Brevet FR2031434A1 — publié le 19701120

i 2031434 70 05250 et des La présente invention concerne des composa ti-ons^ détergentes/procédés pour les fabriquer. Plus particulièrement, la présente invention concerne des produits alkylés détergents ayant de meilleures propriétés de litre écoulement. Sous un autre aspect, la présente 5 invention concerne des additifs anti-agglomérants pour les sels de métaux alcalins biodégradables d'acides alkyl-aryl-sulfoniques linéaires (c'est-à-dire ayant des groupes alkyle linéaire), l'invention concerne également -un procédé pour incorporer un additif anti-agglomérant dans un produit alkyl détergent et biodégradable 10 de façon à produire un produit alkylé détergent qui, après sulfo-nation et neutralisation, fournit 'un sel de métal alcalin d'acide alfcyl-aryl-sulfonique ayant de meilleures propriétés d'écoulement. Les sels de métaux alcalins d'acides alkyl-aryl-sulfoniques linéaires couramment dénommés SAL, sont très utilisés comme tensio-15 actifs biodégradables de base. Les propriétés de libre écoulement sont un élément essentiel dans la fabrication, la vente et l'utilisation des formes sèches des sels de métaux alcalins d'acides alkyl-aryl-sulfoniques linéaires. L'existence de problèmes concernant la -production de sulfonates s'écoulant librement est connue depuis 20 longtemps, particulièrement pour les sulfonates biodégradables, parce que les sulfonates linéaires biodégradables sont par nature plus sujets à s'agglomérer que les sulfonates non biodégradables. De nombreuses variétés d'additifs arfi-agglomérants ont été utilisées dans le passé pour tenter de résoudre le problème de l'agglomération 25 des sels de métaux alcalins biodégradables d'acides alkyl-aryl-sulfoniques linéaires. On peut se procurer facilement dans le commerce de nombreux agents antiragglomérants que l'on incorpore dans les sels de métaux alcalins d'acides alkyl-aryl-*sulfoniques linéaires en. utilisant des moyens physiques, tel qu'un supporte Cependant, lorsqu'on 30 utilise des additifs anti-agglomérants on doit s'assurer soigneusement que l'additif est dispersé de façon uniforme dans tout le sul-fonate et, qu'en même temps, il ne nuit pas à la couleur ni à l'odeur du sulfonate. Ainsi, de efforts constants ont été réalisés pour découvrir des agents anti-agglomérants pour alkyl-aryl-sulfonates 35 linéaires biodégradables qui donnent aux alkyl-aryl-sulfonates linéaires des propriétés de libre écoulement, tandis qu'en même temps, ?0 05250 2 2031434 ils ne nuisent pas à la couleur et à l'odeur du produit résultant. Les buts de la présente invention sont de fournir - un alkyl-aryl-sulfonate linéaire "biodégradable ayant de meilleures propriétés d'écoulemënt; 5 - un additif anti-agglomérant pour ces sulfonates; - un procédé pour améliorer les propriétés d'écoulement des sels de métaux alcalins d'acides alkyl-benzene-sulfoniques linéaires . D'autres caractéristiques et avantages de la présente inven-10 tion ressortiront de la description qui va suivre, faite à titre explicatif mais nullement limitatif. La présente invfention fournit iune composition détergente active et diodégradable ayant de meilleures propriétés d'écoulement et comprenant un sel de métal alcalin d '-un produit de réaction de environ 15 sulfonation formé par la .cosuifonation d'environ 99,9 à 99,0^/en poids d'un(alkyl linéaire aryle) et de 0,1 à 1,0 fo en poids d'un composé anti —-.agglomérant choisi dans l«e groupe constitué par le naphtalène et les naphtalènes méthylés contenant au plus deux groupes méthyle par molécule. 20 De plus, l'invention fournit un procédé pour améliorer les propriétés d'écoulement de compositions actives détergentes biodégradables, qui comprend le mélange d'environ 0,1 à 1,0% en poids d'un, additif anti — .agglomérant choisi dans, le groupe constitué par le naphtalène et les naphtalènes méthylés contenant au plus deux 25 groupes méthyle par moléexile et d'environ 99,9 à 99,0^ en poids d'un composé (alkyl—line air e)-arylique , la cosulfonation du mélange résultant pour former un sulfonate» la neutralisation du sulfonate résultant par une base soluble dans l'eau, et ensuite la récupération à partir dudit mélange neutralisé d'une composition active ayant de meilleures propriétés d'écoulement. 30 Les propriétés de libre écoulement sont un élément essentiel de la fabrication et de la vente des sels biodégradables de métaux alcalins d'acides alkyl-aryl-sulfoniques linéaire sous forme sèche, tel que le sel de sodium des alkyl-benzène, sulfonates linéaires. Ces sulfonates sont fabriqués en fabriquant tout d'abord un produit 35 d'alkylation destiné à l'obtention de détergents et qui après sulfonation et neutralisation, donne les sels biodégradables de métaux alcalins d'acides alkyl-aryl-sulfoniques à groupes alkyle linéaire, 70 0S250 3 2031434 le produit d'alkylation pour production de détergents et ses sulfonates dérivés peuvent être préparés selon un procédé quelconque déjà connu. On trouvera un tel procédé décrit dans le "brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.316.294 dont l'exposé est partiellement 5 repris ci-dessous. Pour préparer un produit d'alkylation destiné à produire des détergents, on sépare tout d'abord le mélange paraffinique désiré de la source de mélange des paraffines. On peut utiliser tous' procédés convenables pour la séparation du mélange paraffinique. On 10 peut choisir entre les deux procédés préférables qui sont -soit le procédé de formation d'un produit d'addition d'urée, soit le fractionnement sélectif utilisant des tamis moléculaires» lorsque la fraction souhaitée de paraffines a été obtenue, le second stade du procédé compoïte l'halogénation et plus spécialement 15 la chloration de la fraction paraffinique de façon limitée mais bien précise. Après chloration convenable du mélange paraffinique, le mélange de paraffines chlorées est utilisé pour alkyler un type choisi de composé arylique, tel que le benzène, en présence d'un catalyseur d'alkylation, tel que le trichlorure d'aluminium. Après 20 alkylation convenable, le produit d'alkylation destiné à la fabrication de détergents est,récupéré puis transformé en un détergent actif par sulfonation puis formation du sel souhaité. On trouvera décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.316.294 des explications détaillées pour la séparation des précurseurs du pro-25 duit d'alkylation, la chloration des paraffines normales convenables et 1'alkylation du composé arylique. par la paraffine chlorée en présence du catalyseur d'alkylation. Cependant, comme il a déjà été dit, les détergents alkylés produits par 1'alkylation, catalysée par le chlorure d'aluminium, d'un composé arylique avec une paraf-30 fine chlorée, bien qu'ils soient biodégradables, et qu'ils produisent après sulfonation et neutralisation, des sels de métaux alcalins d'acides alkyl-benzène-suifoniques à groupes alkyles linéaires qui sont également biodégradables, présentent des imperiections dan3 leurs propriétés de libre écoulement, qui se traduisent en pra-35 tique par la viscosité, l'agglomération, la formation de blocs et de mottes. La présente invention a pour but de résoudre le problètis des défauts des propriétés de libre écoulement des sels de métaux 70 01250 + 2031434 alcalins des acides alkyl-aryl suifoniques à groupes alkyles linéaires . La Demanderesse vient de découvrir qu'en incorporant environ 0,1 à 1,0 % en poids de naphtalène ou de naphtalènes méthylés, con-5 "enant au plus deux groupes méthyle par molécule, dans environ 99, 9 à 99,0 % en poids d'un produit d'alkylation pour fabrication de détergents biodégradables et en cosulfonant ensuite le mélange résultant, on obtient, après neutralisation du mélange cosulfoné un composé actif ayant de meilleures propriétés d'écoulement. De plus, 10 0n conserve la même amélioration des propriétés d'écoulement dans une composition détergente en utilisant jusqu'à environ 30 $ en poids de composé actif dans la composition détergente résultante. De même, la Demanderesse vient de trouver que, non seulement la teneur en additij/antiragglomérant utilisé doit être bien précise, 15 mais qu'aussi l'additif anti^agglomérant doit être incorporé dans le produit d'alkylation pour fabrication de détergent avant la sulfonation de façon à obtenir les résultats souhaités. On peut uti- L liser comme additif anbi-tagglomérant selon la présente invention tout naphtalène-' méthyle^coSÇenant au plus deux groupes méthyle 20 par molécule. On peut citer à titre d'exemples de tels naphtalènes méthylés : le 2-méthyl-naphtalène, le 3-méthyl-naphtalène, le 4-mé-thyl-naphtalène, le 2,3-diméthyl-naphtalène, le 2,4-diméthyl-naphta-lène, le 2,5-diméthyl-naphtalène et le 2,6-diméthyl-naphtalène. Cependant, des résultats particulièrement remarquables ont été obtenus 25 quand le composé (alkyl linéaire)-arylique, qui est le produit d'alkylation destiné à la fabrication de détergents est un alkyl-benzène dans lequel la partie alkyle linéaire contient environ 10 à 18 atomes de carbone et l'additif antt-agglomérant est le naphtalène, le 2,3-diméthyl-naphtalène ou le 2,6-diméthyl-naphtalène. 30 De plus, la Demanderesse a découvert que, des résultats par ticulièrement satisfaisants sont obtenus lorsque l'additif anti»ag— glomérant est le naphtalène et qu'il est présent à une teneur de 0,5 % en poids de naphtalène pour 99,5 ^ en poids de 1'alkyl-benzène à groupe alkyle linéaire ci-dessus décrit. 35 Comme indiqué'ci-dessus, il est obligatoire que l'agent anti- agglomérant et le composé (alkyl linéaire)-arylique soient mélangés dans les proportions voulues avant la cosulfonation du mélange 70 04250 5 2031434 résultant. lorsque le mélange voulu a été formé, le mélange résultant est alors transformé en détergent actif par sulfonation puis formation des sels souhaités. La sulfonation du mélange de produit d'alkylation pour fabrication de détergent et de l'agent anti-ag-5 glomérant décrit ci-dessus peut être réalisée par n'importe lequel des nombreux procédés classiques utilisant comme agent de sulfonation un oléum, 1'anhydride sulfurique, des mélanges d'anhydride sul-furique et d'anhydride sulfureux, ou l'acide chlorosulfonique Le mélange de l'agent-anti—agglomérant et "du composé (allsyl 10 linéaire)-arylique peut être sulfoné en mettant en contact le mélange à une température ne dépassant pas environ 50°C avec un. courant gazeux contenant moins d'environ 10$ en volume de vapeur d'anhydride sulfurique. Généralement, le stade de sulfonation est réalisé en mettant en contact à un débit pratiquement uniforme un mé-15 lange gazeux constitué d'environ 1 à 4 parties en volume d'anhydride sulfurique et, de façon correspondante, d'environ S9 à 96 parties en volume d'un gaz inerte jouant le rôle de véhicule, envoyé dans ce mélange de produit d'alkylation pour fabrication de détergent et d'agent anti-agglomérant, qui est maintenu à une tempéra-20 ture comprise entre environ 20° et 35°C jusqu'à ce qu'une quantité suffisante d'anhydride suifurique soit mise en contact avec le mélange pour le sulfoner. Lorsque le mélange a été sulfoné, on le neutralise par une base soluble dans l'eau, puis la composition tenaio-active, ayant de meilleures propriétés d'écoulement, est 25 récupérée à partir du mélange neutralisé. Bien que l'on puisse utiliser pour neutraliser le sulfonate produit toute base appropriée contenant un métal alcalin, la Demanderesse préfère utiliser une solution alcaline caustique contenant#du sodium dans laquelle le produit caustique est présent dans la gamme d'environ 5 à 25^ en 30 poids de la solution caustique. Le mélange de l'agent anti-agglomérant et du composé (alkyl linéaire)-arylique, peut également être cosulfoné en mettant en contact le mélange avec un oléum. Des détails sur la cosulfonation du mélange et la préparation ultérieure de ses sels de métaux alcalins seront donnés dans un exemple par-35 ticulier suivant. L'exemple particulier qui va suivre est donné pour mieux illustrer les détails du procédé de l'invention et la nature des BAD OBiGlNA^ 70 0S250 6 2031434 des compositions obtenues dans sa mise en pratique. Cet exemple n'est donné qu'à titre explicatif et nullement limitatif. Toutes les quantités sont données dans cet exemple en partie en poids, sauf indication contraire. 5 EXEMPLE On a réalisé une série d'expériences pour déterminer l'efficacité du naphtalène et des naphtalènes méthylés comme agent anti-agglomérants pour les sels de métaux alcalins d'acides (alkyl linéaire )-aryle-sulfoniques. 10 Diverses quantités de naphtalène ou de naphtalènes méthylés ont été mélangées avec du doiécyl-banzène et le mélange résultant a été cosulfoné à l'aide d'.oléum à 20jé. Le rapport pondéral de l'o-léum au mélange était d'environ 1,25 : 1. La masse réactionnelle a été maintenue à une température d'environ 34°C pendant un tempe 15 suffisant pour permettre la sulfonatioa complète du mélange. La solution acide résultante a ensuite été agitée pendant environ 1 heure à environ 33° C. On a alors ajouté 8$ d'eau à la solution acide pour séparer l'acide épuisé et on a laissé reposer la solution pendant environ l heure. Le mélange aulfoné de l^agent anti-20 agglomérant et du dodécyl-benzène a alors été neutralisé par de la soude à 12 9°. La suspension résultante, qui contenait environ 25$ de produit actif, a été combinée à un support constitué dé sul fate de sodium à 60 $ d'extrait sec et le mélange a été séché au tambour. On a déterminé la viscosité, la couleur et l'odeur de ces 25 paillettes. En plus de l'incorporation d'un additi^aati-agglomérant au produit d'alkylation une série d'expériences a été réalisée dans lesquelles un sel le-sodium de naphtalène sulfoné a été ajouté au dodécylbenzène sulfonate de sodium en les mélangeant tous deux dans 30 un support. Le tableau suivant montre les résultats de ces expériences. 6AD ORIGINAL 70 0S2S0 7 2031434 TJfflLEACT Essai Additif 10 15 20 25 nu 1 pas d'additif 2 2,3-diméthyl-naphtalène 3 2,6-diméthyl-naphtalène 4 2,6-diméthyl-naphtalène 5 naphtalène 6 P-naphtalène sulfonate de Na Pourcentage d'additif 0,5 0,5 2,0 0,5 0,5 Technique d'addition au produit d'alkylation (dit"alkylat) à 1'alkylat à 1"alkylat à 1'alkylat au support Degré de viscosité 9 1 11 1 12 Les résultats ci-dessus montrent clairement qu'en incorporant du naphtalène et des naphtalènes méthylés dans un produit d'alkylation destiné à la fabrication de détergents et en cosulfonant le mélange résultant, on obtient un produit qui, après neutralisation et séchage, possède de meilleures propriétés d'écoulement. De plus, aucun des additifs ci-dessus n'a d'effet nuisible sur la couleur ou l'odeur du dbdécylbenzène-sulfonate de sodium. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variations sans sortir de son cadre. 70 01250 8 2031434 BEVENDICATICTTS 1. Procédé pour améliorer les propriétés d'écoulement d'une composition active détergente et biodégradable, caractérisé en ce que ce procédé comprend : le mélange d'environ 0,1 à 1 ,0 $ en 5 poids d'un additif anti-^gglomérant choisi dans le groupe constitué par le naphtalène et les naphtalènes méthylés contenant au plus 2 groupes méthyle par molécule et d'environ 99,9 à 99,0 $ en poids d'un composant (alkyl-linéaire)-aiylique; la cosulfonation du mélange ainsi obtenue; la neutralisation du produit de cosulfonation 10 par une base soluble dans l'eau, et ensuite la récupération du sulfonate constituant la composition active et présent dans le mélange neutralisé. ' 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit constituant alkyl-aryle est un alkyl-benzène dans lequel 15 la partie alkyle contient 10 à 18 atomes de carbone et le naphtalène méthylé est choisi dans le groupe constitué par le 2,3-diméthyl naphtalène et le 2,6-diméthyl naphtalène. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le constituant alkyl-aryle est le- dodécylbenzène, l'agent 20 anti«ag^Lofflérant est présent à raison de 0,5 $ en poids et est le naphtalène, et la base soluble dans l'eau est une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium contenant d'environ 5 à 25$ en poids d'hydro-xyde de sodium. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait 25 que l'on réalise la cosulfonation en mettant en contact le mélange antJsagg3r£!fflérant et d-e. naphtalène avec de l'oléum à 20$ à une température comprise dans la gamme d'environ 30° à 35°C pendant le temps nécessaire pour que la cosulfonation soit totale. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait 30 que l'on réalise la cosulfonation à une température qui n'est pas supérieure à environ 50°C à l'aide d'un mélange gazeux d'environ 0,1 à 10 fo en volume d'anhydride sulfurique et, en correspondance,-d'environ' 99,9 à 90 parties en volume d'un gaz inerte constituant un support ou un véhicule pendant une période de temps suffisante 35 pour que la cosulfonation soit totale. 70 0S2S0 9 2031434 6. Composition active détergente et biodégradable, ayant de meilleures propriétés d'écoulement, caractérisée par ce qu'elle comprend un sel de métal alcalin d'un produit de réaction de sulfonation formé par la cosulfonation d'environ 0,1 à 1 % en poids 5 d'un agent anti-agglomérant choisi dans le groupe constitué par le naphtalène et les naphtalènes méthylés, contenant au plus deux groupes méthyle par molécule, et d'environ 99,9 à 99 i° en poids d'un (alkyl linéaire)-aryle. 7. Composition active selon la revendication 6, caractérisée 1C par le fait que les naphtalènes méthylés sont choisis dans le groupe constitué par le 2,3-diméthyl-naphtalène et le 2,6-diméthyl-naphtalène. 8. Composition active selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l'agent anti-aggiomérant est le naphtalène et qu'il 15 est présent à raison d'environ 0,5 ^ en poids et que l'alkyl-li- néaire)aryle est un alkyle-benzène dans lequel la partie alkyle est linéaire et contient d'environ 10 à 18 atomes de carbone, et cet alkyl-benzène est présent à une teneur d'environ 99,5 % en poids. 9. Composition active selon la revendication 8, caractérisée 20 en ce que 1*alkyl-benzène à groupe alkyle linéaire est le dodécyl- benzène et le métal alcalin du sel du produit de la réaction de sulfonation est le sodium. .