industrielle, les hydrocarbures aromatiques sont particulièrement intéressants à utiliser dans ce procédé de sulfonation. Par exemple, des alkylbenzènes à groupe alkyle linéaire, notamment ceux dont ce groupe alkyle comporte 10 à 16 atomes de carbone, sont sulfonés pour servir dans des détergents pour la lessive. Because of their industrial importance, aromatic hydrocarbons are particularly advantageous to use in this sulfonation process. For example, alkylbenzenes having a linear alkyl group, in particular those in which this alkyl group contains 10 to 16 carbon atoms, are sulphonated for use in laundry detergents.

Des fractions aromatiques du pétrole, contenant des alkylbenzènes, des naphtalènes et des systèmes aromatiques supérieurs condensés, sont sulfonées pour servir de détergent dans des huiles lubrifiantes.Aromatic petroleum fractions, containing alkylbenzenes, naphthalenes and condensed higher aromatic systems, are sulfonated to serve as a detergent in lubricating oils.

Dans le présent procédé, le composé organique est sulfoné à l'aide d'un agent de sulfonation. Cet agent peut être l'anhydride sulfurique, l'acide sulfurique ou de l'acide chlorosulfonique. Si on le désire, l'agent de sulfonation peut être utilisé en solution dans un diluant. In the present process, the organic compound is sulfonated using a sulfonating agent. This agent can be sulfuric anhydride, sulfuric acid or chlorosulfonic acid. If desired, the sulfonating agent can be used in solution in a diluent.

Le diluant peut servir à ajuster la violence de la réaction de sulfonation, laquelle est extrêmement exothermique.The diluent can be used to adjust the strength of the sulfonation reaction, which is extremely exothermic.

Des diluants convenables sont ceux qui n'empêchent pas la sulfonation. Par exemple, l'anhydride sulfurique peut être dilué par de l'acide sulfurique, de l'anhydride sulfureux, de l'acide chlorhydrique ou du trifluorure de bore. Si l'agent de sulfonation est utilisé avec un diluant, il est de préférence utilisé à une concentration de 1 à 99 ÓX encore mieux de 20 à 80 PÓS de l'agent dé sulfonation dans le diluant. Suitable diluents are those which do not prevent sulfonation. For example, sulfuric anhydride can be diluted with sulfuric acid, sulfur dioxide, hydrochloric acid or boron trifluoride. If the sulfonating agent is used with a diluent, it is preferably used at a concentration of 1 to 99 ÓX even better 20 to 80 PÓS of the sulfonating agent in the diluent.

Les avantages du procédé de la présente invention résultent de l'utilisation d'une membrane pour isoler essen
tiellement l'agent de sulfonation d'avec le composé organique devant subir la réaction de sulfonation, tout en permettant le contact de ces deux substances à travers la membrane.
The advantages of the process of the present invention result from the use of a membrane to isolate essen
tially the sulfonating agent with the organic compound to undergo the sulfonation reaction, while allowing contact of these two substances through the membrane.

La membrane doit permettre à l'agent de sulfonation et au composé organique de venir en contact à l'interface formée par cette membrane. La membrane doit aussi être essentiellement inerte à l'action chimique du composé organique et de l'agent de sulfonation, afin de demeurer intacte et de conserver son rôle d'organe séparateur. I1 faut utiliser dans la membrane des matières chimiquement inertes à l'égard du composé organique et de l'agent de sulfonation aux températures auxquelles la réaction va se produire.The membrane must allow the sulfonating agent and the organic compound to come into contact at the interface formed by this membrane. The membrane must also be essentially inert to the chemical action of the organic compound and the sulfonating agent, in order to remain intact and to preserve its role as a separating organ. Materials that are chemically inert with respect to the organic compound and the sulfonating agent must be used in the membrane at the temperatures at which the reaction will occur.

Ces matières doivent pouvoir être transformées en des membranes à épaisseur minimale, afin d'obtenir la transformation voulue sans de longues durées de réaction. En raison de leur inertie, les polymères fluorocarbonés se sont avérés convenir très bien pour le-présent procédé. Ces polymères fluorocarbonés sont des polymères perhalogéno-carbonés ne comportant pas d'atomes d'hydrogène sur la charpente polymère. These materials must be able to be transformed into membranes with minimum thickness, in order to obtain the desired transformation without long reaction times. Due to their inertia, fluorocarbon polymers have been found to be very suitable for the present process. These fluorocarbon polymers are perhalogen-carbon polymers that do not contain hydrogen atoms on the polymer framework.

La charpente carbonée ne porte comme substituants que (1) des atomes de chlore et/ou de fluor avec un maximum de 25 Ó en poids pour le chlore et (2) des groupes acides latéraux ou pendants, qui sont choisis parmi les groupes du type acide sulfonique, acide carboxylique et acide phosphonique ou sont des mélanges choisis d'au moins deux de ces types. La préparation de telles matières, par exemple "Kel-F" modifié par les groupes acides précités, est bien connue en pratique.The carbon framework only has as substituents (1) chlorine and / or fluorine atoms with a maximum of 25 Ó by weight for chlorine and (2) lateral or pendant acid groups, which are chosen from groups of the type sulfonic acid, carboxylic acid and phosphonic acid or are selected mixtures of at least two of these types. The preparation of such materials, for example "Kel-F" modified by the above-mentioned acid groups, is well known in practice.

La membrane est de préférence en un polymère d'acide perfluorocarbure-sulfonique, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 041 317, NO 3 282 875 et NO 3 624 053, auxquels on pourra se référer. On préfère ces matières en raison de leur inertie aux corps mis en réaction dans les conditions dans lesquelles la réaction se produit, et par suite de la facilité de leur transformation en des membranes convenables. Une matière particulièrement préférée pour la fabrication des membranes est un copolymère du tétrafluoréthylène et d'un éther-oxyde de perfluorovinyle comportant des groupes latéraux du type acide sulfonique. Un exemple d'une telle membrane est la résine "Nafion", disponible chez E.I. The membrane is preferably made of a polymer of perfluorocarbon-sulfonic acid, as described in US Patents NO 3,041,317, NO 3,282,875 and NO 3,624,053, to which reference may be made. These materials are preferred because of their inertness to the bodies reacted under the conditions under which the reaction occurs, and as a result of the ease of their transformation into suitable membranes. A particularly preferred material for the manufacture of membranes is a copolymer of tetrafluoroethylene and a perfluorovinyl ether oxide having side groups of the sulfonic acid type. An example of such a membrane is the "Nafion" resin, available from E.I.

DuPont and Co.DuPont and Co.

La membrane perfluorocarbure-sulfonique peut être utilisée sous forme de feuilles, de tubes et de fibres creuses. The perfluorocarbon-sulfonic membrane can be used in the form of sheets, tubes and hollow fibers.

La matière peut être stratifiée par association à de la gaze pour donner à ses dimensions plus de stabilité. La matière peut être incorporée dans la cellule de diffusion à l'aide d'un organe comportant ou non un support. Par exemple, lorsqu on utilise des fibres creuses, elles n ont généralement pas besoin d'un support en des points autres que l'entrée des fibres creuses dans la cellule de diffusion et la sortie de ces fibres. Lorsque la matière formant la membrane est présente sous forme de feuilles, celle-ci peut être placée sur un support formé d'une toile en acier inoxydable, d'une surface métallique poreuse ou d'une étoffe de matière inerte laissant librement passer les corps mis en réaction et les produits obtenus.The material can be laminated by association with gauze to give its dimensions more stability. The material can be incorporated into the diffusion cell using a member which may or may not have a support. For example, when using hollow fibers, they generally do not need support at points other than the entry of the hollow fibers into the diffusion cell and the exit of these fibers. When the material forming the membrane is present in the form of sheets, it can be placed on a support formed by a stainless steel cloth, a porous metallic surface or a fabric of inert material allowing the bodies to pass freely. reacted and the products obtained.

I1 a été trouvé que lorsqu'on utilise comme membrane le polymère d'acide sulfonique perfluoré préféré, les poids des équivalents du polymère exercent un effet important sur la vitesse de transformation. C'est-à-dire que l'on a trouvé que, toutes les autres variables restant égales,
on obtient de plus grandes vitesses de réaction en utilisant du polymère à bas poids d'équivalent. Le poids de l'équivalent se définit comme étant le poids, en grammes, du polymère de la membrane par mole de groupe acide sulfonique.
It has been found that when the preferred perfluorinated sulfonic acid polymer is used as the membrane, the weights of the polymer equivalents have a significant effect on the rate of transformation. That is to say, we have found that, all the other variables remaining equal,
higher reaction rates are obtained by using polymer with low equivalent weight. The equivalent weight is defined as the weight, in grams, of the membrane polymer per mole of sulfonic acid group.

Il a été trouvé que des poids aussi faibles que 1060 donnent des résultats optimaux, cependant que des poids supérieurs, c'est-À-dire égaux ou supérieurs à 1340, aboutissent à de plus faibles vitesses de transformation. Le minimum pratique utilisable pour le poids de l'équivalent de ces polymères est d'environ 900. Pour des poids inférieurs à cette valeur, des difficultés surgissent lors de la fabrication des pellicules, fibres creuses, tubes, etc., en un polymère d'acide sulfonique fluorée les propriétés mécaniques de ces objets diminuent.It has been found that weights as low as 1060 give optimal results, while weights greater, i.e., equal to or greater than 1340, result in lower processing rates. The practical minimum usable for the weight of the equivalent of these polymers is approximately 900. For weights below this value, difficulties arise during the production of films, hollow fibers, tubes, etc., in a polymer d 'fluorinated sulfonic acid the mechanical properties of these objects decrease.

Le procédé de la présente invention peut être commodément mis en oeuvrel dans une cellule de diffusion qui comprend une chambre qu une membrane divise en des compartiments séparés. The process of the present invention can be conveniently carried out in a diffusion cell which includes a chamber which a membrane divides into separate compartments.

Chaque compartiment comporte des organes permettant d'en retirer le contenu. Le procédé peut être réalisé de façon continue ou discontinue, mais l'on opère de préférence de façon continue.Each compartment has organs allowing its contents to be removed. The process can be carried out continuously or discontinuously, but it is preferably carried out continuously.

La membrane peut être utilisée en diverses formes et épaisseurs et l'on peut, par exemple, placer des fibres creuses, des tubes, des membranes de forme plane, etc., dans une cellule de diffusion, afin de former les compartiments séparés. L'épaisseur de la membrane peut varier entre 2,5 microns et 1 mm, et, de préférence, entre 25 microns et 2,5 mm. L'épaisseur de la membrane sera choisie pour en faciliter la fabrication et en permettre le maintien à l'état intact pendant la mise en oeuvre de la présente invention. The membrane can be used in various shapes and thicknesses and it is possible, for example, to place hollow fibers, tubes, planar membranes, etc., in a diffusion cell, in order to form the separate compartments. The thickness of the membrane can vary between 2.5 microns and 1 mm, and preferably between 25 microns and 2.5 mm. The thickness of the membrane will be chosen to facilitate its manufacture and allow it to be kept intact during the implementation of the present invention.

Le composé organique est présent sous forme de liquide, qui est en solution ou sans solvantsset il est mis au contact de l'agent de sulfonation en circulant dans le même sens que celui-ci ou à contre-courant. The organic compound is present in the form of a liquid, which is in solution or without solvents and is brought into contact with the sulphonating agent by circulating in the same direction as it or against the current.

Des moyens bien connus des experts en ce domaine permettent de faire varier les variables caractérisant la mise en contact du composé organique avec l'agent de sulfonation en vue d'obtenir divers degrés de transformation par passage. En général, de plus longues durées de contact et de plus faibles épaisseur de la membrane favorisent un plus grand degré de transformation. La température à laquelle le contact a lieu influe essentiellement sur le degré de transformation. C'est-à-dire que, lorsque la température augmente, le degré de transformation augmente également. On peut faire varier le temps de contact du milieu de sulfonation avec le composé organique en diminuant le débit de passage ou en augmentant la dimension de la cellule de diffusion ou l'aire de la surface de contact dans cette cellule. Means well known to experts in this field make it possible to vary the variables characterizing the contacting of the organic compound with the sulfonating agent in order to obtain various degrees of transformation by passage. In general, longer contact times and smaller thicknesses of the membrane favor a greater degree of transformation. The temperature at which contact takes place essentially influences the degree of transformation. That is, as the temperature increases, the degree of transformation also increases. The contact time of the sulphonation medium with the organic compound can be varied by decreasing the flow rate or by increasing the size of the diffusion cell or the area of the contact surface in this cell.

La matière destinée à a sulfonation est, si elle est liquide, utilisée de préférence sans solvant, de façon à réduire à leur minimum toutes les réactions secondaires inopportunes risquant de se produire avec un solvant. Si elle est solide à la température ambiante, la matière peut être chauffée jusqu'à une température à laquelle elle peut être sulfonée sous forme de masse fondue. Par exemple, le procédé de sulfonation peut être mis en oeuvre à des températures allant jusqu'à un maximum de 2000C. Ainsi, on peut utiliser des matières fondues et essentiellement fluides à des températures allant jusqu'à cette limite maximale. The sulfonation material is, if liquid, preferably used without solvent, so as to minimize any unwanted side reactions that may occur with a solvent. If it is solid at room temperature, the material can be heated to a temperature at which it can be sulfonated as a melt. For example, the sulfonation process can be carried out at temperatures up to a maximum of 2000C. Thus, molten and essentially fluid materials can be used at temperatures up to this maximum limit.

Les matières ne pouvant être fluidisées par élévation de la température peuvent être dissoute dans un solvant convenable et utilisées de cette façon. L'utilisation d'un solvant vaut généralement mieux que le chauffage à des températures élevées pour fluidiser un corps solide destiné à la réaction. Il est, bien entendu, évident pour l'homme de l'art que le solvant devra être choisi de façon à minimiser toute gêne apportée à l'action de l'agent de sulfonation et/ou tout effet sur la matière de la membrane aux températures de la réaction. Le solvant ne doit également pas être miscible avec l'agent de sulfonation, de façon à maintenir la séparation des phases qui constitue l'un des avantages du présent procédé. Des exemples de solvants convenables comprennent le nitrobenzène, le dichlorobenzène, le cyclohexane, CCl4, etc. Materials which cannot be fluidized by raising the temperature can be dissolved in a suitable solvent and used in this way. The use of a solvent is generally better than heating at high temperatures to fluidize a solid body intended for the reaction. It is, of course, obvious to those skilled in the art that the solvent should be chosen so as to minimize any discomfort brought to the action of the sulfonating agent and / or any effect on the material of the membrane. reaction temperatures. The solvent must also not be miscible with the sulfonating agent, so as to maintain the phase separation which constitutes one of the advantages of the present process. Examples of suitable solvents include nitrobenzene, dichlorobenzene, cyclohexane, CCl4, etc.

Le procédé de la présente invention peut être mis en oeuvre dans des conditions de réaction sembIables à celles des procédés antérieurs. C'est-à-dire que la température à laquelle on peut effectuer le procédé de sulfonation varie entre le point de congélation du composé organique, du milieu de sulfonation ou du mélange du composé organique et du solvant éventuellement utilisé, et le point d'ébullition de l'un quelconque des constituants aux pressions appliquées. The process of the present invention can be carried out under reaction conditions similar to those of the previous processes. That is to say that the temperature at which the sulfonation process can be carried out varies between the freezing point of the organic compound, of the sulfonation medium or of the mixture of the organic compound and the solvent optionally used, and the point of boiling of any of the constituents at the pressures applied.

Ainsi, le procédé peut être mis en oeuvre dans de larges gammes de la température et de la pression. I1 a été trouvé qu'en augmentant la température, on augmente la vitesse de transformation. Cependant, la limite supérieure dépend de l'apparition de réactions secondaires compétitives et de la gêne qu'elles apportent ainsi que de l'inertie de la matière de la membrane à l'égard de la température. Il a été trouvé que lorsqu'on utilise le procédé de la présente invention, les réactions secondaires ou entrant en compétition sont minimisées, contrairement À ce que donne l'art antérieur. Ainsi, le procédé de la présente invention permet d'opérer à de plus grandes températures et d'obtenir de plus grandes vitesses de transformation qu'avec les procédés antérieurs.Thus, the process can be carried out over wide ranges of temperature and pressure. It has been found that by increasing the temperature, the rate of transformation is increased. However, the upper limit depends on the appearance of competitive side reactions and the discomfort they bring, as well as the inertia of the membrane material with regard to temperature. It has been found that when using the process of the present invention, side reactions or competing reactions are minimized, contrary to what the prior art provides. Thus, the process of the present invention makes it possible to operate at higher temperatures and to obtain higher rates of transformation than with the prior processes.

Les exemples suivants sont présentés en vue d'illustrer et nullement de limiter l'invention. The following examples are presented to illustrate and in no way limit the invention.

On obtient, sous forme de feuilles non renforcées et de tubes, des membranes en "Nafion" (acide perfluorosulfonique) chez E.I. DuPont de Nemours and Co. Les poids des équivalents des membranes (exprimés en grammes du polymère par groupe acide sulfonique lorsque le polymère est mis en équilibre avec l'humidité atmosphérique) sont indiqués par Du
Pont. Les tubes utilisés comme membrane ont un diamètre intérieur de 0,61 mm et un diamètre extérieur de 0,09 mm.
"Nafion" (perfluorosulfonic acid) membranes are obtained in the form of unreinforced sheets and tubes at EI DuPont of Nemours and Co. The weights of the membrane equivalents (expressed in grams of the polymer per sulfonic acid group when the polymer is balanced with atmospheric humidity) are indicated by Du
Bridge. The tubes used as the membrane have an inside diameter of 0.61 mm and an outside diameter of 0.09 mm.

Les membranes en feuille ont une épaisseur de 0,1 mm. On nettoie les membranes et on les régénère en les mettant en contact avec de l'acide nitrique à 70 à à 80-lD0 C, puis en les lavant de façon poussée dans de l'eau distillée et en les séchant à 80"-100 C dans un courant d'azote sec.The sheet membranes have a thickness of 0.1 mm. The membranes are cleaned and regenerated by bringing them into contact with nitric acid at 70 to 80 ° -10 ° C., then washing them thoroughly in distilled water and drying them at 80 "-100 C in a stream of dry nitrogen.

On conduit des sulfonations statiques dans des cellules en acier inoxydable 316 à deux compartiments, comprenant deux moitiés circulaires correspondantes, dont la cavité présente des dimensions identiques (0,6 x 3,7 cm de diamètre) séparées par une membrane serrée entre les deux moitiés et qui est constituée par une feuille non renforcée. Après assemblage, les cellules sont placées sur une plate-forme à secousses, immergée dans un bain-marie et on les laisse venir à la température voulue avec le dodécylbenzène dans un compartiment. La réaction commence lors de l'introduction de l'anhydride sulfurique liquide dans l'autre compartiment.Static sulfonations are carried out in 316 stainless steel cells with two compartments, comprising two corresponding circular halves, the cavity of which has identical dimensions (0.6 x 3.7 cm in diameter) separated by a membrane clamped between the two halves. and which consists of an unreinforced sheet. After assembly, the cells are placed on a shaking platform, immersed in a water bath and allowed to come to the desired temperature with the dodecylbenzene in a compartment. The reaction begins when the liquid sulfur dioxide is introduced into the other compartment.

On prélève des échantillons par intervalle et llon en mesure la teneur en détergent
On conduit des sulfonations avec écoulement continu en opérant dans un réacteur annulaire comprenant un tube interne de la membrane et un tube externe en "FEP-Téflon" (diamètre externe : 3,2 mm ; diamètre interne : 1,58 mm) avec des raccords extrêmes en "Swagelok" disposes de façon à permettre l'échange de chaleur. On introduit le dodécylbenzène ou l'anhydride sulfurique dans le tube interne (membrane) et l'on introduit l'autre substance dans l'enveloppe annulaire entre les deux tubes, et l'on en retire cette-autre substance.Le réacteur en forme de serpentin est immergé dans une chaudière d'eau distillée comportant un dispositif d'aqitation et maintenue à la température voulue par un appareillage de réglage de température à thermistor. On exerce sur 11 écoulement de l'hydrocarbure une contre-pression à 3'avide d'un clapet de retenue à pression réglable. Une valve doseuse est placée à la sortie de l'écoulement d'anhydride sulfurique. L'écoulement du dodécylbenzène est assuré par une pompe étalonnée à course constante du piston et dont la sortie comporte un clapet de retenue laissant le passage pour une pression manométrique de 1,75 bar. Un manomètre est placé sur un T entre la pompe et l'entrée du réacteur.L'écoulement de l'anhydride sulfurique est assuré par un réservoir sous pression contenant le liquide et qui comporte un manomètre au-dessus du liquide et une valve doseuse à la sortie. Le réservoir sous pression et les tubes menant au réacteur sont contenus à l'intérieur d'une étuve maintenue à 350-400C, afin de garder l'anhydride sulfurique fondu.
Take samples at intervals and measure the detergent content
Sulfonations with continuous flow are carried out by operating in an annular reactor comprising an internal tube of the membrane and an external tube of "FEP-Teflon" (external diameter: 3.2 mm; internal diameter: 1.58 mm) with fittings. extremes in "Swagelok" arranged so as to allow heat exchange. Dodecylbenzene or sulfuric anhydride is introduced into the internal tube (membrane) and the other substance is introduced into the annular envelope between the two tubes, and this other substance is removed therefrom. coil is immersed in a distilled water boiler with an aqitation device and maintained at the desired temperature by a thermistor temperature control device. A back pressure is exerted on the flow of the hydrocarbon using a check valve with adjustable pressure. A metering valve is placed at the outlet of the sulfuric anhydride flow. The flow of dodecylbenzene is ensured by a calibrated pump with constant stroke of the piston and the outlet of which includes a check valve allowing passage for a pressure of 1.75 bar. A pressure gauge is placed on a T between the pump and the inlet to the reactor. The flow of sulfuric anhydride is ensured by a pressure tank containing the liquid and which comprises a pressure gauge above the liquid and a metering valve to the exit. The pressure tank and the tubes leading to the reactor are contained inside an oven maintained at 350-400C, in order to keep the sulfuric anhydride melted.

Le dodécylbenzène ('Nalkylene 500"), le tribenzène ("Nalkylene 600"), "C560" (suspension à 50 Ó de dodécylbenzène-sulfonate de sodium) et de l'acide dodécylbenzène-sulfonique à 97 Ó sont obtenus chez Conoco Chemicals. Dodecylbenzene ('Nalkylene 500 "), tribenzene (" Nalkylene 600 ")," C560 "(suspension at 50 Ó of sodium dodecylbenzene sulfonate) and dodecylbenzene sulfonic acid at 97 Ó are obtained from Conoco Chemicals.

Le produit de fixation d'un groupe alkyle linéaire pour l'obtention d'un détergent consiste en un mélange d'isomères dans lesquels le noyau benzénique peut être fixé sur l'un quelconque des atomes de carbone à l'intérieur de la chaîne linéaire en C12 ou en C13. L'anhydride sulfurique ("Sulfan B", avec du stabilisant) et de l'oléum à 20 Ó (acide sulfurique fumant) sont des produits provenant de chez
Baker et Adamson.
The fixing product of a linear alkyl group for obtaining a detergent consists of a mixture of isomers in which the benzene nucleus can be fixed on any of the carbon atoms inside the linear chain in C12 or C13. Sulfuric anhydride ("Sulfan B", with stabilizer) and oleum at 20 Ó (fuming sulfuric acid) are products from
Baker and Adamson.

La teneur en détergent est mesurée à l'aide d'un procédé modifié de transfert en phase de bleu de méthylène (Longwell et Manviece, Chem. Abstr. 78, 26907b ; Kolthoff,
Elving, Strauss, Treatise on Anal. Chemistry (Traité de chimie analytique) III, volume I, page 439)
On pèse, dans des tubes à essai, des échantillons (typiquement de 30 à 100 mg) provenant de la sulfonation et on les dilue avec 5,0 ml d'éthanol à 95 , Ó. On dilue encore une partie aliquote (0,002 à 0,005 ml) de cette solution dans un tube à essai de 13 x 100 mm avec 2,0 ml d'une solution aqueuse de bleu de méthylène (H2P04 (10
2 4 (10 g),
H2S04 à 10 (14 ml), 0,0203 g de bleu de méthylène, avec dissolution à 1 litre) et 3,0 ml de chlorofome de qualité réactif. On mélange vigoureusement le contenu du tube sur un "mélangeur à tourbillon" et on le centrifuge pour clarifier les couches. On lit à 650 nm le coefficient d'absorption du complexe détergent-bleu de méthylène dans du chloroforme et l'on compare avec un essai à blanc et avec des témoins préparés à partir d'acide dodécylbenzène-sulfonique (à 97 Ó) et de dodécylsulfate de sodium.
The detergent content is measured using a modified methylene blue phase transfer method (Longwell and Manviece, Chem. Abstr. 78, 26907b; Kolthoff,
Elving, Strauss, Treatise on Anal. Chemistry (Treatise on Analytical Chemistry) III, volume I, page 439)
Samples (typically 30 to 100 mg) from sulfonation are weighed into test tubes and diluted with 5.0 ml of 95. ethanol. An aliquot (0.002 to 0.005 ml) of this solution is further diluted in a 13 x 100 mm test tube with 2.0 ml of an aqueous solution of methylene blue (H2PO4 (10
2 4 (10 g),
H2SO4 to 10 (14 ml), 0.0203 g of methylene blue, with dissolution to 1 liter) and 3.0 ml of reagent grade chlorofome. The contents of the tube are vigorously mixed on a "vortex mixer" and centrifuged to clarify the layers. The absorption coefficient of the detergent-methylene blue complex in chloroform is read at 650 nm and compared with a blank test and with controls prepared from dodecylbenzene sulfonic acid (97 Ó) and sodium dodecyl sulfate.

Exemple 1
Sulfonation statique du dodécylbenzène avec 50
Effet du poids équivalent de la membrane
On obtient des membranes en feuille à poids différents d'équivalent, mais de fabrication semblable, que l'on assemble dans trois cellules identiques en acier inoxydable 316. On remplit les cellules d'un côté avec du dodécylbenzène (Nalkylene 500") et on les place sur une plate-forme à secousses dans un bain-marie à 4O0C. La réaction commence lorsqu'on introduit de l'autre côté de l'anhydride sulfurique liquide. On prélève par intervalle, à l'aide d'une seringue, des échantillons du côté de l'hydrocarbure et on les analyse pour en déterminer la teneur en détergent par le procédé "au bleu de méthylène" . Les résultats obtenus apparaissent au tableau I.Un poids d'équivalent plus élevé semble conduire à une transformation plus lente, bien qu'il exerce peu d'effet sur le pourcentage final de transformation.
Example 1
Static sulfonation of dodecylbenzene with 50
Effect of equivalent weight of the membrane
We obtain sheet membranes with different weights of equivalent, but of similar manufacture, which we assemble in three identical cells of stainless steel 316. The cells are filled on one side with dodecylbenzene (Nalkylene 500 ") and place them on a shaking platform in a water bath at 40 ° C. The reaction begins when liquid sulfur dioxide is introduced on the other side. It is withdrawn at intervals, using a syringe, samples from the hydrocarbon side and analyzed for detergent content by the "methylene blue" process The results obtained appear in Table I. A higher equivalent weight appears to lead to more processing slow, although it has little effect on the final percentage of processing.

La plus forte proportion des groupes acide sulfonique dans le polymère à plus bas poids d'équivalent augmente probablementla vitesse de passage par perméation de l'anhydride sulfurique. La diminution de la teneur en détergent aux longuesdurées de réaction (qui est. particulièrement évidente dans le cas de l'échantillon correspondant à un poids d'équivalent de 1100) est attribuée à la formation de produits plus fortement sulfonés en présence, ici, d'un excès d'anhydride sulfurique. Ces produits ne subissent probablement pas un transfert de phase avec du bleu de méthylène aussi facilement que les mono-anions.The higher proportion of sulfonic acid groups in the lower equivalent weight polymer probably increases the permeation rate of sulfuric anhydride. The decrease in the detergent content over long reaction times (which is particularly evident in the case of the sample corresponding to an equivalent weight of 1100) is attributed to the formation of more highly sulfonated products in the presence, here, of '' an excess of sulfuric anhydride. These products probably do not undergo phase transfer with methylene blue as easily as the mono-anions.

Le tableau I montre les résultats d'une sulfonation statique dans les cellules à deux cavités séparées par une membrane, les membranes (0,1 mm d'épaisseur) ayant des poids d'équivalent différents. La température (T) est de 400C. Le poids de l'équivalent (P.Eq.) est le poids de l'équivalent du polymère de la membrane. L'analyse du pourcentage pondéral de détergent est effectuée en double (en utilisant comme témoin un acide alkylbenzène-sulfonique à 97 u). Table I shows the results of a static sulfonation in cells with two cavities separated by a membrane, the membranes (0.1 mm thick) having different equivalent weights. The temperature (T) is 400C. The weight of the equivalent (P.Eq.) is the weight of the equivalent of the membrane polymer. Analysis of the weight percentage of detergent is carried out in duplicate (using a 97 u alkylbenzene sulfonic acid as a control).

TABLEAU I
Temps (heures) P.Eq. 1100 P.Eq. 1200 P Eq. 1340
0-0,1 0,2 0,1 0
0,5 12,6 4,5 0,5
0,6 12,4
1,0 33,9 19,1 12,3
1,2 37,5
2,0 46,7 33,5 24,1
2,2 48,4
4,0 - 41,9 41,8
4,5 62,6
5,9 63,0 47,9
6,2 74,0
22,5 67,6 85,6 86,9
Exemple 2
Sulfonation du dodécylbenzène dans un réacteur tubulaire
L'anhydride sulfurique est introduit dans le tube interne (membrane) et le dodécylbenzène ("Nalkylène 500") est introduit dans l'enveloppe annulaire d'un réacteur tubulaire (6,7 mètres; diamètre intérieur : 0,61 mm ; épaisseur de paroi : 0,114 mm ; poids d'équivalent de la membrane 1340) maintenu À 6O0C. On maintient constant l'écoulement du dodécylbenzène et, après établissement du régime permanent, on collecte par intervalles des échantillons dont on analyse la teneur en détergent. Dans un essai (tableau IIA) on maintient .r < Pns le tube formé par la membrane la pression de l'anhydride sulfurique (à partir du réservoir) mais on ne laisse pas d'anhydride sulfurique sortir du réacteur. Dans un second essai (tableau IIB) on laisse sortir du réacteur une fuite assez contante de 2,3 ml d'anhydride sulfurique par heure.
TABLE I
Time (hours) P.Eq. 1100 P.Eq. 1200 P Eq. 1340
0-0.1 0.2 0.1 0
0.5 12.6 4.5 0.5
0.6 12.4
1.0 33.9 19.1 12.3
1.2 37.5
2.0 46.7 33.5 24.1
2.2 48.4
4.0 - 41.9 41.8
4.5 62.6
5.9 63.0 47.9
6.2 74.0
22.5 67.6 85.6 86.9
Example 2
Sulfonation of dodecylbenzene in a tubular reactor
Sulfuric anhydride is introduced into the internal tube (membrane) and dodecylbenzene ("Nalkylene 500") is introduced into the annular envelope of a tubular reactor (6.7 meters; internal diameter: 0.61 mm; thickness of wall: 0.114 mm; equivalent weight of the membrane 1340) maintained AT 6O0C. The flow of dodecylbenzene is kept constant and, after the steady state has been established, samples are collected at intervals, the detergent content being analyzed. In a test (Table IIA) the pressure of the sulfuric anhydride (from the tank) is maintained .r <Pns the tube formed by the membrane, but sulfuric anhydride is not allowed to leave the reactor. In a second test (Table IIB), a fairly constant leak of 2.3 ml of sulfuric anhydride per hour is allowed to leave the reactor.

L'e tableau IIA montre la sulfonation du dodécylbenzène par S03 dans un réacteur tubulaire (6,7 mètres ; poids de l'équivalent : 1340) , sans fuite de 503. La température est de 600C, l'écoulement du dodécylbenzène de 0,20 ml/min à une pression manométrique de 2,45 - 2,66 bars la pression manométrique du S03 est de 2,66 bars. Table IIA shows the sulfonation of dodecylbenzene by SO 3 in a tubular reactor (6.7 meters; weight of equivalent: 1340), without leakage of 503. The temperature is 600C, the flow of dodecylbenzene of 0, 20 ml / min at a pressure of 2.45 - 2.66 bars the pressure of the SO 3 is 2.66 bars.

TABLEAU IIA
Echantillon NO Temps du prélèvement v de détergent
(heures)
1 (O-) 63,1
2 1,1 57,9
3 2,0 12,4
4 2,5 4,7
5 3,0 6,4
6 3,5 14,0
7 4,0 27,8
Le tableau IIB se présente comme le tableau IIa, sauf qu'il y a eu une fuite de 2,3 ml de S03 à l'heure (pression manométrique 2,31 bars) ; écoulement de dodécylbenzène : 0,10 ml par minute (pression manométrique 2,66-2,80 bars).
TABLE IIA
Sample NO Time of sampling v of detergent
(hours)
1 (O-) 63.1
2 1.1 57.9
3 2.0 12.4
4 2.5 4.7
5 3.0 6.4
6 3.5 14.0
7 4.0 27.8
Table IIB is presented as Table IIa, except that there was a leak of 2.3 ml of SO 3 per hour (gauge pressure 2.31 bars); flow of dodecylbenzene: 0.10 ml per minute (gauge pressure 2.66-2.80 bars).

TABLEAU 118
Echantillon N Temps du prélèvement Dó de détergent
(heures)
1 (O) 60,3
2 0,5 75,3
3 1,0 64,9
5 .2,0 51,7
6 2,5 69,9
7 3,0 68,2
8 3,5 66,8
9 4,0 53,7
Bien que les résultats varient un peu, ils indiquent que la- réaction se ralentit considérablement avec le temps en l'absence d'une fuite continue de 503, ce qui suggère l'accumulation d'un inhibiteur. L'inhibition montrée au tableau IIA est entièrement enlèvée lorsqu'on balaie rapidement le réacteur avec 503. L'arrêt de l'écoulement de 503 provoque à nouveau une inhibition croissante de la sulfonation avec le temps.Le manque de réaction du système avec de l'oléum à 20 Ó comme agent de sulfonation à cette température (voir ci-après) suggère que l'acide sulfurique peut être l'inhibiteur, formé à partir de traces d'eau dans le système et de réactions secondaires (par exemple, formation d'anhydride ou de su]fone), produisant de l'eau.
TABLE 118
Sample N Time of sampling Dó detergent
(hours)
1 (O) 60.3
2 0.5 75.3
3 1.0 64.9
5 .2.0 51.7
6 2.5 69.9
7 3.0 68.2
8 3.5 66.8
9 4.0 53.7
Although the results vary somewhat, they indicate that the reaction slows considerably over time in the absence of a continuous 503 leak, suggesting the accumulation of an inhibitor. The inhibition shown in Table IIA is completely removed when the reactor is rapidly swept with 503. The cessation of the flow of 503 again causes increasing inhibition of sulfonation over time. The lack of reaction of the system with oleum at 20 Ó as a sulfonating agent at this temperature (see below) suggests that sulfuric acid may be the inhibitor, formed from traces of water in the system and side reactions (for example, formation of anhydride or sulfur), producing water.

Exemple 3
Sulfonation du dodécylbenzène avec de l'oléum
À 20 m dans un réacteur tubulaire
On introduit 0,095 ml (par minute) de tridécylbenzène ("NALKYLENE 600") dans le tube interne membrane) et l'on introduit 0,10 al (par minute) d'oléum (acide sulfurique fumant contenant 20 Ó d'anhydride sulfurique) dans le conduit annulaire d'un réacteur tubulaire de 6,7 mètres (poids de l'équivalent : 1310 pour la membrane). On maintient le réacteur à température constante à l'aide d'une étuve à circulation forcée d'air. On collecte des échantillons sur les deux effluents après le passage d'au moins l'équivalent d'un volume du réacteur à la température voulue.
Example 3
Sulfonation of dodecylbenzene with oleum
20 m in a tubular reactor
0.095 ml (per minute) of tridecylbenzene ("NALKYLENE 600") is introduced into the internal membrane tube) and 0.10 al (per minute) of oleum (fuming sulfuric acid containing 20 Ó sulfuric anhydride) is introduced in the annular duct of a 6.7-meter tubular reactor (equivalent weight: 1310 for the membrane). The reactor is kept at constant temperature using an oven with forced air circulation. Samples are collected on the two effluents after the passage of at least the equivalent of a volume of the reactor at the desired temperature.

La neutralisation et l'analyse des échantillons de 1'oléum ne révèlent pas de détergent décelable (moins de 0,1 m). Neutralization and analysis of the oleum samples revealed no detectable detergent (less than 0.1 m).

Les résultats obtenus sur l'effluent de tridécylbenzène sont présentés au tableau III, qui montre la sulfonation du tridécylbenzène ("Nalkylène 600) avec de l'oléum à 20 dans le réacteur tubulaire.The results obtained on the tridecylbenzene effluent are presented in Table III, which shows the sulfonation of tridecylbenzene ("Nalkylene 600) with oleum at 20 in the tubular reactor.

TABLEAU III
Echantillon NO Température OC S de détergent
1 61 0
2 81 0
3 101-102 0,1
4 110-111 6,5
5 119-120 21,2
Pour sulfoner avec de l'oléum à 20 %. il faut des températures bien supérieures à celles nécessaires dans le cas de la sulfonation à l'anhydride sulfurique, ce qui sugfère que la présence de l'acide sulfurique peut inhiber la réaction avec l'anhydride sulfurique. Cependant, ce procédé de sulfonation donne une sulfonation raisonnable du tridécylbenzène sans introduire de grandes quantités d'acide sulfurique dans le produit hydrocarboné.De plus fortes concentrations en anhydride sulfurique par rapport à l'acide sulfurique (par exemple de l'oléum à 50 0ó) peuvent ainsi être utiles comme agents de sulfonation dont l'activité est intermédiaire entre celles de l'anhydride sulfurique et de l'acide sulfurique, lorsqu'il faut un moindre degré d'activité pour modérer la réaction.
TABLE III
Sample NO Temperature OC S detergent
1 61 0
2 81 0
3 101-102 0.1
4 110-111 6.5
5 119-120 21.2
To sulfonate with 20% oleum. temperatures much higher than those required for sulfuric anhydride are required, which suggests that the presence of sulfuric acid may inhibit the reaction with sulfuric anhydride. However, this sulfonation process gives reasonable sulfonation of tridecylbenzene without introducing large quantities of sulfuric acid into the hydrocarbon product. Higher concentrations of sulfuric anhydride compared to sulfuric acid (e.g. 50% oleum ) can thus be useful as sulfonating agents whose activity is intermediate between those of sulfuric anhydride and sulfuric acid, when a lesser degree of activity is required to moderate the reaction.

Exemple 4
Sulfonation du dodécylbenzène par 503 dans un réacteur
tubulaire ; effet de la température et d'une pression
différente de 503
On utilise le réacteur de l'exemple 2 avec une différence de pression manométrique d'environ 0,7 bar entre les deux faces de la membrane pour augmenter la vitesse de diffusion de S03 et avec un écoulement de fuite de 503 à travers le réacteur (T = 600C ; pression manométrique du 503 : 3,64-3,70 bars ; pression manométrique du dodécylbenzène 2,8-2,94 bars à 0,10 ml/min). La concentration du détergent mesurée dans l'effluent hydrocarboné augmente jusqu'à 90,1
En augmentant la température jusqu'à 700C dans ces conditions, on augmente la concentration du détergent dans l'effluent hydrocarboné qui passe à 95,3 Ó.
Example 4
Sulphonation of dodecylbenzene with 503 in a reactor
tubular; effect of temperature and pressure
different from 503
The reactor of Example 2 is used with a pressure difference of about 0.7 bar between the two faces of the membrane to increase the diffusion rate of SO 3 and with a leakage flow of 503 through the reactor ( T = 600C; gauge pressure of 503: 3.64-3.70 bars; gauge pressure of dodecylbenzene 2.8-2.94 bars at 0.10 ml / min). Detergent concentration measured in hydrocarbon effluent increases to 90.1
By increasing the temperature up to 700C under these conditions, the concentration of the detergent in the hydrocarbon effluent increases to 95.3 Ó.

Exemple 5
Essai de préparation
On introduit (à la pression manométrique de 3,29 bars) de l'anhydride sulfurique dans le tube interne (polymère dont le poids d'équivalent est de 1340) et l'on introduit 0,12 ml (par minute) de dodécylbenzène (à la pression manométrique de 2,45-2,80 bars) dans le conduit annulaire d'un réacteur tubulaire de 6 mètres à 600C,avec une lente fuite de 503. On collecte des échantillons de 4 à 5g dont on analyse la teneur en détergent. On regroupe les échantillons 3 à 8 (25,8 g ; tableau V) et l'on effectueune nouvelle analyse de la teneur en détergent (75,0 %), puis on neutralise avec de l'hydroxyde de sodium à 45 Ó jusqu'à pH 10 et l'on extrait par deux portions de 75 ml chacune de n-pentane pour enlever le dodécylbenzène inaltéré.
Example 5
Preparation test
Sulfuric anhydride is introduced (at a pressure of 3.29 bars) into the internal tube (polymer whose equivalent weight is 1340) and 0.12 ml (per minute) of dodecylbenzene is introduced ( at a gauge pressure of 2.45-2.80 bars) in the annular duct of a 6-meter tubular reactor at 600C, with a slow leak of 503. Samples of 4 to 5g are collected, the content of which is analyzed. detergent. Pool samples 3 to 8 (25.8 g; Table V) and carry out a new analysis of the detergent content (75.0%), then neutralize with sodium hydroxide at 45 Ó until at pH 10 and extracted with two portions of 75 ml each of n-pentane to remove the unaltered dodecylbenzene.

L'évaporation du solvant donne 3,2 g d'une matière dont le spectre infrarouge est identique à celui du dodécylbenzène de départ. On évapore la couche aqueuse (qui contient le dodécylbenzène-sulfonate de sodium) jusqu'à obtention d'une pâte humide qui est extraite par trois portions (125 ml chacune) d'éthanol absolu, ce qui laisse un précipité de couleur tan clair que l'on sèche et pèse (10,1 g). On combine les extraits éthanoliques et on les sèche sous vide pour obtenir 14,05 g de dodécylbenzêne-sulfonate de sodium légèrement humide (dont les spectres infrarouges sont identiques à ceux d'un échantillon préparé de façon analogue à partir d'acide dodécylbenzène-sulfonique à 97 Ó (Conoco)).Evaporation of the solvent gives 3.2 g of a material whose infrared spectrum is identical to that of the starting dodecylbenzene. The aqueous layer (which contains sodium dodecylbenzene sulfonate) is evaporated until a moist paste is obtained which is extracted with three portions (125 ml each) of absolute ethanol, which leaves a light tan precipitate that dried and weighed (10.1 g). The ethanolic extracts are combined and dried under vacuum to obtain 14.05 g of slightly wet sodium dodecylbenzene sulfonate (whose infrared spectra are identical to those of a sample prepared in an analogous manner from dodecylbenzene sulfonic acid. at 97 Ó (Conoco)).

On analyse la teneur en détergent du précipité insoluble dans l'éthanol (19,1 Ó) et du dodécylbenzène-sulfonate de sodium isolé (94,5 %), ce qui indique un degré élevé de séparation au cours de l'isolement. Le spectre infrarouge du précipité indique une faible teneur en matière organique.The detergent content of the ethanol insoluble precipitate (19.1 Ó) and the isolated sodium dodecylbenzene sulfonate (94.5%) was analyzed, indicating a high degree of separation during isolation. The infrared spectrum of the precipitate indicates a low content of organic matter.

I1 est identique au spectre infrarouge d'un précipité isolé par le même mode opératoire à partir de l'acide sulfonique à 97 Ó du commerce. It is identical to the infrared spectrum of a precipitate isolated by the same procedure from commercial sulfonic acid at 97 Ó.

TABLEAU V
Exemple N Temps (heures) Poids/gramme Ó de déter
de début de gent
collecte de la
fraction
1 0 4,6 41,2
2 0,7 5,1 68,0
3 1,3 5,1 83,4
4 2,0 5,2 77,7
5 2,7 4,9 68,8
6 3,3 4,9 70,6
7 4,0 3,5 72,8
8 4,7 5,7 73,7
9 5,3 4,3 58,3
10 6,0 3,8 58,5
11 6,7 4,3 54,9
12 7,3 2,6 61,1
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé de sulfonation décrit.
TABLE V
Example N Time (hours) Weight / gram Ó deter
gent start
collecting
fraction
1 0 4.6 41.2
2 0.7 5.1 68.0
3 1.3 5.1 83.4
4 2.0 5.2 77.7
5 2.7 4.9 68.8
6 3.3 4.9 70.6
7 4.0 3.5 72.8
8 4.7 5.7 73.7
9 5.3 4.3 58.3
10 6.0 3.8 58.5
11 6.7 4.3 54.9
12 7.3 2.6 61.1
It goes without saying that, without departing from the scope of the invention, numerous modifications can be made to the sulphonation process described.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Procédé de sulfonation de composés organiques par mise en contact du composé organique avec un agent de sulfonation, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on maintient l'agent de sulfonation et le composé organique essentiellement séparés À l'aide d'une membrane essentiellement inerte à l'action chimique du composé organique et de l'agent de sulfonation. 1. A process for sulfonating organic compounds by bringing the organic compound into contact with a sulfonating agent, this process being characterized in that the sulfonating agent and the organic compound are essentially separated using a membrane essentially inert to the chemical action of the organic compound and the sulfonating agent. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette membrane est en un polymère de perhalogénocarbure comportant des groupes pendants ou latéraux choisis parmi les groupes acide carboxylique, acide phosphonique, ou acide sulfonique, ou leurs mélanges. 2. Method according to claim 1, characterized in that this membrane is made of a perhalogenocarbon polymer comprising pendant or lateral groups chosen from the carboxylic acid, phosphonic acid, or sulfonic acid groups, or mixtures thereof. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composé organique est un alkylbenzène. 3. Method according to claim 2, characterized in that the organic compound is an alkylbenzene. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que 11 agent de sulfonation est l'anhydride sulfurique ou une solution d'anhydride sulfurique dans l'acide sulfurique. 4. Method according to claim 3, characterized in that the sulfonating agent is sulfuric anhydride or a solution of sulfuric anhydride in sulfuric acid. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le groupe alkyle de l'alkylbenzène contiez de 10 à 16 atomes de carbone. 5. Method according to claim 4, characterized in that the alkyl group of the alkylbenzene contained from 10 to 16 carbon atoms. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composé organique est un hydrocarbure aromatique soluble dans les huiles. 6. Method according to claim 2, characterized in that the organic compound is an aromatic hydrocarbon soluble in oils. 7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le polymère de l'acide perfluorocarbure-sulfonique présente un poids d'équivalent compris entre 900 et 1700. 7. Method according to claim 2, characterized in that the polymer of perfluorocarbon-sulfonic acid has an equivalent weight between 900 and 1700. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la membrane est en un copolymère du tétrafluoréthylène et de l'éther-oxyde de perfluorovinyle, comportant des groupes acide sulfonique latéraux ou pendants. 8. Method according to claim 7, characterized in that the membrane is made of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ether oxide, comprising lateral or pendant sulfonic acid groups. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le composé organique est le dodécylbenzène ou le tridécylbenzène.  9. Method according to claim 8, characterized in that the organic compound is dodecylbenzene or tridecylbenzene.
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