FR2552428A1 - Procede et appareil de neutralisation d'acide sulfurique ou sulfonique organique detergent pour produire un sel detergent a forte concentration en matieres solides - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE NEUTRALISATION D'ACIDE SULFURIQUE OU SULFONIQUE ORGANIQUE DETERGENT POUR LA PRODUCTION D'UN SEL DETERGENT A FORTE CONCENTRATION EN MATIERES SOLIDES. LEDIT PROCEDE CONSISTE A INTRODUIRE UNE SOLUTION OU SUSPENSION LIQUIDE D'AGENT DE NEUTRALISATION ET UN ACIDE SULFURIQUE ORGANIQUE ETOU UN ACIDE SULFONIQUE ORGANIQUE A L'ETAT LIQUIDE DANS UNE ZONE REACTIONNELLE A PAROI; A FORMER UNE PELLICULE DE CET OUCES AGENTS DE NEUTRALISATION ET DU OU DES ACIDES ORGANIQUES SUR UNE PAROI DE CETTE ZONE; A METTRE EN CONTACT LADITE PELLICULE AVEC UN MOYEN LIMITEUR D'ACCUMULATION QUI BALAIE EN CONTINU LA PAROI DE LA ZONE POUR MELANGER L'AGENT DE NEUTRALISATION ET L'ACIDE ET LIMITER L'EPAISSEUR DE LA PELLICULE DE FACON A FAIRE REAGIR L'AGENT DE NEUTRALISATION ET L'ACIDE DANS LADITE PELLICULE DANS LADITE ZONE ET A PRODUIRE UN SEL DETERGENT DU TYPE SULFATE ETOU SULFONATE ORGANIQUE NEUTRALISE; A ELIMINER ADEQUATEMENT LA CHALEUR DE REACTION; ET A RETIRER DE LA ZONE REACTIONNELLE LADITE PELLICULE CONTENANT LE PRODUIT NEUTRALISE SOUS FORME D'UN MILIEU AQUEUX POMPABLE CONTENANT 50 A 85 EN POIDS DE MATIERES SOLIDES DU OU DES SELS DETERGENTS. APPLICATION A LA PRODUCTION DE DETERGENTS POUR DENTIFRICES, SHAMPOOINGS, PRODUITS COSMETIQUES ET AGENTS NETTOYANTS POUR SURFACES DURES.

Description

La présente invention concerne la neutralisation d'acides détergents pour

produire des sels détergents, utiles pour être incorporés comme détergents dans des dentifrices, des shampooings, des produits cosmétiques, des 05 détergents et des agents nettoyants pour des surfaces dures Plus particulièrement, l'invention concerne la fabrication de sels de sodium d'acides sulfuriques et/ou sulfoniques organiques détergents par réaction de ces acides avec un ou plusieurs agents neutralisants dans un réacteur 10 de neutralisation à pellicule balayée pour produire une solution aqueuse concentrée du sel détergent, par exemple le laurylsulfate de sodium, d'excellente qualité Selon un aspect plus large de l'invention, on fait réagir l'acide détergent et l'agent de neutralisation ayant des teneurs suffisamment basses en humidité pour obtenir un sel détergent à forte teneur en ingrédient actif, c'est-à-dire ayant une teneur en humidité suffisamment basse pour ne pas subir d'auto- gélification L'invention concerne également des procédés pour réaliser une telle neutralisation 20 dans lesquels l'acide détergent est produit dans un réacteur à pellicule et le sel détergent neutralisé est séché dans un évaporateur à pellicule balayée et est transformé en une feuille, ruban ou flocons solides Des appareils combinés pour être utilisés dans la mise en oeuvre des

procédés décrits entrent également dans le cadre de l'invention.

Bien que certains acides détergents organiques de synthèse puissent être utiles sous forme non neutralisée, ces acides sont normalement neutralisés en un sel détergent 30 hydrosoluble de manière à les rendre appropriés pour être utilisés dans des systèmes aqueux qui sont ceux utilisés dans les opérations normales de lavage et de nettoyage, et ils sont présents dans divers produits cosmétiques et articles d'hygiène personnels, tels que les dentifrices Di35 vers sels détergents de ce type ont été utilisés dans les dentifrices, les shampooings, les produits cosmétiques, les détergents pour le linge et les nettoyants pour les

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surfaces dures, et d'autres produits, et bien que ces détergents puissent être à base de composés d'acides organiques neutralisés à base de phosphore, d'azote et de carbone, ce sont généralement des produits de réaction de os 05 l'acide sulfurique, soit des sulfates, soit des sulfonates Ces produits peuvent être obtenus par sulfatation ou sulfonation de composés ou fragments lipophiles par des agents de sulfatation ou de sulfonation, tels que l'oléum, l'anhydride sulfurique ou l'acide sulfurique, pour 10 produire ce qu'on peut appeler des "acides de réaction sulfurique" qui sont ensuite neutralisés, par exemple par un hydroxyde de métal alcalin Cependant, l'utilisation d'acide sulfurique ou d'olium introduit une source d'eau dans la réaction de sulfatation ou de sulfonation et, en 15 conséquence, la sulfatation ou la sulfonation avec l'anhydride sulfurique est souvent très préférable Lorsque de l'eau est présente, il peut se produire une hydrolyse de l'acide détergent avec une décomposition indésirable de celui-ci La sulfonation à l'anhydride sulfurique li20 mite également la teneur en sulfate sous-produit du sel

détergent dans le produit neutralisé.

Lorsqu'un acide détergent, tel que celui qui peut être désigné par acide de réaction sulfurique ou un acide détergent de réaction sulfurique (qui est un acide 25 sulfurique et/ou un acide sulfonique ayant un fragment lipophile en équilibre souhaitable hydrophile:lipophile, lorsqu'il est neutralisé, de manière à donner un détergent utile), est neutralisé, l'agent de neutralisation utilisé, tel que l'hydroxyde de sodium, est avantageuse30 ment en solution aqueuse Cependant, la réaction de neutalisation, si elle n'est pas convenablement contrôlée, peut provoquer une hydrolyse ou autre dégradation de l'acide ou sel détergent, aboutissant à la production de matière hors normes Antérieurement, cette dégradation était 35 limitée ou inhibée par la mise en oeuvre de procédés de neutralisation dans lesquels les corps réactionnels étaient

dissous et/ou dispersés dans un "pied-de-cuve" d'une solu-

tion ou suspension de détergent déjà neutralisé; lequel pied-de-cuve pouvait être maintenu en mouvement ou circulation constant afin d'éviter des sur-concentrations localisées, une surchauffe, et des variations de p H Bien 05 que cette dispersion des corps réactionnels ait eu tendance à empêcher des sur-concentrations de ces corps, à aider à limiter un chauffage excessif et une dégradation des corps réactionnels et du produit et à maintenir la fluidité désirée du système, la concentration en produit 10 était normalement maintenue au-dessous d'un point quelconque de gélification d'un tel système, par exemple audessous d'environ 33 % de laurylsulfate de sodium dans des solutions aqueuses (pour lesquelles la région de gélification va d'environ 35 % à environ 49 % du sulfate). 15 Cependant, il est souvent souhaitable de produire un détergent neutralisé à une concentration supérieure, par exemple supérieure à 50 ou 55 %, mais la concentration d'une solution détergente à teneur en ingrédient actif

plus faible pour obtenir une telle concentration supérieu20 re, par exemple par évaporation de l'eau, devient impossible en raison de la présence d'une région de gélification.

Ainsi, ces procédés ne sont pas réalisables pour la fabrication d'un produit détergent à forte teneur en matières solides à essentiellement 100 % d'ingrédient actif ou es25 sentiellement 100 % de matières solides Egalement, une énergie excessive peut être consommée par le pompage du mélange du pied-de-cuve et des corps réactionnels et l'on doit prendre soin, en particulier si l'on réalise des concentrations de détergent près de l'extrémité inférieure

de la gamme de gélification que des variations des concentrations du sel détergent ne se développent, ce qui provoquerait l'apparition d'une gélification et ainsi des blocages du système de circulation.

Si l'on essaie d'opérer au-dessus de la région 35 de gélification, à des concentrations supérieures en substance alcaline de neutralisation et en utilisant un équipement de neutralisation classique du type à mélangeur, des variations localisées de p H et des surchauffes peuvent aboutir a une détérioration du produit Egalement, même lorsqu'on utilise des pieds-decuve ou des courants de produit fini en circulation pour diluer les corps réac05 tionnels, si l'on tente d'utiliser des concentrations supérieures d'agent de neutralisation et un acide détergent de réaction sulfurique essentiellement pur pour opérer dans une région située au-dessus de la concentration en sel neutralisé correspondant à la formation d'un gel, il 10 peut apparaître des problèmes de surconcentration dus aux additions massives des corps réactionnels, aboutissant à un sel détergent hors normes et parfois à une gélification du produit dans le neutraliseur Naturellement, lorsque des contrôles de qualité révèlent que le produit est hors 15 spécification en raison d'une dégradation pendant la réaction, l'équipement doit être nettoyé et de grandes quantités de matière doivent être raclées ou servir à l'obtention de produits moins intéressants, conduisant à des pertes d'argent importantes Par conséquent, il importe dans 20 la fabrication d'un produit détergent aqueux à forte teneur en matières solides que la réaction de neutralisation produise un sel détergent de haute qualité, sans dégradation nuisible pendant la fabrication, et ne donne pas de gélification, qui pourrait provoquer une autre dégradation 25 du produit en raison des sur-concentrations des corps réactionnels et des surchauffes localisées provoquées par la chaleur de neutralisation et solidifier le produit dans

l'appareil, conduisant à des nettoyages coiteux et des pertes de matières.

Selon la présente invention, un procédé de neutralisation d'un ou plusieurs acides organiques sulfuriques ou sulfoniques ou de leur mélange, convenant pour être utilisés comme détergent sous forme de sel neutralisé consiste à introduire une solution ou suspension liquide d'agents 35 neutralisants et d'acides organiques sulfuriques et/ou d'acides organiques sulfoniques à l'état liquide dans une zone de réaction à paroi, à former une pellicule de ce ou ces agents de neutralisation et du ou des acides organiques sur une paroi de cette zone, à mettre en contact cette pellicule avec un moyen servant à limiter l'accumulation de pellicule dans ladite zone, lequel moyen balaie con05 tinuellement la paroi de ladite zone de manière à limiter l'épaisseur de la pellicule, à faire réagir ledit ou lesdits agents de neutralisation et l'acide organique dans la pellicule de ladite zone pour produire un ou plusieurs sels détergents organiques du type sulfate et/ou sulfonate, à éliminer la chaleur de réaction de la pellicule, à déplacer la pellicule dans la zone réactionnelle et à éliminer le ou les sels détergents produits, formés dans la réaction de la pellicule, de ladite zone de réaction sous la forme d'un milieu aqueux pompable conte15 nant 50 a 85 % en poids dudit ou desdits sels détergents solides De préférence, l'acide détergent contient un seul fragment acide sulfurique ou acide sulfonique et un groupe alkyle lipophile supérieur de 8 a 20 atomes de carbone, par exemple l'acide lauryl-sulfurique, l'agent 20 de neutralisation est une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, la réaction de neutralisation a lieu à une température d'au moins 40 C dans un réacteur à pellicule balayée de construction cylindrique orienté verticalement (bien que d'autres inclinaisons que la verticale soient 25 également utilisables), la chaleur de neutralisation est éliminée par évaporation de l'eau sous vide (le degré du vide commandant la température de réaction), les palettes de raclage d'un tel réacteur tournent autour de l'axe du cylindre du réacteur et les extrémités des palettes des30 dits racleurs se trouvent à 0,2 à 3 mm de la paroi interne du réacteur, de préférence 0, 5 à 1 mm, la vitesse des extrémités des palettes des racleurs d'un tel réacteur se situe dans la gamme de 5 à 25 mètres par seconde, et le produit résultant contient au moins-60 ou 65 % d'ingré35 dient actif détergent neutralisé par exemple le laurylsulfate de sodium, pas plus de 25 ou 28 % d'eau, et il n'est pas de couleur plus sombre que 75 Klett Au sens large, l'invention consiste à faire réagir un acide détergent, par exemple, l'acide lauryl-sulfurique, avec un agent de neutralisation, par exemple l'hydroxyde de sodium aqueux, A une teneur totale en humidité suffisam05 ment basse (moins de 45 %, y compris l'humidité résultant de la neutralisation)pour que le produit neutralisé soit en dehors de la région de gélification De préférence, le procédé de neutralisation à pellicule balayée préféré est utilisé conjointement à un procédé de sulfa10 tation ou de sulfonation et un procédé d'évaporation, par exemple dans lequel un réacteur à pellicule est utilisé pour fabriquer l'acide détergent, qui est neutralisé dans le réacteur à pellicule balayée après quoi la concentration du détergent neutralisé est augmentée par évapora15 tion dans un évaporateur à pellicule balayée L'invention

décrit également la combinaison de trois appareils destinés à effectuer la sulfatation ou la sulfonation, la neutralisation et la concentration ou évaporation.

Des recherches ont abouti aux découvertes des brevets U S 2 687 420; 2 690 446; 3 200 140; 4 113 438 et 4 153 625, tous concernant des procédés et des appareils de neutralisation d'acides organiques sulfoniques et sulfuriques, pour la production d'agents tensio-actifs par des procédés utilisant un bain, un talon ou la mise en 25 circulation On a également découvert les brevets U S. 2 063 065; 2 768 199; 3 438 742; 3 547 593 et 3 620 684,

qui concernent des appareils et procédés à pellicule raclée ou balayée.

Le brevet U S 2 687 420 décrit la neutralisa30 tion d'un mélange de réaction de sulfonation avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium par introduction des deux corps réactionnels dans un réacteur en proportions aptes à maintenir le p H du contenu du réacteur sensiblement neutre Le brevet U S 2 690 446 utilise une pression infé35 rieure à la pression atmosphérique pour favoriser le refroidissement de l'acide détergent, de l'agent de neutralisation et de la solution de produit neutralisée dans un réacteur dans lequel la solution détergente préalablement neutralisée est mise en circulation En même temps, des courants de l'acide détergent et de l'agent de neutralisation sont introduits dans le courant de circulation os sous agitation de matière neutralisée Le refroidissement du mélange réactionnel est effectué par refroidissement

rapide ou par évaporation d'humidité à partir du mélange.

Le brevet U S 3 200 140 décrit la production d'acide lauryl-sulfonique à partir d'alcool laurylique et d'an10 hydride sulfurique, suivie de la neutralisation dans un milieu alcalin aqueux pour produire une solution aqueuse de laurylsulfate de sodium de couleur convenable, mais ayant un concentration de seulement 27 % d'ingrédient actif Le brevet U S 4 113 438 décrit la fabrication de 15 dodécylbenzène-sulfonate linéaire et d'alcool-éther-sulfate détergents par introduction d'anhydride sulfurique et de matières de départ organiques avant le venturi d'un réacteur du type venturi Dans l'Exemple II, la neutralisation de l'acide-alcool-éthersulfurique est men20 tionnée brièvement Le brevet U S 4 153 625 décrit l'élimination de la chaleur de neutralisation pendant la neutralisation de l'acide détergent, par refroidissement du mélange réactionnel avec un échangeur de chaleur La particularité inventive de ce brevet réside dans l'utilisa25 tion d'une suspension aqueuse de sulfate de sodium pour

réduire le dépôt de ce sulfate sur les surfaces de l'échangeur de chaleur Le brevet mentionne la formation d'un courant détergent neutralisé de remise en circulation pour diluer le mélange acide avant la neutralisation et pour aider 30 au contrôle de la température lors de la neutralisation.

Le brevet U S 2 063 065 est intéressant car il décrit le raclage des parois de transmission de chaleur d'un appareil de refroidissement, utile pour refroidir la crème-glacée, la margarine, etc Le brevet U S 2 768 199 35 décrit l'utilisation d'un Votator (décrit dans le brevet U.S 2 063 065) pour la réaction de l'anhydride sulfurique

et d'une matière organique sulfonable Cependant, le pro-

duit résultant n'est pas neutralisé dans l'appareil à pellicule balayée Le brevet U S 3 438 742 décrit un appareil pour la sulfatation à l'anhydride sulfurique de composés organiques L'appareil comprend un tambour cylindrique muni de saillies pour provoquer une turbulence dans un réacteur vertical Le refroidissement du mélange réactionnel est effectué par une chemise de refroidissement La neutralisation avec une solution diluée d'hydroxyde de sodium est mentionnée dans le brevet, mais 10 elle n'est en apparence pas effectuée dans le réacteur décrit Parmi les brevets les plus pertinents se trouve le brevet U S 3 547 593 qui décrit un réacteur à pellicule pour la conduite de réactions chimiques dans une pellicule de liquide Le réacteur comporte plusieurs tambours rainurés intérieurement et des disques annulaires sur les extrémités de ces tambours Les tambours contiennent des gorges verticales internes séparées par des crêtes perforées, par lesquelles les corps réactionnels peuvent être évacués sur la surface annulaire d'échange de chaleur du 20 réacteur, soit avant, soit après le mélange de ces corps réactionnels Le brevet ne décrit pas de réaction de neutralisation et il n'est pas établi que le réacteur soit un réacteur à pellicule balayée Compte tenu des différentes structures, il est considéré que les tambours rainurés 25 sont très différents des ailettes de balayage et ont un effet et un mode de fonctionnement différents, compares aux ailettes de la présente invention Le brevet U S. 3 620 684 concerne des procédés et appareils de sulfonation et non des réactions de neutralisation Bien que l'a30 cide détergent soit neutralise, la neutralisation n'est pas mentionnée comme étant effectuée dans l'appareil décrit L'appareil comprend deux surfaces réactionnelles

circulaires sensiblement concentriques, refroidies extérieurement, un espace réactionnel entre elles d'épaisseur 35 relativement faible, et un rotor situé entre ces surfaces.

On a également trouvé dans la recherche les brevets U S 2 693 479; 2 909 534; 2 909 634; 3 337 601 et 4 163 751, dont tous sont considérés comme ayant un moindre rapport avec la présente invention que les brevets

précités, ou sont considérés comme seulement cumulatifs.

D'après la description ci-dessus des brevets

505 trouvés dans la recherche, il apparaît que l'utilisation du réacteur à pellicule balayée décrit ici pour la neutralisation d'acides détergents est nouvelle et non évidente Bien qu'on puisse se demander si l'un quelconque des brevets d'appareillage trouvés décrivant des réac10 tions de détergents sont de vrais réacteurs à pellicule balayée, il est établi que les réacteurs a pellicule balayée en soi ont été commercialisés et ils ne sont pas revendiqués dans la présente demande, à l'exception d'autres appareils avec lesquels ils doivent être utilisés. 15 L'aspect plus large de l'invention, utilisant un acide détergent à faible teneur en humidité et un agent neutralisant pour fabriquer un sel détergent non gélifiant, tel

que le lauryl-sulfate de sodium, apparaît également brevetable.

L'invention sera décrite en référence aux dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique de l'appareil de l'invention, illustrant l'alimentation en acide détergent et agent de neutralisation dans un neutraliseur a 25 pellicule balayée et l'élimination de la solution de sel détergent à forte concentration en matières solides désiree de ce neutraliseur; et la figure 2 est une autre vue schématique, illustrant la fabrication du sel détergent neutralisé sous 30 forme solide à partir d'une matière de départ organique, d'un agent de sulfatation ou de sulfonation et d'un agent

de neutralisation.

Sur la figure 1, le réacteur à pellicule 11 est alimenté en corps réactionnels par les conduites 13 et 15 35 et les entrées respectives ménagées dans la paroi du réacteur (non représentées), la première conduite étant réservee à l'addition de la matière lipophile sulfatable ou sulfonable et la deuxième étant réservée à l'introduction de l'agent de sulfonation, qui est normalement de l'anhydride sulfurique gazeux La réaction de sulfatation ou de sulfonation a lieu dans le réacteur a pelli05 cule et le produit de la réaction, qui comprend des gaz résiduaires séparables, est évacué du réacteur par une sortie (non représentée) et par une conduite d'évacuation 17, et est introduit dans le séparateur 19 dans lequel les gaz résiduaires sont enlevés par la conduite 21. 10 Depuis le séparateur 19, le mélange acide produit est soutiré par une conduite 23 et est introduit dans un collecteur 25 duquel il peut être pompé par la conduite 27 et une pompe de dosage 29 par une conduite 31, un rotamétre 33 et une vanne 35, et soit la conduite 37, la vanne 15 39 et la conduite 40, soit la conduite 41, la vanne 43 et la conduite 44, dans un réacteur 45 à pellicule balayée ou essuyée Des manomètres 47 et 49 de température

et de pression, respectivement, permettent une surveillance des conditions de la charge et aident à étalonner 20 le rotamètre, si cela est considéré comme souhaitable.

Une source d'air sous pression (non représentée) communique avec une conduite 51, une vanne de commande de pression 53, un pot d'alimentation 55 (qui contient la solution 57 de neutralisation), une conduite 59, un 25 échangeur de chaleur 61, une conduite 63, un rotamètre , une conduite 67, une vanne de commande de pression 69 et une conduite 71, qui pénètre dans le neutraliseur 45 à pellicule essuyée par une ouverture d'entrée qui y est ménagée (non représentée en particulier), qui se 30 trouve située au-dessus des entrées (non représentées) communiquant avec les conduites 39 et 43 réservées à l'addition de l'acide détergent Un agent de refroidissement pénètre dans l'échangeur de chaleur 61 par une conduite 62 et sort par une conduite 64 Des jauges de 35 pression 73 et 75 sont prévues, ainsi qu'un manomètre de température 77, en sorte que la pression exercée sur l'agent de neutralisation dans le pot d'alimentation peut être déterminée, comme peuvent l'être la pression et la température de cet agent avant la vanne de commande 69 et avant l'entrée de la solution d'agent de neutralisation dans le réacteur à pellicule essuyée pour 05 effectuer la neutralisation de l'acide détergent Les canalisations 79 et 81 font communiquer un verre de regard 83 avec le pot d'alimentation 55 en sorte que la hauteur de la solution de neutralisation dans le pot peut être surveillée visuellement Une charge d'appoint 10 de solution de neutralisation 57 est stockée dans un réservoir d'appoint 85 qui communique par un canal 87, une pompe de dosage 89 et une conduite 91 avec la conduite

59 et le pot d'alimentation 57 pour recharger le pot d'alimentation ou pour maintenir la hauteur de la solution 15 de neutralisation 57 relativement constante dans ce pot.

Des moyens de pesage identifies par la référence numérique 93 sont prévus pour mesurer le poids de la solution

de neutralisation dans le réservoir d'appoint (et sa quantité introduite dans le neutraliseur 45).

Le réacteur 45 à pellicule balayée, qui est en forme de cylindre vertical, et présente un espace ou volume libre 101 intérieur, comporte plusieurs lames de balayage 95, de préférence au nombre de trois ou plus, selon la dimension du réacteur Ces lames ou racleurs sont 25 montés selon un angle approprié, par exemple environ 5 , sur un arbre rotatif 97, qui est coaxial avec le réacteur cylindrique 45 et qui est entrainé par un moteur 99 (de préférence un moteur à vitesse constante) dans une direction (dans le sens des aiguilles d'une montre lorsqu'on 30 regardedu dessus de la forme de réalisation représentée) telles que les lames 95 favorisent le déplacement descendant du contenu (non représenté) du neutraliseur 45, à l'aide de la pesanteur, dans le neutraliseur (ainsi que vers l'extérieur sur la paroi 111) et dans le pot 103. 35 Ainsi, même s'il se produisait une certaine quantité de matière gélifiée en raison d'un excès temporaire d'humidité, elle serait rapidement éliminée du neutraliseur-par l'action des lames inclinées Une alarme peut être prévue pour indiquer la production de gel et avertir un opérateur que le rapport d'alimentation des corps réactionnels est hors spécification et doit être modifié En rai05 son du court temps de passage, cette correction peut être apportée avant la formation d'un degré appréciable de produit gélifié Un manomètre 105 de température et un p H-mètre 107 sont situés au fond du réacteur 45 avec des sondes (non repérées par des références numériques, mais repré10 sentées schématiquement) dans l'espace 109 situé entre les lames 95 et la paroi intérieure 111 du réacteur afin de permettre une détermination de la température et du p H (tel quel) du produit neutralisé à la base du réacteur &

pellicule essuyée, duquel il est introduit dans le pot de 15 stockage 103.

Un vide est appliqué au pot de stockage 103 et également, par son intermédiaire, au réacteur 45 par une pompe à vide ou autre source de vide, non représentée, avec laquelle une conduite 113 communique Le vide provo20 que l'enlèvement de la matière gazeuse, comprenant les matières condensables, du pot 103 par la conduite 115, le condenseur 117, la conduite 119, le récepteur 121 de condensat, la conduite 123, la vanne de commande de vide 125 et la conduite 113 vers la pompe à vide Le condensat 127 25 peut être soutiré du récipient 121 de condensat par la conduite 129, la vanne 131 et la conduite 133 Une jauge de pression (ou une jauge de vide) 135 permet de vérifier

le fonctionnement du régulateur de vide L'agent de refroidissement pénètre dans le condenseur 117 par la conduite 30 137 et sort par la conduite 139.

Au fond du pot de stockage 103, sont prévus des moyens pour soutirer la solution de sel de détergent neutralisé à forte teneur en ingrédient actif, ceux-ci comprennent un mécanisme à piston 141 dans le cylindre 143, 35 lequel mécanisme communique avec la pompe à tuyau souple , une conduite 147, une vanne 149, une conduite 151,

un mélangeur statique 153 et une conduite 155 pour recy-

cler la solution de sel détergent 157 dans le pot de stockage Un p Hmètre 159 et une jauge 161 de pression (vide) sont prévus pour surveiller ces caractéristiques du produit et pour vérifier les conditions d'écoulement 05 de la boucle de recyclage Le produit neutralisé est évacué du pot de stockage par la conduite 163, la vanne

et la conduite 167.

Sur la figure 2, des conduites d'alimentation 169 et 171 introduisent une matière organique sulfatable 10 ou sulfonable et de l'anhydride sulfurique gazeux, respecti 7 ement, dans un réacteur 173 à pellicule dans lequel ils réagissent en produisant un acide détergent ou un mélange acide, qui est introduit goutte à goutte par la conduite 175 dans un séparateur 177 Les gaz résiduaires 15 sont enlevés par la conduite 179 et l'acide détergent traverse la conduite 181 pour aboutir dans la pompe 183, d'o il est directement pompé par la conduite 185 dans

un réacteur ou neutraliseur 187 a pellicule essuyée.

Dans le réacteur 187, l'acide détergent produit dans le 20 sulfonateur à pellicule 173 est neutralisé avec la solution d'agent de neutralisation, qui est introduite dans le réacteur par la conduite 189 Le neutraliseur à pellicule essuyée est maintenu sous vide par communication avec un pot de stockage 191 auquel un vide est appliqué 25 par la conduite 193 La vapeur d'eau est éliminée par la conduite 193, de manière à concentrer le détergent neutralisé et à le refroidir, en raison de la chaleur de

vaporisation extraite pendant la vaporisation de l'eau.

Ce refroidissement est particulièrement utile lorsque le 19 sel détergent est fabriqué pour être thermo-sensible, en ayant tendance à se décomposer ou s'épaissir défavorablement lorsqu'il est chauffé La solution détergente neutre produite est versée goutte à goutte du pot 191 de stockage par la conduite 195 dans une pompe 197 qui la pompe par une conduite 199 vers un évaporateur 201 chemisé à pellicule essuyée L'évaporateur est chauffé par passage de vapeur d'eau par une conduite 203 dans la chemise 205 et en éliminant le condensat de la chemise par une conduite 207 L'air aspiré pénètre dans l'évaporateur par une conduite 209 et sort par une conduite 211 avec la vapeur d'eau qui a été enlevée de la solution de ba03 se de détergent neutralisé Un bon contact avec la paroi du réacteur de la solution de base de détergent

sous forme d'une pellicule est maintenu par la rotation rapide des lames racleuses 213 essentiellement de la même manière qu'un tel bon contact est maintenu avec la 10 paroi intérieure du réacteur de neutralisation utilisé.

Le produit séché, sous forme fluide, est évacué de l'évaporateur 201 par une conduite 215 d'o il est acheminé vers un rouleau refroidisseur 217 sur lequel est formée une pellicule sous l'action du rouleau d'étalement 219. 15 Le détergent refroidi à forte teneur en matières solides, sous laforme d'une pellicule ou feuille solide, est retiré du rouleau 217 à l'aide d'un couteau 221 et tombe, sous forme d'une feuille solide ou de flocons, de paillettes ou de rubans, dans un collecteur, non re20 présenté, comme représenté par la flèche 223 En variante, le détergent refroidi peut être broyé et transformé

en flocons d'épaisseur désirée.

Les détergents fabriqués par le procédé de la présente invention peuvent être des sulfates ou des sul25 fonates et seront désignés, dans le sens générique, par sulfates ou sulfonates Ces détergents contiennent normalement -un fragment lipophile contenant un groupe alkyle ayant de 8 à 20 atomes de carbone, de préférence un groupe alkyle linéaire L'invention est applicable à la 30 production d'une grande diversité de tels détergents, comprenant les (alkyl gras supérieur)sulfates, les (alkyl gras supérieur)(alkoxy inférieur)-éther-sulfates, les (alkyl supérieur)benzène-sulfonates (mais souvent ils ne peuvent être séchés davantage dans l'évaporateur -35 car ils deviennent gommeux), les paraffine-sulfonates, les oléfine-sulfonates et les sulfates de monoglycérides, par exemple, mais sans être limités à ces exemples De préférence, le procédé de l'invention est appliqué à la neutralisation d'acide (alkyl gras supérieur)sulfurique, d'acide (alkyl gras supérieur) (alcoxy inférieur)éthersulfurique ou d'acide (alkyl supérieur)benzènesulfoni05 que, ou un mélange de deux de ces matières ou plus, dans lesquelles le groupe alkyle compte de 10 à 18 atomes de carbone, le groupe alkoxy compte 2 ou 3 atomes de carbone, et 1 a 5 (et parfois plus) groupes alkoxy inférieur sont présents dans l'acide (alkyl gras supérieur) (alkoxy 10 inférieur)-éther-sulfurique Parmi les trois acides préférés à neutraliser par le procédé de l'invention, celui que l'on préfère avant tout est l'acide (alkyl gras supérieur)sulfurique Le groupe alkyle supérieur préféré pour les trois types préférés de sels détergents sulfatés ou 15 sulfonés à fabriquer par le procédé de l'invention présente 10 à 14 atomes de carbone, de préférence 12 ou 13,

ou environ 12 ou 13 atomes de carbone Pour l'alkyl-alkoxy-éther-sulfate, le groupe alkoxy inférieur est de préférence le groupe éthoxy et 2 à 4 arouoes éthoxy sont pré20 sents par mole, de préférence 3 ou environ 3.

L'acide sulfurique ou sulfonique à neutraliser peut contenir des sousproduits usuels d'un procédé de sulfonation ou de sulfatation Ces mélanges d'acides détergents peuvent contenir de l'huile libre (matière orga25 nique n'ayant pas réagi), de l'acide sulfurique, de l'anhydride sulfurique, de l'eau et toutes impuretés dans l'huile Libre ou l'agent de sulfatation ou de sulfonation, ou leurs produits réactionnels L'agent de sulfatation ou de sulfonation utilisé pour fabriquer l'acide dé30 tergent (ou l'acide tensio-actif) peut être l'anhydride sulfurique, l'acide sulfurique ou l'oléum, pourvu que lorsque la neutralisation doit être effectuée, la teneur en acide sulfurique libre de l'acide détergent ne soit pas suffisamment élevée pour que la teneur en sulfate de 35 sodium résultant de la neutralisation rende le produit inacceptable pour un traitement ou pour son application

souhaitée De préférence, l'anhydride sulfurique est uti-

lisé car il laisse peu ou pas d'acide sulfurique dans l'acide détergent Bien que des concentrations d'acide détergent aussi faibles que 50 % (même inférieures dans certains cas) puissent être neutralisées convenablement 05 par le procédé de l'invention, ces concentrations sont normalement supérieures à 80 %, de préférence supérieures a 90 % et mieux encore supérieures à 95 % Des concentrations d'acide détergent supérieures à 97,5 % sont

souvent réalisables et sont particulièrement préférables, 10 par exemple lorsque l'acide lauryl-sulfurique est neutralisé, et dans certains procédés, cette concentration approche 99 % ( 98,5 %).

Divers agents de neutralisation peuvent être utilisés, comprenant les hydroxydes de métaux alcalins, 15 les carbonates de métaux alcalins, les bicarbonates de métaux alcalins, l'ammoniac, les alcanolamines inférieures (en particulier la triéthanolamine) et des mélanges de ces agents de neutralisation Parmi les métaux alcalins, le sodium est préférable au potassium, mais on peut 20 également faire appel à l'hydroxyde, au carbonate et/ou au bicarbonate de potassium On préfère tout particulièrement l'hydroxyde de sodium en solution aqueuse Les autres agents de neutralisation sont également préférables en solution aqueuse lorsqu'on les utilise Dans certains 25 cas, l'agent de neutralisation peut contenir un agent de neutralisation en suspension très finement divisée Généralement, la teneur en impuretés de la solution d'hydroxyde de sodium est minimisée et elle consiste normalement en moins de 2 % de chlorure de sodium (sur base solide) 30 et seulement des traces d'autres impuretés La solution aqueuse d'agent de neutralisation (ou solution-suspension) peut avoir toute concentration appropriée, mais normalement elle a une concentration de 20 à 35 % en poids, de préférence de 23 à 33 % et mieux encore de 25 à 30 %, les 35 deux dernières plages étant également spécifiques de la

solution aqueuse préférée d'hydroxyde de sodium On remarquera que la teneur en humidité de la solution de neutra-

lisation doit être telle que la teneur en humidité combinée de l'acide détergent et de l'agent de neutralisation; plus celle formée dans la réaction de neutrali sation N e provoque pas de gélification En d'au05 tres termes, la teneur en sel détergent du détergent aqueux doit être supérieure à la plus forte teneur en

sel de la région de gélification.

Un réacteur à pellicule balayée qui, selon la présente invention, est utilisé comme neutraliseur, est 10 l'appareil dans lequel le présent procédé de neutralisation est mis en oeuvre Un tel réacteur, qui est analogue a celui de la figure 1, comporte une zone de réaction à paroi et plusieurs lames racleuses dans cette zone, généralement 2 à 6, par exemple 3 à 5 La zone de réac15 tion a la forme d'un cylindre vertical, bien qu'il puisse être horizontal ou incliné, et les lames racleuses, qui tournent autour d'un axe coaxial à la zone cylindrique, se déplacent à grande vitesse et à proximité étroite de la paroi intérieure de ladite zone de réaction A 20 paroi, de manière à enlever continuellement la matière de cette paroi et la déposer en d'autres endroits avec une grande force, de manière à renouveler plusieurs fois la mince pellicule, en empêchant des sur-concentrations locales des corps réactionnels et en accélérant la réac25 tion Les racleurs limitent l'accumulation de pellicule dans la zone de réaction, qui pourrait entraîner des sur- concentrations localisées et des surchauffes localisées en l'absence de vide, ce qui pourrait aboutir à une dégradation du détergent Egalement, la pellicule mince 30 régénérée plusieurs fois qui descend dans la zone de réaction est plus facilement refroidie par évaporation de tous solvants volatils et autres matières présentes, ce qui favorise l'élimination de la chaleur de neutralisation de la zone de réaction L'utilisation de vide aide 35 également à empêcher toute surchauffe nuisible des corps

réactionnels et du produit neutralisé.

Les corps réactionnels sont de préférence in-

troduits dans la zone de réaction près de son sommet et de préférence encore sous le sommet des racleurs Ces derniers s'étendent normalement à 2 à 15 cm au-dessus de la zone de réaction, de préférence à 2 à 5 cm La ou 05 les entrées supérieures du ou des corps réactionnels pênêtrent avantageusement dans cette zone de réaction par

passage à travers les parois du réacteur à une hauteur de 1 à 10 cm audessous du sommet des lames racleuses.

Les entrées des corps réactionnels peuvent avoir un dia10 mètre réduit, comparé a la conduite d'entrée, de manière

à minimiser le risque que toute matière se trouvant dans le réacteur ne soit refoulée dans les conduites d'entrée.

Ainsi, des orifices sont prévus dans les conduites d'admission (ou dans la paroi du réacteur), le diamètre des 15 ouvertures étant de 0,8 à 3 mm, de préférence d'environ

1,5 nmmn Cependant, la dimension des orifices est variable, et dépend de la dimension du réacteur et des débits.

Pour conduire la neutralisation dans la zone de réaction à pellicule balayée, il est généralement 20 préférable que l'agent de neutralisation, par exemple l'hydroxyde de sodium aqueux, soit ajouté dans la zone audessus du niveau auquel l'acide détergent, par exemple l'acide laurylsulfurique pénètre dans cette zone Ceci évite une hydrolyse du sel détergent par l'acide Il est 25 également préférable que l'acide détergent soit introduit dans cette zone en plusieurs points de sa hauteur, le premier point d'entrée de cet acide étant souvent à 2 à 10 cm au-dessous de l'orifice d'entrée de l'agent neutralisant, les autres entrées de l'acide détergent étant de préférence dans la portion supérieure du réacteur ou réparties sur la longueur du réacteur Normalement, on peut utiliser 2 a 10 entrées d'acide détergent, de préférence 2 à 5 Bien que les corps réactionnels soient avantageusement introduits dans la zone de réaction de la manière 35 décrite ci-dessus, il entre dans le cadre de la présente invention d'ajouter l'acide détergent plus près du sommet

que l'agent de neutralisation, d'utiliser plusieurs en-

trées d'agent de neutralisation et/ou une seule entrée d'acide détergent et d'apporter d'autres variantes au procédé, pourvu que l'acide détergent et l'agent de neutralisation soient introduits dans la mise en con05 tact de réaction avec la pellicule dans la zone de réaction essuyée Cependant, on ne peut généralement obtenir un (alcool gras)sulfate ayant la qualité élevée désirée

en utilisant ces variantes et, en conséquence, ces variantes de l'appareil et du procédé de neutralisation 10 seront évitées s'ils donnent un produit inacceptable.

La zone réactionnelle de neutralisation du réacteur à pellicule balayée est refroidie principalement pour empêcher une détérioration du détergent Ce refroidissement peut être effectué au moyen d'une chemise de 15 refroidissement sur le réacteur ou par l'addition à la zone de réaction d'un solvant volatil pour extraire la

chaleur provenant de la zone pendant la vaporisation.

Cependant, il est très préférable d'utiliser un vide, qui est de préférence transmis a la zone de réaction

par le pot de stockage, bien que d'autres moyens d'application de vide dans la zone de réaction puissent également être utilisés.

Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, une combinaison d'un plongeur et d'une pompe à tuyau souple est représentée pour retirer le produit du fond du pot de stockage De plus, un système de recyclage est illustré pour recycler le produit dans le pot Il est évident que d'autres mécanismes de pompage peuvent être utilisés et celui illustré est celui qui est incorporé dans un équipement d'installation pilote en sorte que si une gélification quelconque se produisait pendant la neutralisation, elle pourrait être éliminée de l'équipement par pompage Cependant, ceci n'est pas un problème lorsque le procédé est mis en oeu35 vre selon les présentes instructions, et des mécanismes de pompage classiques peuvent être substitués En ce qui

concerne le recyclage du sel détergent, celui-ci a ten-

dance à homogénéiser le produit, en uniformisant les variations de p H qui peuvent apparaître Si le système devait être contrôlé par ordinateur, la boucle de recyclage pourrait être de moindre importance, bien que sa pré05 sence soit toujours avantageuse Normalement, la période durant laquelle la solution détergente neutre reste dans le pot de stockage est de 1 à 10 minutes, de préférence de 3 à 7 minutes, par exemple environ 5 minutes, avant sa sortie, souvent pour un séchage subséquent Le pro10 duit sortant du pot de stockage et/ou de la boucle de recyclage, est sous la forme d'une solution ou suspension aqueuse pompable qui contient normalement 50 à 85 % en poids du sel détergent solide, de préférence 60 à 80 % en poids, et mieux encore, comme dans le cas de la pro15 duction de solution de laurylsulfate de sodium, d'au moins ou 70 %, très souvent d'au moins 73 %, par exemple environ 75 %, le reste de la solution étant principalement

de l'eau.

Pour les diverses réactions de neutralisation 20 de la présente invention, des températures appropriées selon les cas seront utilisées Normalement, une telle température de neutralisation, qui est la température de la zone de réaction et de la zone de stockage communicante (le pot de stockage) se trouve à au moins 40 C, giné25 ralement à 40-70 C, de préférence entre 45 et 65 C,

comme pour la neutralisation de l'acide laurylsulfurique.

La durée de passage dans la zone de réaction est de 0,5 ou 1 à 30 secondes, de préference de 1 à 10 secondes, et mieux encore de 1 à 5 secondes, par exemple 2 secondes. 30 Le pot de stockage contient généralement le produit neutralisé pendant 1 à 10 minutes, de préférence 2 à 7 minutes, par exemple environ 5 minutes Pendant le temps passé dans le récipient de stockage, la solution de sel détergent nouvellement fabriquée est mélangée avec 2 à 10 parties de produit précédemment neutralisé, de préférence

3 à 8 parties, par exemple environ 5 parties, et le mélange est effectué de préférence par "recyclage" continu.

Le rapport d'agent de neutralisation à l'acide détergent pour la réaction de neutralisation est à peu près stoechiométrique, généralement un rapport molaire de 0,95 à 1,03, de préférence 1,00 à 1,02 Le vide appliqué sur la zone de réaction est généralement tel que la pression dans cette zone est de 33 à 660 102 Pa, de préférence de

66 à 330 102 Pa, par exemple d'environ 2 104 Pa, comme pour la fabrication du laurylsulfate de sodium Cependant, elle peut varier de manière à assurer la tempéra10 ture désirée dans le réacteur, et en conséquence, le vide dépend dans une certaine mesure de l'acide détergent traité et de la concentration désirée en matières solides.

Les lames racleuses ou palettes du réacteur à pellicule balayée passent à 0,0 ou 0,2 à 5 mm de la paroi interne du réacteur, de préférence 0,2 à 2 ou 3 mm, par exemple 0,8 mmn Elles tournent à 1000 à 4000 tours/minutes, de préférence 2200 à 3200 tours/minute, par exemple à environ 2500 tours/minute, et la vitesse de l'extrémité 20 des lames est de 5 à 25 mètres par seconde, de prêférence de 8 à 15 mètres/seconde, par exemple d'environ 10 mètres/seconde Les vitesses de rotation peuvent être modifiées et elles dépendent dans une certaine mesure de la dimension du réacteur, en particulier de son diamètre 25 intérieur La vitesse des extrémités est généralement dans les plages précédemment indiquées, même si la dimension du réacteur est modifiée Les lames racleuses ou palettes utilisées ont généralement une largeur de 10 à 45 % du diamètre intérieur du réacteur et le rapport largeur/ 30 épaisseur des palettes est de 3:1 à 20:1 Les palettes sont normalement réalisées en une matière rigide, résistant à la corrosion, par exemple un alliage de fer et de chrome et/ou de nickel, ou autre alliage approprié, par exemple l'acier inoxydable 301, Hastelloy C-276 ou Inco35 nel 625, et le moyen reliant les palettes au rotor, par

exemple des rivets, sont également souvent en les alliages mentionnés, comme l'est également le rotor De pré-

férence, les palettes sont soudées au rotor D'autres matériaux de construction résistant aux conditions d'utilisation peuvent égalerent être utilisés, par exemple des matières plastiques, des polyêthers renforcés par des fibres de verre, du polypropylène, des pièces revêtues de Teflon, etc De même, les parois du réacteur peuvent être réalisées en ces matériaux, d'autres alliages ou en verre, par exemple du verre au borosilicate, tel que Corning QVF, lorsque ces matériaux sont suffi10 samment solides et résistants a des variations chimiques des corps réactionnels et des produits On préfère le verre mentionné Les palettes sont de préférence placées hélicoldalement le long du rotor, mais dans certains cas, un positionnement longitudinal convient La position 15 hélicoidale est telle que la base des palettes forme un angle de 1 a 15 , de préférence de 2 à 15 , et mieux encore de 2 a 10 , par rapport à une ligne longitudinale le long de l'arbre du rotor, et les palettes disposées hélicoidalement sont placées de manière à favoriser le

déplacement descendant des Corps réactionnelszet des produits dans le réacteur vers la sortie.

Des conditions opératoires très préférables

pour le réacteur de neutralisation à pellicule balayée,.

en particulier lorsque de l'acide détergent est un acide 25 (alkyl supérieur)sulfurique, par exemple l'acide laurylsulfurique, et que l'agent de neutralisation est une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin, par exemple l'hydroxyde de sodium, sont des concentrations en acide détergent supérieures à 97,5 %, lequel acide contient 30 moins de 1, 0 % d'anhydride sulfurique et moins de 1,5 % d'alcool gras, par exemple l'alcool laurylique, et l'hydroxyde est à une concentration appropriée entre 20 et % en poids dans l'eau, de manière à donner le produit final désiré Au moment de l'introduction, la températu35 re de l'hydroxyde est de 30 à 50 C et la température de l'acide détergent est de 20 à 40 C La hauteur de la zone de réaction dans le réacteur est généralement de 0,5

à 1,5 m et son diamètre est de 5 à 10 cm, ou même plus.

Le nombre de palettes sur le racleur est de 3 ou 4, mais on peut également en utiliser 2 Les palettes ont gênéralement une largeur de 15 à 25 % du diamètre intérieur 05 du réacteur et elles sont placées à un angle de 2 à 150 par rapport à l'axe des racleurs Le rapport largeur/ épaisseur des palettes est normalement de 5:1 à 10:1, la vitesse des extrémités est de 8 à 15 mètres/seconde, la

vitesse de rotation des palettes est de 2200 à 3200 tours/ 10 minute (mais peut varier pour régler la vitesse des pointes), et le jeu entre les extrémités des palettes racleuses et l'intérieur du réacteur est de 0, 5 à 1 ou 2 mm.

La pression dans le réacteur est de 50 à 250 tours et la durée de passage dans la zone de réaction est de 1 à 5 15 secondes Le produit réactionnel sort du réacteur pour aboutir dans un récipient de stockage, dans lequel les vapeurs et les gaz entrainés sont séparés du produit, et le produit sortant de ce récipient ou chambre, par exemple le lauryl-sulfate de sodium, est enlevé a une tempé20 rature de 45 à 65 C, la teneur en ingrédient actif du produit étant d'au moins 65 % et la teneur en eau étant supérieure à 28 % Ainsi, lorsque du laurylsulfate de sodium est fabriqué à partir d'hydroxyde de sodium et d'acide laurylsulfurique par le procédé de la présente inven25 tion, il contient au moins 65 à 70 % de cet ingrédient actif, avec un maximum de 25 ou 28 % d'eau, un maximum de 1,2 % d'alcool laurylique, un maximum de 1,5 % de sulfate de sodium et une proportion négligeable, généralement pas

plus de 0,2 %, d'hydroxyde de sodium En outre, la cou30 leur de la solution n'est pas plus foncée que 75 Klett.

Les diverses conditions opératoires et les descriptions structurelles et opératoires de l'appareil dépendent de

la matière traitée et de la dimension et de la conception de l'appareil en sorte que ces conditions et descriptions 35 peuvent être différentes de celles données ici, lorsque

cela convient.

Dans des opérations davantage préférées, le pro-

duit enlevé du pot de stockage est a une température de 52 à 62 C, il contient au moins 73 % de sel détergent, tel que le laurylsulfate de sodium, pas plus de 25 % d'eau, pas plus de 1,0 % d'huile libre, pas plus de 1,0 % 05 de sulfate de sodium, pas plus de 0,1 % d'hydroxyde de

sodium, et pas plus de 0,2 % de chlorure de sodium Cependant, on peut fabriquer un produit contenant aussi peu que 0,6 % d'huile libre et 0,7 % de sulfate de sodium Le produit a également une couleur qui n'est pas plus foncée 10 que 25 Klett, par exemple 5 à 20 Klett.

Pour produire un sel détergent neutralisé de la meilleure qualité, il est avantageux d'utiliser le présent réacteur de neutralisation conjointement au procédé et à l'appareil de production de l'acide détergent, car il est 15 souvent important que l'acide détergent soit neutralisé rapidement après la fabrication afin d'éviter une hydrolyse ou autre décomposition lors du stockage avant utilisation, en particulier lorsque, comme c'est souvent le cas, on utilise un excès d'agent de sulfonation, par exemple 503, dans la fabrication de l'acide Lorsqu'on utilise un léger excès d'anhydride sulfurique gazeux pour fabriquer l'acide (alkyl supérieur) sulfurique et que l'acide est maintenu à une température élevée pendant plus d'environ cinq minutes, il se produit un assombrissement de couleur 25 ce qui indique une dégradation Lorsque le rapport molaire de l'anhydride sulfurique à l'alcool laurylique pour la réaction de sulfonation se situe entre 1,02 et 1,07, un stockage à une température de 50 C ou plus peut provoquer un assombrissement notable de couleur après plus de cinq minutes Par conséquent, selon cet aspect de l'invention, l'acide détergent est réalisé dans un réacteur à pellicule par réaction d'anhydride sulfurique sur des fragments organiques sulfatables ou sulfonables, par exemple l'alcool laurylique, le rapport molaire de l'anhydri35 de sulfurique à ce composé organique étant de 1 à 1,02 à 1,07, et l'acide sulfurique détergent fabriqué par ce procédé de sulfatation ou de sulfonation est introduit dans le réacteur e pellicule essuyée pour neutralisation en cinq minutes, de préférence 2 ou 3 minutes après avoir été enlevé du réacteur à pellicule dans lequel il a été produit. Il est préférable que le sel détergent fabriqué par le présent procédé de neutralisation soit transformé sous forme solide pour faciliter le transport et

l'utilisation et pour favoriser la stabilité du produit.

On y parvient avantageusement en introduisant le lauryl10 sulfate de sodium produit à la température à laquelle il est enlevé du réacteur à pellicule essuy 5 e, et après séparation des vapeurs et des gaz, dans un évaporateur à pellicule essuyée équipé d'une chemise chauffée, dans lequel de l'air passe et ou la température du laurylsul15 fate de sodium (produit de neutralisation) est porté jusqu'à son point d'ébullition dans les conditions régnant dans l'évaporateur, qui est généralement supérieur à 70 C, souvent supérieur à 90 C, mais généralement non supérieur a 110 C Apres séchage dans l'évaporateur, le sel détergent séché, par exemple le laurylsulfate de sodium, contient au moins 92 % d'ingrédient actif et pas plus de 6 % d'eau, 1,5 % d'huile libre et 2 % de sulfate de sodium Le p H d'une solution à 1 % du sel détergent est normalement compris entre 8 et 12, de préférence en25 tre 9 et 11 lorsque ce sel est le laurylsulfate de sodium Pour favoriser l'évaporation de l'eau de la solution de sel détergent introduite dans l'évaporateur à pellicule essuyée et afin d'éviter que la vapeur d'eau ne s'échappe de la sortie du produit on fait passer un courant d'air vers le haut dans l'évaporateur, généralement à la pression atmosphérique, et le produit séché de l'évaporateur est transformé en pellicule solide sur un rouleau de refroidissement ou autre appareil ou combinaisons d'appareils appropriés, d'on il peut être re35 tiré sous forme de flocons solides, ruban ou feuille, prêts à l'emploi, par exemple pour être incorporé dans une composition dentaire, tel un dentifrice, à titre de

composant détergent.

Le produit détergent neutralisé provenant du réacteur de neutralisation à pellicule essuyée est à l'état liquide, il n'est pas gélifié, et il ne contient 05 pas de quantités appréciables de gel nuisible Il en est ainsi car l'acide détergent introduit est essentiellement anhydre et la quantité d'humidité présente dans l'agent de neutralisation est suffisamment faible pour que le détergent neutralisé résultant ait une teneur en 10 matières solides supérieure à celle qui forme un gel avec l'eau Un avantage de l'injection tout d'abord de l'agent de neutralisation dans la zone de réaction est que lorsque l'acide détergent est tout d'abord mis au contact de l'humidité (celle de la solution aqueuse de 15 l'agent de neutralisation), il réagit simultanément avec l'agent neutralisant, tel que l'hydroxyde de sodium, en formant un sel, qui est moins sensible à une hydrolyse ou autres réactions de décomposition Ainsi, le sel détergent neutralisé reste liquide et relative20 ment stable, dans le réacteur à pellicule (et dans le récipient de stockage qui peut être couplé au réacteur), dans lequel les corps réactionnels et le produit restent pendant seulement une courte durée, après quoi le

sel détergent peut être rapidement refroidi et transfor25 mé en une forme solide stable.

Dans la description ci-dessus, on s'est référé à la neutralisation de l'acide laurylsulfurique avec

de l'hydroxyde de sodium aqueux et, ailleurs dans la

description, il a été mentionné que l'on pouvait fabri30 quer des détergents non gélifiants dans une plage de

concentration de 50 à 85 % On verra que différents sels détergents ont des gammes de gélification différentes avec l'eau, et en conséquence, on considère que cette gamme, bien que généralement applicable aux détergents 35 de plus grand intérêt, peut varier, parfois en s'élargissant, et parfois en se rétrécissant Néanmoins, le

principe de fonctionnement reste essentiellement le même.

En utilisant la présente invention, et le réacteur à pellicule balayée pour la neutralisation de l'acide détergent et en utilisant l'acide détergent et la solution de neutralisation ayant une teneur en eau suffisamment faible, on évite la formation de gel aux températures de

réaction, car la teneur en détergent du produit est supérieure à cette teneur pour la gamme de gélification.

Ainsi, il n'est pas nécessaire d'utiliser des co-solvants pour éviter une gélification, et on économise les 10 frais de récupération du solvant.

Dans la forme de réalisation de l'appareil de l'invention, le réacteur de neutralisation à pellicule balayée est utilisé conjointement à un réacteur de sulfonation à pellicule et ceux-ci sont reliés de manière 15 que l'acide sulfurique ou sulfonique organique ou-leur mélange produit dans le réacteur de sulfatation ou de sulfonation à pellicule puisse être directement introduits dans le réacteur de neutralisation afin que l'acide détergent puisse être neutralisé en pas plus de cinq 20 minutes après sa production De préférence, on préfère une période de trois minutes, et mieux encore d'une ou deux minutes, et le moyen prévu est une pompe doseuse qui pompe le mélange d'acide détergent, sous forme liquide, dans le neutraliseur De préférence, l'appareil 25 comporte également un évaporateur à pellicule balayée, équipé d'un moyen de chauffage et par lequel passe l'air, destiné à concentrer davantage le détergent neutralisé provenant du réacteur de neutralisation à pellicule balayée, afin de pouvoir obtenir un produit essentielle30 ment anhydre, généralement de plus de 95 % de matières solides Ce produit est introduit de préférencesur un cylindre froid sur lequel il est transformé en une pellicule solide et d'o il est retiré à l'aide d'un couteau ou autre moyen, sous forme de feuille, de ruban, de flocons, de paillettes, ou autres formes solides appropriées Bien qu'il soit particulièrement souhaitable

que l'appareil de sulfatation ou de sulfonation, le neu-

traliseur, l'évaporateur et l'appareil de solidification (rouleau de refroidissement) soient utilisés ensemble, on peut faire appel à d'autres moyens de production de l'acide détergent, et des combinaisons de neutraliseur et d'évaporateur à pellicule balayée, de préférence également avec l'appareil de solidification, entrent également dans le cadre de l'invention Les matières servant à la construction du sulfonateur et de l'évaporateur

sont généralement les mêmes que celles précédemment dé10 crites comme convenant pour le neutraliseur.

Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter Sauf spécification contraire, toutes

les parties sont exprimées en poids et toutes les températures en C.

EXEMPLE 1

En utilisant un réacteur a pellicule balayée analogue à celui représenté sur la figure 1, équipé d'un pot de réserve ou de stockage situé audessous, et de 20 conduites de recyclage, d'une pompe péristaltique et d'un plongeur, comme illustré sur la figure 1, de l'acide laurylsulfurique est neutralisé avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium Le mélange d'acide contenant de l'acide lauryl-sulfurique (parfois appelé alcool 25 laurylique sulfaté) contient environ 0,6 % d'anhydride sulfurique, environ 0,7 % d'huile libre (alcool laurylique) et environ 98, 7 % d'acide détergent (acide laurylsulfurique) La couleur de l'acide détergent est suffisamment claire pour que le sel détergent neutralisé ré30 alisé obtenu par neutralisation avec une solution d'hydroxyde de sodium dans l'évaporateur à pellicule balayée se situe dans la plage de 5 à 20 Klett pour une solution

aqueuse à 5 % du sel détergent.

Le neutraliseur à pellicule balayée utilisé 35 comprend un tube en verre au borosilicate cylindrique, dont le diamètre intérieur est de 7,6 cm, qui contient

un rotor à trois palettes, coaxial au cylindre Le cylin-

dre a une longueur de 78,2 cm et les palettes du rotor s'étendent à 6 cm du sommet du tube à 0,5 cm de la base du tube Les palettes du rotor ont une épaisseur de 0,16 cm et une largeur de 0,95 cm et l'arbre auquel elles sont 5 fixées par soudage, rivets ou autre moyen approprié de fixation, a un diamètre de 1,75 cm Les palettes, l'arbre et les rivets sont tous en acier inoxydable N 316, et les palettes sont placées à égale distance le long des hélices de l'arbre qui sont inclinées de 5 par rapport à des lignes longitudinales le long de l'arbre Le jeu entre les extrémités des lames et l'intérieur du réacteur est de 0,7 mm La solution aqueuse d'hydroxyde de sodium est une solution à 27,9 % dans l'eau et lorsqu'elle est ajoutée au réacteur, elle se trouve à une température de 37,8 C. 15 L'entrée des substances caustiques dans le réacteur est placée de manière que son point central se trouve à 8,3 cm du sommet du tube du réacteur, au-dessous du sommet des palettes de balayage, et dans des formes de réalisation préférées de l'invention, l'entrée est équipée d'un orifice circulaire d'un diamètre d'environ 1,5 mm, afin d'empêcher un refoulement des matières à partir du réacteur dans la conduite d'alimentation L'acide détergent pénètre dans le réacteur par des orifices situés de manière que leur centre se trouve à 12 cm et 23,6 cm du 25 sommet du réacteur, et sont équipés d'orifices analogues à ceux décrits pour l'entrée de la solution de neutralisation L'acide laurylsulfurique introduit se trouve à une température de 26 C lorsqu'il pénètre dans le neutraliseur La vitesse du rotor est de 2500 tours/minute, ce 30 qui signifie une vitesse des extrémités d'environ 9,8 m/seconde La pression interne dans le neutraliseur2 est de 166 10 Pa et, à cette pression, une quantité suffisante d'humidité et sa chaleur de vaporisation sont évacuées du réacteur en sorte que la température du 35 produit sortant dans le récipient de stockage soit de 57 C La durée de passage est d'environ deux secondes, en moyenne, et la durée de séjour dans le récipient de stockage est d'environ trois minutes Le rapport produit/ recyclage dans le pot de stockage est d'environ 1:5 La pompe à tuyau souple utilisée est du type péristaltique, avec une section de tuyau en caoutchouc nitrilo remplaçable (Buna N) Le produit évacué du neutraliseur contient 75 % de laurylsulfate de sodium, 0,6 % d'alcool laurylique, 0,7 %

de sulfate de sodium 0,2 % de chlorure de sodium, 0,1 % d'hydroxyde de sodium et 23,4 % d'eau.

Le lauryl-sulfate de sodium est fabriqué par le procédé décrit de la présente invention en faisant réagir 88,4 parties de mélange d'acide, contenant 87,1 partie d'acide laurylsulfurique (poids moléculaire du groupe lauryle = 179), 0,5 partie d'anhydride sulfurique et 0,8 partie d'alcool laurylique (qualité du commerce, un 15 mélange d'alcools laurylique et myristylique), avec 47,2 parties d'hydroxyde de sodium aqueux contenant 13,2 parties d'hydroxyde de sodium, 0,2 partie de chlorure de sodium et 33,8 parties d'eau, dans le neutraliseur précédemment décrit, dans les conditions de réaction mentionnées On 20 obtient 125,3 parties de solution détergente de laurylsulfate de sodium neutralisée et 10,3 parties de vapeurs sont éliminées du récipient de stockage Pendant la réaction de neutralisation, il se forme 5,8 parties d'eau Le détergent neutralisé contient 94 parties de laurylsulfate 25 de sodium, 0,8 partie d'alcool laurylique, 0,9 parties de sulfate de sodium, 0,2 partie de chlorure de sodium, 0,1

partie d' hydroxyde de sodium et 29,3 parties d'eau.

Les vitesses d'introduction dans le réacteur décrit pour conduire le procédé de neutralisation de l'invention sont de 12,2 kg/h de la solution d'hydroxyde de sodium et 23,2 kg/h du mélange d'acide (acide laurylsulfurique) La vitesse d'évacuation du produit est de 32,2 kg/h et la vitesse d'enlèvement des vapeurs du pot

de stockage est de 3,2 kg/h.

Le produit résultant a une bonne couleur, inférieure à 25 Klett, généralement 5 à 20 Klett, et est utile comme détergent destiné à être incorporé dans divers produits cosmétiques, d'hygiène et de nettoyage Le produit peut être utilisé directement, sans extraction, purification ni séchage, mais il est préférable de le sécher, par un procédé décrit dans l'Exemple 3 La solution de détergent neutralisé est particulièrement utile dans des dentifrices en raison 5 de sa couleur et de sa grande pureté, et lorsqu'elle est utilisée pour remplacer le laurylsulfate de sodium du commerce dans un dentifrice du commerce, elle donne un produit supérieur Des essais de stabilité effectués sur un tel produit montrent qu'il est stable à l'entreposage. 10 Il conserve un p H sensiblement constant (environ 10,5) au bout de trois semaines de vieillissement accéléré à 60 C, ce qui est considéré comme un test rigoureux, et la constance du p H signifie que le produit est stable Des essais de vieillissement analogues, montrent des concentrations en alcool laurylique à peu près constantes, ce qui indique

peu ou pas de dégradation après un entreposage normal.

Dans des variantes des processus ci-dessus, on utilise différentes vitesses de passage de mélange d'acide et différentes concentrations en hydroxyde de sodium, en 20 sorte que des quantités différentes de vapeur d'eau soient retirées du neutraliseur, en donnant des produits ayant des teneurs en humidité différentes, afin que la teneur en laurylsulfate de sodium se situe entre 55 et 80 % et que la température soit maintenue entre 40 ou 45 et 70 C (ou parfois 25 80 C) La température de la réaction dépend du vide utilisé et la quantité d'eau retirée pendant la neutralisation dépend de la chaleur de neutralisation des corps réactionnels et de la quantité de ces corps Au-dessous d'environ 40 C, les produits à plus forte teneur en matières solides dans la 30 plage de 50 à 85 % de laurylsulfate de sodium ont tendance à se solidifier et audessus de 80 C, la dégradation pose un problème Bien que les diverses solutions détergentes réalisées, à des concentrations comprises entre 55 et 80 %, missent s'écouler à des températures de 50 à 60 C, on a 35 constaté qu'à une teneur d'environ 50 à 60 % de laurylsulfate de sodium, la viscosité apparente est à un maximum d'o elle retombe jusqu'à 75 à 80 %, par exemple 77 %, après quoi elle remonte de nouveau Cependant, avec l'équipement décrit, le produit peut s'écouler dans la large plage mentionnée en sorte que même si les réglages ne sont pas effectués avec précision, des variations de la teneur en 5 humidité du produit dans la plage indiquée ne provoquent

pas d'interruptions du procédé de fabrication.

Lorsque l'acide laurylsulfurique utilisé a un poids moléculaire d'environ 277 et lorsqu'au lieu d'acide laurylsulfurique on introduit un acide alkyl-sulfurique qui a 14 ou 16 atomes de carbone, on obtient des résultats analogues à ceux indiqués à proposde l'acide laurylsulfurique dans l'exemple ci-dessus De même, lorsqu'à la place de l'hydroxyde de sodium, on utilise d'autres agents de neutralisation tels que l'hydroxyde de potassium, l'ammoniac, la 15 triéthanolamine et des sels de métaux alcalins appropriés ou leurs mélanges, par exemple de l'hydroxyde de sodium et la triéthanolamine comme agents de neutralisation, les conditions de fabrication étant modifiées selon la ou les matières utilisées, on obtient des neutralisations intéres20 santes On peut également obtenir des résultats satisfaisants lorsqu'on utilise des réacteurs à pellicule balayée différents, présentant unnombre différents de palettes, des constructions de palettes différentes, par exemple un emplacement longitudinal ou des variations des angles 25 auxquels les hélices sont montées, des températures opératoires, des vitesses de rotor, de jeux entre les palettes, des vides et des débits différents Cependant, ceux-ci

doivent être tels que décrits dans la présente description.

J

&' EXEMPLE 2

Conjointement au neutraliseur à pellicule balayée de l'Exemple 1, on utilise un réacteur à pellicule pour la fabrication de l'acide laurylsulfurique introduit dans le neutraliseur Ce réacteur, analogue à ceux illustrés sur les Fig 1 et 2, est relié par une canalisation et un 35 moyen de pompage au neutraliseur à pellicule balayée, en sorte que les produits provenant du réacteur peuvent être introduits rapidement dans le neutraliseur, souvent en une période aussi brève que deux minutes, de matière à éviter une dégradation possible avant neutralisation Le réacteur, contrairement au neutraliseur à pellicule balayée relativement court,tde préférence un tube allonge, de conception du type Allied, d'une longueur d'environ 6,1 m et d'un diamètre interne de 1,9 cm Le matériau de construction peut être tout matériau qui ne réagit pas nuisiblement avec le contenu du réacteur, par exemple un acier alliéapproprié, par exemple l'acier inoxydable Le 10 verre et des matières plastiques polymères organiques synthétiques appropriées, par exemple le polypropylène, peuvent être utilisés, mais la transmission de chaleur à travers ces matières n'est pas bonne et par conséquent, on ne les préfère pas Divers types d'alcanols ou autres précurseurs de détergents organiques peuvent être utilisés par exemple les alcools laurylilqes dérivant du pétrole ou de l'huile de coprah naturelle Par exemple, l'alcool laurylique de synthèse dérivé de pétrole et vendu par Ethyl Corporation s'est montré satisfaisant, ainsi que les 20 alcools lauryliques dérivant d'huile de coprah et de

produits naturels.

Le rapport de l'anhydride sulfurique à l'alcool laurylique, exprimé sous'forme molaire, est normalement de 1,00 à 1,0 X, de préférence de 1, 01 ou 1,02 à 1,07, et mieux 25 encore de 1,01 ou 1,02 à 1,04, par exemple d'environ 1,02, qui semble être le meilleur rapport Plus le rapport est bas, plus il y a d'huile libre dans le produit et plus le rapport est élevé, plus il y a d'anhydride sulfurique Aux rapports supérieurs, et également aux tem30 pératures supérieures, la dégradation de l'acide détergent est plus rapide et la couleur du produit n'est pas aussi bonne En outre, le goût peut s'en trouver affecté défavorablement, ce qui est important lorsque le produit neutralisé est utilisé dans une préparation orale telle qu'un denti35 frice On introduit 62,7 parties d'alcool laurylique et ,7 parties d'anhydride sulfurique gazeux dans le réacteur à pellicule, le gaz étant à la température ambiante et l'alcool laurylique étant a environ 30 'C Le temps de séjour dans le réacteur est de 0,5 à 10 secondes, généralement de 1 à 5 secondes, par exemple 2 secondes Les gaz résiduaires sont enlevés et le produit liquide résul5 tant, 88,4 parties de mélange d'acide, contient 87,1 parties d'acide lauryl-sulfurique, 0,8 partie d'alcool laurylique et 0,5 partie d'anhydride sulfurique Cette matière est ensuite introduite, dans les deux minutes

qui suivent son retrait de l'appareil de sulfatation ou 10 de sulfonation, dans le neutraliseur à pellicule balayée précédemment mentionné, pour donner un sel détergent neutralisé décrit dans l'Exemple 1.

Au lieu d'utiliser l'alcool laurylique (poids moléculaire = 197), on peut également utiliser divers autres alcools aliphatiques tels que 1 'alcool myristilique et l'alcool cétylique, ainsi que l'alcool laurylique de poids moléculaires 186, et on obtient essentiellement les mêmes résultats Dans ce cas,l'anhydride sulfurique utilisé s'obtient par évaporation d'anhydride sulfurique 20 liquide mais on peut également utiliser de l'anhydride sulfurique catalytique, obtenu par oxydation d'anhydride

sulfureux, et dilué avec de l'air ou de l'azote.

EXEMPLE 3

On sèche un produit provenant de l'Exemple 1 (et/ou 25 de l'Exemple 2) dans un évaporateur à pellicule balayée fonctionnant à la pression atmosphérique, pour obtenir un produit séché contenant 94,0 % de laurylsulfate de sodium, 0,8 % d'huile libre, 0,9 % de sulfate de sodium, J 0,2 % de chlorure de sodium, 0,1 % d'hydroxyde de sodium 30 et 4 % d'eau Dans des variantes de cet essai, on peut

réduire la teneur en humidité à 3, 3,5, 4,5 et 5 %.

Naturellement, des teneurs en humidité supérieures sont également possibles, mais ne sont généralement pas

souhaitables.

L'évaporateur à pellicule balayée utilisé est analogue à celui décrit à la Fig 2 et est en des matériaux de construction essentiellement analogues à ceux du neutraliseur à pellicule balayée, à la différence qu'on peut utiliser pour la paroi de l'évaporateur une matière conductrice de la chaleur, telle qu'un acier allié La charge de solution de sel détergent est introduite dans l'évaporateur à l'aide d'une pompe Moyno, la conduite d'alimen5 tation de la pompe à l'évaporateur étant réchauffée à la vapeur et isolée L'évaporateur fonctionne à la pression atmosphérique, un courant d'air le traversant verticalement de bas en haut La vapeur d'eau de la chemise est sous pression ( 350 kpa au manomètre) et le produit sortant 10 de l'évaporateur est fondu et peut s'écouler, et se trouve

à une température de 105 C.

On introduit 125,3 parties des solutions détergentes neutralisées provenant du neutraliseur à pellicule balayée dans l'évaporateur à pellicule balayée et 25,3 parties d'eau sont enlevées des solutions dans l'évaporateur La vitesse du rotor est de 2600 tours/minute, sa vitesse d'extrémité étant de 9,8 m/seconde Le produit fondu séché tombe sur un rouleau refroidisseur contenant de l'eau à une température d'environ 20 C, afin de refroidir 20 le produit, et les rubans obtenus sont transformés sur un broyeur en flocons de 0,13 mm d'épaisseur et de 1 cm environ de côté La vitesse de production de l'évaporateur

est d'environ 20,5 kg/h de détergent séché.

Le produit obtenu se trouve à une temrérature d'environ 25 25 C ou moins lorsqu'il est retiré du cylindre refroidisseur Il est de couleur blanche, il contient environ 98 % de lauryl-sulfate de sodium, sur base sèche, il donne un p H d'environ 10 en solution aqueuse à 1 % et il a avantageusement une teneur en humidité de 3,5 0,5 % (au-dessous de 2,5 % d'humidité, les flocons ont tendance à être pulvérulents) Les flocons sont stables à la température ambiante et à 37 C et 80 % d'humidité relative, sur une période de

six mois, en ne présentant pas de contamination bactérienne.

Ce sont d'excellents composants de dentifrices de haute qualité et, lorsqu'il sont incorporés dans une formulation de pâte dentifrice du commerce à une concentration de 1,5 % comme seul composant détergent de la pâte dentifrice, ils donnent un produit sucré, de goût agréable et légèrement coloré.

EXEMPLE 4

Au lieu d'utiliser l'acide lauryl-sulfurique, 5 comme dans l'Exemple 1, on neutralise un mélange d'acide Sulframin 1298 ( 98 % d'acide dodécylsulfonique, 1 % de dodécylbenzêne et 1 % d'acide sulfurique) par un procédé analogue à celui de l'Exemple 1 On introduit des proportions équimolaires de l'acide sulfonique et de la solution 10 d'hydroxyde de sodium (de la composition de l'Exemple 1) dans le neutraliseur, le mélange d'acides se trouvant à une température d'environ 34 C et la solution d'hydroxyde de sodium se trouvant à une température d'environ 32 C La vitesse du rotor est de 2350 tours/minute et la pression 15 du réacteur est d'environ 320 102 Pa On n'utilise pas de recyclage à partir du pot de stockage et vers ce pot et la cadence de production est de 51 kg/h Le produit obtenu a un p H d'environ 11,2 et sa teneur en dodécylbenzènesulfonate de sodium est de 63,3 %, le reste étant princi20 palement constitué d'eau, excepté de petites proportions d'alkybenzène, de sulfate de sodium et de chlorure de sodium, comme dans les corps réactionnels Le produit peut s'écouler, il est de couleur clair satisfaisante et est utile comme détergent dans des agents nettoyants et autres 25 compositions dans lesquelles un agent tensio-actif de grande pureté à forte teneur en ingrédient actif de couleur satisfaisante est un composant souhaitable Des réactions identiques peuvent être effectuées avec d'autres acides alkylbenzène-sulfoniques de 10 à 18 atomes de 30 carbone dans le groupe alkyle, par exemple les acides

tridécyl-,tétradécyl-, pentadécyl-, et hexadécyl-benzènesulfoniques.

EXEMPLE 5

On répète le processus de l'Exemple 1, comme 35 dans l'Exemple 4, mais avec l'acide sulfurique de laurylpolyéthoxy-éthanol (avec trois moles d'oxyde d'éthylène par mole) comme acide détergent L'acide sulfurique est R obtenu en faisant réagir l'acool éthoxylé (Neodol R 25-3) avec de l'anhydride sulfurique A partir de cet acide, on obtient un détergent neutralisé à 74,5 % de matières solides en faisant réagir la solution d'hydroxyde de sodium 5 de l'Exemple 1 avec l'acide (alcool laurylique)polyéthoxysulfurique L'acide détergent de départ contient environ 97 % de cet acide, le reste étant divisé à peu près également en huile libre et anhydride sulfurique (ou acide sulfurique) La solution d'hydroxyde de sodium se trouve à 10 une température d'environ 25 C et le mélange d'acides à 43 La vitesse de rotation des balais est de 2400 tours/ minute, la pression du réacteur à pellicule est d'environ 146 102 Pa, et le temps de séjour est d'environ deux secondes Le produit sort du réacteur à une température 15 de 53 C et a une teneur en ingrédient actif d'environ % La couleur du produit est satisfaisante ( 64 Klett pour une solution à 5 %) et le p H, tel quel, est d'environ Ce détergent est légèrement coloré et est utilisé

avantageusement dans des produits cosmétiques et d'hyqiène 20 et des compositions détergentes.

Dans certains cas, on peut utiliser des mélanges des mélanges d'acides des Exemples 1, 4 et 5, soit à deux composants, soit à trois composants, parfois avec des quantités à peu près égales de chaque type Par la mise en 25 oeuvre de tels procédés, on peut obtenir des mélanges souhaités de sels détergents neutralisés, et on peut les concentrer et les solidifier, comme décrit dans l'Exemple 3.

Les divers avantages de l'invention ont été 30 mentionnés et illustrés dans les exemples de travail.

Pour résumer, on peut obtenir des sels détergents de haute qualité par des procédés qui produisent directement de fortes concentrations de tels sels sans sous-produits indésirables Ceci est rendu possible en neutralisant 35 l'acide détergent avec un agent de neutralisation avec tellement peu d'eau (généralement presque en totalité avec l'agent neutralisant) que la solution de sel détergent obtenu a une teneur en sel détergent au-dessus de la plage de gélification de ce produit Les operations coûteuses d'extraction ne sont pas nécessaires pour purifier ces produits et les opérations de concentration peuvent être évitées Les appareils fonctionnent efficacement, en consommant relativement peu d'énergie, et produisent efficacement des produits de haute qualité qui peuvent être utilisés sous forme de liquides ou de solides à forte concentration On peut y parvenir en raison des réactions parfaitement contrôlées qui sont réalisables dans les pellicules minces balayées créées dans ces procédés, qui sont mise en oeuvre très rapidement et empêchent des surconcentrations et des surchauffes indésirables des corps réactionnels et des produits, pouvant provoquer leur dégradation La production des sels détergents neutralisés 15 à forte teneur en ingrédient actif est possible par les procédés de la présente invention en dépit du fait qu'il se forme des gels à des concentrations comprises entre les faibles concentrations normalement disponibles de ces détergents dans les milieux aqueux et les présentes concen20 trations élevées Dans les procédés de l'invention, de tels gels ne se forment pas Cependant, même si le réglage du rapport de charge de l'acide et de la base est perdu, en sorte que des matières de p H élevé ( 13 ou plus) ou de p H faible ( 2 ou moins) sont présentes dans le réacteur en 25 provoquant une augmentation de viscosité, ou si la teneur en eau porte le sel détergent contenu dans le réacteur dans la plage de gélification, les ailettes racleuses débarrassent rapidement le réacteur du produit épaissi ou gel, en permettant un rétablissement des conditions sans 30 interruption du réacteur La pompe péristaltique ne se bloque pas par le gel et par conséquent, un vide appliqué au système n'est pas perdu bien que la pompe soit nettoyée après une production accidentelle de gel (comme cela pourrait se produire pendant des essais expérimentaux). 35 On considère que les procédés de la présente invention sont non évidents et que leur succès est si spectaculaire qu'ils peuvent révolutionner la fabrication de sels détergents neutralisés de haute qualité à forte teneur

en ingrédient actif.

Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre

tel que défini dans les revendications annexées.

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Claims (13)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour neutraliser un acide sulfurique ou sulfonique organique contenant un seul motif d'acide sulfurique ou d'acide sulfonique et un groupe lipophile supérieur ayant de 8 à 20 atomes de carbone dans sa structure molécu5 laire, ou un mélange de tels acides, avec une solution aqueuse d'un agent de neutralisation choisi parmi un hydroxyde de métal alcalin, l'hydroxyde d'ammonium et une alcanolamine en C 1-C 3, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire une solution ou suspension liquide d'agent de neutralisation 10 et un acide sulfurique organique et/ou un acide sulfonique organique à l'état liquide dans une zone réactionnelle à paroi; à former une pellicule de cet agent ou de ces agents de neutralisation et du ou des acides organiques sur une paroi de cette zone; à mettre en contact ladite pellicule contenue 15 dans ladite zone avec un moyen limitant l'accumulation de pellicule, lequel moyen balaie en continu la paroi de la zonede manière à mélanger l'acide et l'agent de neutralisation et à limiter l'épaisseur de la pellicule, de manière à faire réagir ledit agent de neutralisation et ledit acide organique 20 dans la pellicule dans ladite zone pour produire un sel détergent du type sulfate et/ou sulfonate organique neutralisé; à éliminer la chaleur de réaction provenant de la pellicule de manière à maintenir une température dans ladite zone d'au moins 40 C; à retirer ladite pellicule contenant le produit 25 neutralisé de ladite zone réactionnelle sous la forme d'un milieu aqueux pompable contenant 50 à 85 % en poids de matières

solides du ou des sels détergents.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide est choisi parmi un acide alkyl-sulfurique, un 30 acide alkyl(alkoxy inférieur)éther-sulfurique et un acide alkylbenzène-sulfonique, dans lesquels le groupe alkyle a à 18 atomes de carbone, le groupe alkoxy inférieur a 2 ou 3 atomes de carbone et 1 à 5 groupes alkoxy inférieur sont

présents dans l'acide (alkyl supérieur)(alkoxy inférieur) 35 éthersulfurique.

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent de neutralisation est une solution aqueuse

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d'hydroxyde de sodium, l'acide organique est un acide alkylsulfurique ayant 10 à 14 atomes de carbone dans le groupe

alkyle, et le produit neutralisé retiré du réacteur à pellicule balayée contient 60 à 80 % en poids de (alkyl gras supé5 rieur)sulfate de sodium.

4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réacteur est de forme cylindrique et disposé verticalement, le temps de passage dans la zone de réaction est d'environ une a trente secondes, le réacteur à pellicule balayée comprend plusieurs racleurs produisant une agitation et une action de raclage de la paroi dans la zone de réaction,

lesdits racleurs passent à 0,2 à 5 mm de l'intérieur du réacteur, et la température de réaction est de 40 à 70 C.

Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce 15 que la solution aqueuse d'agent de neutralisation et d'acide organique est introduite dans le réacteur par des ouvertures ménagées dans la paroi cylindrique, la pression à laquelle l'agent de neutralisation et l'acide organique sont introduits dans la zone de réaction est suffisamment élevée pour empêcher 20 toute matière se trouvant dans la zone de réaction d'être entrainée hors de cette zone par les ouvertures d'introduction, les racleurs ont la forme de palettes ou de lames qui s'étendent sensiblement sur la hauteur du réacteur, la vitesse des extrémités des palettes des racleurs est de 5 à 25 mètres par seconde et les racleurs tournent autour de l'axe du réacteur cylindrique vertical, les extrémités des palettes

desdits racleurs se trouvant à 0,2 à 3 mm de la paroi intérieure du réacteur.

6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce 30 que le nombre de palettes sur le racleur est de 3 à 5, les palettes sont disposées hélicoidalement dans le réacteur et tournent dans une direction permettant de diriger la matière fluide directement vers le bas à travers le réacteur, une partie au moins des ouvertures de la paroi cylindrique du 35 réacteur se trouve près du sommet, et le réacteur est sous vide. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ouverture de la paroi du réacteur destinée à l'introduction de l'agent de neutralisation se trouve audessus de plusieurs orifices ménagés dans cette paroi, à des hauteurs différentes, pour l'introduction de l'acide organique, et les racleurs tournent à une vitesse des extrémités de 8 à 15 mètres/seconde. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent de neutralisation est une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à une concentration de 20 à 35 % en poids dans l'eau et, telle qu'elle est introduite dans le réacteur, 10 elle est à une température de 30 à 50 C, ledit acide organique est un acide alkylsulfurique en C 10-C 14 qui contient plus de 97,5 % d'acide alkyl-sulfurique en C 10-C 14, moins de 1, 0 % d'anhydride sulfurique et moins de 1,5 % d'alcool n'ayant pas réagi, et est introduit dans le réacteur à une tempéra15 ture de 20 à 40 C, les palettes sont placées à un angle de 2 à 15 par rapport à l'arbre des racleurs de manière à faire descendre la matière dans le réacteur, la vitesse de rotation des palettes est de 2200 à 3200 tours/minute, le jeu entre les extrémités des palettes des racleurs et l'in20 térieur du réacteur est de 0,5 à 1 mm, le temps de passage dans la zone de réaction est de 1 à 10 secondes, la pression dans le réacteur est de 66 à 330 102 Pa, le produit réactionnel est acheminé du réacteur vers une chambre, les vapeurs et les gaz entraînés sont séparés du produit dans cette chambre, et le lauryl-sulfate de sodium produit résultant est retiré de ladite chambre à une température de 45 à 65 C,

le produit retiré contenant 60 à 80 % en poids de laurylsulfate de sedium.

9 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce 30 que l'acide alkylsulfurique en C 10-C 14 introduit dans le réacteur à pellicule balayée est fabriqué dans un réacteur à pellicule par la réaction d'anhydride sulfurique avec un alcanol en C 10-C 14, le rapport molaire de l'anhydride sulfurique audit alcanol étant de 1,00 à 1,07, et ledit acide alkyl-sulfurique est introduit dans le réacteur à pellicule balayée en vue de la neutralisation dans les cinq minutes qui suivent son retrait du réacteur à pellicule dans lequel

il est produit.

Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le sulfate d'alkyle produit provenant du réacteur à pellicule balayée, après séparation des vapeurs et des gaz entraînés, est séché dans un évaporateur à pellicule balayée contenant une chemise chauffée par laquelle l'air de l'évaporateur passe et dans lequel la température de l'alkylsulfate de sodium en C 10-C 14 est portée au-dessus du point d'ébullition de l'eau qui s'y trouve, pour produire un alkylsulfate de sodium en C 10-C 14 contenant, en poids, 10 au moins 92 % d'alkylsulfate de sodium en C 10-C 14 et pas plus de 6 % d'eau, 1,5 % d'alcanol en C 10- C 14 et 2 % de sulfate de sodium, ledit alkylsulfate séché ayant un p H de 9 à 11

en solution à 1 % dans l'eau.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce 15 que l'évaporateur à pellicule balayée fonctionne à la pression atmosphérique, de l'air aspiré passant vers le haut dans l'évaporateur, et le produit séché sortant du réacteur

passe sur un cylindre refroidisseur sur lequel il est transformé en une pellicule solide et est retiré sous forme de 20 flocons, ruban ou feuille solide.

12 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'acide organique est un acide (alkyl supérieur)(alkoxy

inférieur)éther-sulfurique dans lequel le groupe alkyle a 10 à 18 atomes de carbone, le groupe alkoxy inférieur est 25 le groupe éthoxy et 1 à 5 groupes éthoxy sont présents.

13 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la concentration en produit neutralisé dans ledit milieu aqueux pompable est supérieure à la concentration correspondant à la zdne de gélification à la température dudit milieu. 30 14 Appareil de production de sulfate ou sulfonate organique ou d'un mélange de ceux-ci, convenant pour être utilisé comme détergent, caractérisé en ce qu'il comprend 1) un réacteur ( 11, 173) de sulfatation ou de sulfonation à pellicule présentant une paroi intérieure, des moyens ( 13, 35 169) pour diriger une matière organique sulfatable et/ou sulfonable par de l'anhydride sulfurique gazeux, pour produire un acide détergent, sur la paroi intérieure de manière qu'elle s'écoule le long de ladite paroi en une pellicule mobile, et des moyens ( 15, 171) pour acheminer de l'anhydride sulfurique gazeux sur ladite pellicule pour provoquer une réaction avec la matière organique et produire un acide sulfurique ou sulfonique organique ou un mélange de ceux5 ci; 2) un réacteur ( 45, 187) de neutralisation à pellicule balayée comportant une paroi intérieure ( 111), un moyen ( 95) d'agitation de la matière et de raclage de la paroi intérieure, des moyens ( 31 à 44, 47, 49, 185) pour diriger l'acide sulfurique organique et/ou l'acide sulfonique or10 ganique à l'état liquide à l'intérieur du réacteur à pellicule balayée, et des moyens ( 51 à 93, 189) pour acheminer une solution ou suspension liquide d'agent de neutralisation pour l'acide sulfurique organique et/ou l'acide sulfonique organique dans le réacteur à pellicule balayée;

15 et 3) des moyens ( 29, 183) pour acheminer directement dans le réaction de neutralisation à pellicule balayée, en un maximum de cinq minutes, l'acide sulfurique ou sulfonique

organique ou un mélange de ces acides, produit dans le réacteur de sulfatation ou de sulfonation à pellicule.

15 Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un évaporateur ( 201) à pellicule balayée présentant une paroi intérieure, des moyens ( 203, 205, 207) pour chauffer l'intérieur de cet évaporateur, des moyens ( 213) pour agiter la matière et pour racler la 25 paroi intérieure, des moyens ( 209, 211) pour faire passer de l'air à travers cet évaporateur et des moyens ( 197, 199) pour introduire le sulfate et/ou sulfonate organique détergent du réacteur de neutralisation à pellicule balayée

dans l'évaporateur à pellicule balayée.

16 Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un cylindre refroidisseur ( 217) placé de manière à recevoir le sel détergent évaporé produit à partir de l'évaporateur à pellicule balayée, pour transformer ce produit en une pellicule solide, et 35 des moyens pour transformer ladite pellicule solide en

une feuille, ruban ou flocons.