Detergentes 1 455t36

INGENIERÍA QUÍMICA VI SEMESTRE

Heyner Angulo Rafael Castro Cristian Senior

CONTENIDO 1. Detergentes: 1.1. Propiedades. 1.2. Componentes. 1.3. Tipos de detergente 1.4. Detergentes y jabones 2. Materias primas para producción de detergentes 2.1 Acido sulfúrico 2.1.1 Método de las cámaras de plomo 2.2 Sosa caustica 2.2.1 Producción por electrólisis de soluciones acuosas

2.3 Abrillantador.

2.4 Dodecilbenceno 2.5 Sulfato de sodio 2.6 Trioxido de azufre 2.7 Silicato de sodio 2.8 Tripolifosfato de sodio 3. Proceso de elaboración del detergente 4. Proceso de polimerización del detergente 5. Usos del detergente 6. Principales industrias a nivel nacional e internacional.

¿Que son los detergentes? Pueden deshacer o separar la suciedad que está en la superficie de un objeto.

Tienen la propiedad química de disolver la suciedad o las impurezas de un objeto sin corroerlo.

1.1. PROPIEDADES Humectación: capacidad de mojar más. Penetración: se introduce en las superficies porosas sucias.

Emulsión Suspensión: deja la suciedad o partículas de suciedad en solución.

1.2. COMPONENTES • Rebajan la tensión interfacial,dispersan las partículas sólidas, emulsionan el sucio líquido, etc. SURFACTANTES

• Sirven para ablandar el agua y para blanquear.

• Eliminan polvo, restos orgánicos. Son estabilizadores de espuma; perfumes y colorantes.

AGENTES COADYUVANTES

AGENTES AUXILIARES

1.3. TIPOS DE DETERGENTES • Detergentes ácidos: limpian con rapidez, no dejan machas. Se usan en superficies de mayólicas, cemento o materiales pétreos. • Detergentes alcalinos: Son utilizados para el retiro de carbohidratos, para remover grasas. • Detergentes tensoactivos: facilitan la dilución de las partículas de suciedad en agua.

1.4. DETERGENTES Y JABONES Detergente

Jabón

• Los jabones se fabrican a partir de sustancias naturales y los detergentes de materias primas sintéticas. • Los detergentes trabajan mejor en aguas duras. • Los jabones separan la superficie grasa de un cuerpo, el detergente la solubiliza.

5. USOS DEL DETERGENTE - Se le usa como germicida (antiséptico) ya sea en la casa, clínicas, consultorios u hospitales. - Se usan para limpiar y lavar alfombras o tapetes. - Se puede limpiar superficies. - Se lava todo tipo de ropa cualquiera sea la textura de la tela.

- Eliminar musgo - Manchas de aceite - Desagües - Efectivo control del proceso de lavado y mantenimiento de la maquinaria en la industria alimentaria. - En la industria automotriz para “suavizar” aguas duras y eliminación de capas de grasa en motores.

6. Principales industrias a nivel nacional e internacional Internacionales 1. Unilever - Es una empresa multinacional britániconeerlandesa creada en 1930. - Cuenta con más de 400 marcas, entre ellas: Mimosín, Skip, Cif, Soft, Fab, TRESemmé, Timotei, Axe, Rexona, Dove, Sedal, Pond’s.

2. Procter & Gamble (P&G) Es una empresa estadounidense multinacional de bienes de consumo ubicada en Cincinnati, Ohio; fundada por William Procter y James Gamble en 1837. - Con presencia en más de 160 países, produce y distribuye más de 300 marcas como: Downy, Don Limpio, Ace, Ariel, Salvo, Rindex, Magistral, Wella, Pantene, Herbal Essences, Head & Shoulders (H&S), Koleston, entre otros.

3. Colgate-Palmolive - Es una empresa multinacional presente en 222 países y demarcaciones territoriales dedicada a la fabricación, distribución y venta de productos de higiene bucal, higiene personal y limpieza del hogar.. - Entre sus marcas mas destacadas se encuentran: Ajax, Axión, Fabuloso, Magitel, Suavitel, Vel Rosita, Protex, Palmolive, entre otros.

Nacionales

1.

Detergentes Ltda. o DERSA

- Es una empresa colombiana dedicada a la fabricación y distribución de productos de limpieza creada en 1964. - Entre sus marcas se encuentran: Dersa series, As, Top, Top terra, 1-A, Dorado, Rey, entre otros. - Es pionera en la producción de eco-detergentes.

Impacto Ambiental

EUTRIFICACION

ESPUMAS

2. Materias primas para la producción de detergente

2.1 Ácido Sulfúrico Método de las cámaras de plomo El método más antiguo a partir del que obtenemos ácidos poco concentrados, por lo que actualmente está entrando en una fase de desuso. Utiliza una catálisis homogénea Método de o Más moderno, se caracteriza por el empleo de catalizadores heterogéneos que permiten obtener ácidos muy concentrados.

2.1.1 Método de las cámaras de plomo La corriente de SO2 se introduce en una serie de cámaras de ladrillo cuya cara interna está recubierta por plomo caliente y mezclada con aire y vapor de agua. Dentro de estas cámaras, y gracias al NO2, tienen lugar las siguientes reacciones:

El balance global de estas cuatro reacciones es:

Producción por electrólisis de soluciones acuosas La forma más común de producción de hidróxido de sodio es como solución al 50% por electrólisis de cloruro de sodio. En esta reacción se genera hidróxido de sodio, cloro e hidrógeno de acuerdo con la siguiente ecuación 2NaCl + 2H2O <=> 2NaOH + Cl2 + H2

Producción por reacción de carbonato de sodio con óxido de calcio Se mezcla una solución caliente de carbonato de sodio al 12% con una solución de óxido de calcio. En este proceso precipita carbonato de calcio quedando en solución el hidróxido de sodio de acuerdo a la reacción siguiente: NaCO3+ CaO + H2O => 2NaOH + CaCO3

2.2 Sosa Cáustica

2.2.1 Producción por electrólisis de soluciones acuosas Celdas de diagrama En la celda de diafragma resulta una solución de entre 9% y 12% de NaOH y 18% de NaCl; la solución pasa a concentración por evaporación, donde también se purifica por procedimientos de cristalización fraccionada Celdas de mercurio La celda de mercurio genera directamente la solución de 50% de concentración; el mercurio se retira por centrifugación y posterior cristalización o por paso a través de un sistema de filtración

Proceso de electrólisis

Celdas de membrana

Finalmente en la celda de membrana, en la que se evita la mezcla de electrolitos por la presencia de la membrana, se obtiene una solución de 28% a 35% de NaOH que se concentra luego hasta 50% por acción de evaporadores de película descendente. La solución final que se genera por este procedimiento es muy pura.

2.3 Abrillantadores Son colorantes que absorben luz en la región ultravioleta y violeta (usualmente 340-370 nm) del espectro electromagnético, y re-emiten luz en la región azul (típicamente 420-470 nm). Mejoran la apariencia de color de textiles y papeles, causando un efecto percibido de "blanqueamiento", haciendo que los materiales parezcan menos amarillos al incrementar la cantidad total de luz azul reflejada.

Los químicos mas comunes con estas propiedades son los estilbenos y umbeliferona. Figura 1.

Reacción wittig (obtención de estilbenos). En esta reacción un alimetilhaluro es tratado con una trialquisfosfina, la resultante sal de wittig , reacciona con etoxido de sodio (fig. 1), la cual arranca el hidrogeno acido para dar el iluro correspondiente (nucleofilo bencilo), este nucleofilo reacciona finalmente con un arialdehido (fig. 2) para obtener la oleofina correspondiente(fig. 3).

Figura 2.

Figura 3.

Algunos usos de los abrillantadores ópticos incluyen: • Blanqueadores de detergentes (en vez de agentes azulantes). • Abrillantamiento del papel (interno o en recubrimiento). • Blanqueamiento de fibras (interno, agregado al polímero fundido). • Blanqueamiento de textiles (externo, agregado al terminado fabril).

Empresas que lo producen en Colombia : • • • •

Colorantes y Aditivos de Colombia S.A.S. (Bogota) Masterpigmentos S.A.S Novacolor S.A.S Quimico plasticos

2.4 Dodecilbenceno los alquilbencenos son productos intermedios en la fabricación de detergentes. • Metodo de Obtención del dodecilbeceno: Las fracciones de petróleo se separan por el método de tamices moleculares y se obtienen n-parafinas de la pureza deseada. Las n-parafinas se convierten en n-olefinas por diversos métodos. Las n-olefinas se tratan con benceno, en la presencia de un catalizador ácido, obteniendo el alquilbenceno lineal.

• Un proceso de hidrogenación catalítica a alta temperatura sirve para eliminar impurezas, principalmente azufre • El queroseno libre de azufre se somete al proceso Molex, que emplea zeolitas sintéticas que adsorben las parafinas lineales, excluyendo las parafinas ramificadas y naftenos aromáticos. • Las n-parafinas se separan por el tamaño de la cadena carbonada lineal, según su distinto punto de ebullición.

Obtencion de Nparafinas

Obtenión de nolefinas • las n-parafinas se deshidrogenan catalíticamente formando nmonoolefinas, es decir, n-olefinas con un sólo doble enlace. • Las n-dioleofinas se someten a hidrogenación selectiva para obtener n-monoolefinas en el proceso DeFine. • Tras eliminar las posibles impurezas aromáticas en una unidad PEP, se pasa a la última etapa.

• La elección del catalizador (, HF, o AlCl3) determina la distribución de isómeros producidos. • se emplea el método DetAl (Detergent Alkylate), en un reactor de lecho fijo, por generar menos residuos peligrosos. • Se separa la mezcla en una torre de fraccionamiento para recuperar LAB y otros componentes los alquilatos de elevada masa molecular.

Alquilación de benceno

• Aplicaciones: La totalidad de la producción de LAB se emplea para la obtención de LAS, tras el proceso de sulfonación. El LAS obtenido se emplea para:  Detergentes de lavado de ropa, 70%  Detergentes lavavajillas, 15%  Limpiadores industriales,12%  Limpiadores domésticos,3%

• Industrias:  Peacock Trading LLC ( Miami, Estados unidos).  Detén (Brasil).  Reciaceites (Cali, Colombia).  Huntsman (Mexico).  Venoco (Venezuela).  Quimicam (Mexico).  American Chemical (Uruguay).  Petroquim (Bolivia.

2.6 Sulfato de sodio Es una sal cristalina incolora, conocida como sal sódica de ácido sulfúrico o en su forma natural como thenardita (Na2SO4), altamente soluble en agua e insoluble en solventes orgánicos.

METODOS DE OBTENCION Extracción minera - La mayor parte del sulfato de sodio es obtenido de las sales naturales thenardita, mirabilita, glauberita, astracanita, burcaita. - Son extraídos por remoción directa o por disolución en caliente y posterior extracción mecánica.

Thenardita

Burcaita

Glauberita

Proceso Mannheim

• Se lleva a cabo en un horno rotario de diseño específico • se pueden producir simultáneamente 25 ton/día de sulfato de sodio (97-99.7% másico)

Proceso Hargreaves

- Se hace pasar la mezcla sobre briquetas (colocadas en forma de columna) a muy altas temperaturas - Para 40 toneladas de material se requieren de 15 a 20 días en acción continua para garantizar conversión completa.

Proceso de neutralización

Principales desventajas: - Elevado consumo energético involucrado en las operaciones de reacción y separación. - La velocidad de producción de sulfato de sodio es lenta (el proceso de Hargreaves) - En la extracción minera se usan solventes agresivos con el medio ambiente (en algunos casos).

Silicato de Sodio • Vidrio soluble, compuesto inorgánico producido a partir de arena de sílice de alta pureza SiO2 y carbonato de sodio Na2CO3, para obtenerlo, se usan diferentes proporciones de estos compuestos y se fusionan en hornos a altas temperaturas, dando lugar a una variedad de silicatos de sodio con diferentes propiedades físicas y químicas

• 𝑵𝒂𝟐 𝑪𝑶𝟑 + 𝑺𝒊𝑶𝟐

𝑵𝒂𝟐 𝑺𝒊𝑶𝟑 + 𝑪𝑶𝟐

3. Proceso de elaboración del detergente. • Para la elaboración se utilizan las materias primas que conforman el proceso, la elaboración puede variar de una planta a otra, pero generalmente consta de las etapas mostradas en el siguiente esquema: • -síntesis de alquilbencenos. • Sulfunación de alquilbencenos. • -neutralización. • Agregado de aditivos. • Secado.

Reduccion humedad del 30% al 10% Eliminar aglomerados

• Después de obtener el detergente en polvo, se procede a realizar un tamizado, donde se separan los productos muy pequeños reenviándolos al slurry*, se agregan las sustancias aromáticas termolábiles.

• Slurry: suspensión pastosa que se produce después de haber mezclado los aditivos con el detergente.