BR112014018886B1

BR112014018886B1 - usos de um meio de refrigeração para refrigeração em ambiente de alta temperatura

Info

Publication number: BR112014018886B1
Application number: BR112014018886-6A
Authority: BR
Inventors: Roland Kalb
Original assignee: Proionic Gmbh
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2021-05-25
Also published as: KR101621184B1; HK1202570A1; US20150007963A1; PH12014501742A1; PH12014501742B1; BR112014018886A8; CA2861775A1; JP2017110229A; KR20140119732A; AU2012367944B2; US10677532B2; AU2012367944A1; US20160138876A1; CN104080880A; MX2014008635A; CN104080880B; JP6559167B2; EP2809739B1; PE20142105A1; MX367572B

Abstract

LÍQUIDOS IÔNICOS PARA REFRIGERAÇÃO EM AMBIENTE DE ALTA TEMPERATURA. A presente invenção refere-se a meio de refrigeração compreendendo um líquido iônico com um teor de hidrogênio de 0% a 8,5% em peso e sua utilização.

Description

[0001] A presente invenção se refere a líquidos iônicos, os quais são úteis para refrigeração em ambiente de alta temperatura.

[0002] De acordo com a literatura geralmente aceita, um líquido iônico é um sal no estado líquido, em particular uma massa fundida de um sal de baixo ponto de fusão, por exemplo, com um ponto de fusão igual ou inferior a 100 °C (veja, por exemplo, Wasserscheid, Peter; Welton, Tom (Eds.); "Ionic Liquids in Systhesis", Wiley-VCH 2008; ISBN 978-3-527-31239-9). No entanto, deve ser notado que a temperatura de fusão de < 100 °C é escolhido arbitrariamente.

[0003] Tais líquidos iônicos podem apresentar algumas caracterís ticas muito interessantes, por exemplo, com uma pressão de vapor praticamente não mensurável muito baixa, uma grande gama de líquidos, boa condutividade elétrica e interessantes características de dissolução. Estas características tornam líquidos iônicos propensos a diversas aplicações, por exemplo, como solventes (por exemplo, na síntese orgânica ou inorgânica, catálise por metais de transição, biocatá- lise, reações multifásicas, fotoquímica, síntese de polímeros e nano- tecnologia), agente de extração (por exemplo, extração líquido-líquido ou líquido-gasoso, remoção de enxofre durante o processamento do petróleo bruto, remoção de metais pesados durante o processamento da água e extração de membrana líquida), eletrólitos (por exemplo, em baterias, células combustíveis, capacitores, células solares, sensores, galvanoplastia, processamento de metal eletroquímico, síntese eletro- química e nanotecnologia), lubrificantes, géis, reagentes para síntese orgânica, na assim chamada “química verde” (por exemplo, como substituição para compostos orgânicos voláteis), aditivos antiestáticos, aplicações específicas na análise química (por exemplo, cromatografia em fase gasosa, espectrometria de massa, eletroforese de zona capilar), cristais líquidos, para armazenar e libertar hidrogênio, como ter- mofluidos, por exemplo, como meio de refrigeração etc..

[0004] No documento US 2009/314460, um processo para fundi ção de tira é descrito usando um molde de viagem que é refrigerado por um líquido de refrigeração, em que o líquido de refrigeração é metal líquido ou líquido iônico, em que líquidos iônicos são definidos como um grupo de sais compostos de cátions orgânicos e principalmente ânions inorgânicos que geralmente têm um ponto de fusão abaixo de 100 °C.

[0005] No documento WO 2010/136403, líquidos iônicos para utili zação como um meio de refrigeração são descritos. Descreve-se que líquidos iônicos são exclusivamente compostos de íons (cátions e ânions) e são sais que são líquidos a temperaturas inferiores a 100 °C sem os sais serem dissolvidos em um solvente tal como água. Cátions de acordo com o documento WO 2010/136403 incluem imidazólio, pi- ridínio, pirrolidínio, guanidina, urônio, tiourônio, piperidínio, morfolínio, fosfônio ou amônio, cujos cátions adicionalmente podem ser alquilados e ânions incluem sulfatos, fosfatos, halogenetos, ânions fluorados como tetraflúorborato, hexaflúorborato, triflúoracetato, triflúormetanossul- fonato e hexaflúorfosfato, sulfonatos, fosfinatos ou tosilatos.

[0006] Sabe-se que os líquidos iônicos não têm virtualmente ne nhumapressão de vapor e são, portanto, geralmente não inflamáveis abaixo do seu elevado ponto de decomposição térmica de até 300 °C e ainda mais. Quando aquecidos acima de sua temperatura de decomposição térmica, no entanto, eles formam produtos gasosos, de decomposição molecular, que são inflamáveis. Em experiências de combustão, pode ser visto, que um líquido iônico típico começa a queimar depois que a fase de massa atingiu a temperatura do ponto de inflamação e que, em muitos casos, a combustão apenas continua, se é determinada uma entrada de calor externo bastante elevada a partir de uma fonte de calor. Isto está em contraste com os líquidos moleculares convencionais: por exemplo, óleo mineral pode ser inflamado a temperaturas de aproximadamente 80 a 100 ° C, que é muito abaixo do seu ponto de decomposição térmica, porque o óleo mineral tem uma pressão de vapor e forma uma fase de gás inflamável a esta temperatura. Conforme descrito no documento WO2010136403A1, líquidos iônicos não formam uma mistura altamente explosiva de hidrogênio e oxigênio (gás de detonação ou gás oxi-hidrogênio) quando em contato com superfícies de água quente (redutoras) ou fusões quentes (redutoras) a temperaturas acima de aproximadamente 500°C. Isso está em contraste com a água, que ainda é largamente utilizada como agente de refrigeração. Inconvenientes dos líquidos iô- nicos em contraste com a água podem ser a maior viscosidade no intervalo de tipicamente cerca de 10 a cerca de 100 mPas a 20 °C e uma capacidade de calor específica de aprox. 50 a 75% de água.

[0007] Em suma, meios de refrigeração líquidos iônicos geralmen tesão superiores a água ou termo óleos como agentes de refrigeração em termos de segurança. No entanto, se os líquidos iônicos são aquecidos acima de seu ponto de decomposição térmica, eles ainda formam produtos gasosos inflamáveis ou não inflamáveis, o que levará a um aumento ou mesmo aumento perigoso da pressão em um sistema de refrigeração fechado. No caso de um efluxo, por exemplo, acidental rompimento de uma tubulação em, por exemplo, um metal fundido que vai causar pulverização pesada ou mesmo pequenas explosões.

[0008] É uma tarefa da presente invenção reduzir ou mesmo supe rar a formação de produtos de decomposição gasosos em meios de refrigeração líquidos iônicos para evitar os inconvenientes acima descritos.

[0009] De acordo com a presente invenção, verificou-se inespera- damente que os meios de refrigeração que compreendem líquidos iô- nicos com 8,5% em peso de hidrogênio ou menos mostram deposição catódica muito mais baixa, ou mesmo praticamente nenhuma ou comportamento de reação explosiva em contraste com líquidos iônicos (e outros meios de refrigeração), com maior teor de hidrogênio. O termo “hidrogênio” denota átomos de hidrogênio ligados a outros átomos, por exemplo, átomos de carbono, sendo parte dos ânions líquidos iônicos ou cátions ou sendo parte de subprodutos ou aditivos iônicos ou moleculares, mas não o hidrogênio gasoso. O conteúdo de átomos de carbono ou outros átomos que formam produtos de combustão volátil, como enxofre, nitrogênio, flúor ou cloro, parece ser de menor importância, como foi verificado por investigações experimentais.

[00010] Em um aspecto, a presente invenção proporciona um meio de refrigeração, por exemplo, para a aplicação em ambiente de alta temperatura, compreendendo um líquido iônico com um teor de hidrogênio de 0% a 8,5%, tal como 0% a 7% em peso, por exemplo, 0% a 6,5% em peso.

[00011] Um meio de refrigeração proporcionado pela presente invenção é também aqui designado como “meio de refrigeração de (de acordo com) a presente invenção”. Um meio de refrigeração que compreende um líquido iônico pode ser um meio de refrigeração que consiste em um líquido iônico. Um líquido iônico fornecido pela presente invenção como um meio de refrigeração é também aqui designado como “líquido iônico de (de acordo com) a presente invenção”.

[00012] O termo “líquido iônico”, tal como aqui utilizado, por exemplo, em um processo da presente invenção, inclui sais com temperaturas de fusão de até 250 °C, por exemplo, < 100 °C e > 100 °C, mas < 250 °C; preferencialmente < 100 °C e mais preferencialmente inferior à temperatura ambiente.

[00013] O termo “líquido iônico”, como aqui usado, inclui igualmente todos os sais orgânicos líquidos e misturas de sais que consistem em cátions inorgânicos e ânions orgânicos ou ânions inorgânicos. Além disso, sais adicionais com cátion inorgânico e ânion orgânico ou inorgânico podem ser dissolvidos no líquido iônico, contendo, mas definitivamentenão se limitando ao ânion idêntico ou ânions idênticos, como encontrado no líquido iônico básico. Além disso, os aditivos podem ser dissolvidos no líquido iônico, por exemplo, pequenas quantidades des-tes, como retardadores de chama.

[00014] Em um aspecto adicional, a presente invenção proporciona um meio de refrigeração de acordo com a presente invenção, que compreende ainda sais dissolvidos com cátions inorgânicos e ânions orgânicos ou inorgânicos, e/ou retardadores de chama dissolvidos.

[00015] A natureza química de cátions e ânions que formam o líquidoiônico em um meio de refrigeração de acordo com a presente invenção é menos importante. Cátions e ânions apropriados são tais que formam líquidos iônicos com um teor de hidrogênio de não mais do que 8,5%, por exemplo, 0% a 8,5%.

[00016] A seguir, o termo “radicais” designa grupos alquila, alquila perfluorada, alquenila, alquinila, arila, aralquila ou heteroarila possuindo 1 a 8 átomos de carbono, como C1-C4-alquila, C2-C4-alquenila, C2-C4-alquinila, fenila, benzila ou heteroarila, de preferência alquila. Por razões de clareza, deve ser mencionado que, no presente pedido de patente, o termo C1-C4-alquila ou termos similares é uma anotação abreviada para C1-alquila (metila), C2-alquila (etila), ..., C4-alquila (n- butila, isobutila, terc-butila) ou termos semelhantes. Em geral, são preferidas cadeias ramificadas, que se mostraram superiores em relação a cadeias lineares.

[00017] Em um líquido iônico de acordo com a presente invenção, de preferência o cátion é selecionado a partir de imidazólio, benzimi- dazólio ou fosfônio, opcionalmente e preferivelmente sendo substituído por C1 a C4 alquila, por exemplo, incluindo 1,3-dialquilimidazólio, 1,2,3-trialquilimidazólio, 1,3-dialquilbenzimidazólio, 1,2,3- trialquilbenzimidazólio, cátions tetra-alquilfosfônio, em que de preferência alquila independentemente é C1 a C4 alquila.

[00018] De acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção, o cátions é um amônio quaternário, fosfônio, piridínio, pirrólio, piperidínio, pirrolidínio, morfolínio, (benz)imidazólio ou pirazólio

[00019] De acordo com outra forma de realização exemplar da presente invenção, o cátion é um amônio quaternário, ou um cátion de fosfônio quaternário. De acordo com outra forma de realização exemplar do método, o cátion compreende 1 a 4 radicais como descritos acima.

[00020] De acordo com outra forma de realização exemplar da presente invenção, o cátion é um do grupo que consiste em piridínio, pir- rólio, por exemplo, em que um radical está ligado ao átomo de nitrogênio e/ou um a três radicais estão ligados a átomos de carbono do anel de carbono.

[00021] De acordo com outra forma de realização exemplar da presente invenção, o cátion é um do grupo que consiste em piperidínio, pirrolidínio e morfolínio, por exemplo, em que um ou dois radicais estão ligados ao átomo de nitrogênio e/ou os três de um a quatro radicais estão ligados a átomos de carbono do anel de carbono.

[00022] De acordo com outra forma de realização exemplar da presente invenção, o cátion é um do grupo que consiste em (benz)imidazólio e pirazólio, por exemplo, em que um respectivo de um a quatro radicais está ligado a cada átomo de nitrogênio e/ou um a três dos um a quatro radicais estão ligados a átomos de carbono do anel de carbono. Por razões de clareza, deve ser notado que no caso de mais do que um átomo de nitrogênio, um primeiro radical pode ser ligado a um primeiro átomo de nitrogênio e um segundo radical pode ser ligado a um segundo átomo de nitrogênio.

[00023] De acordo com outra forma de realização exemplar da presente invenção, o cátion é de preferência um do grupo que consiste em tetrametilamônio, tetraetilamônio, trietilmetilamônio, tetrabutilamô- nio, tributilmetilamônio, 1,3-dimetilimidazólio, 1,3-dietilimidazólio, 1- butil-3-metilimidazólio, 1,2,3-trimetilimidazólio, 1-etil-3-metilimidazólio, 1-etil-2,3-dimetilimidazólio metilimidazólio, dimetilbenzimidazólio, trimetilbenzimidazólio, dimetilbenzimidazólio e metilbenzimidazólio, 1-propil-2,3-dimetilbenzimidazólio.

[00024] De acordo com outra forma de realização exemplar da presente invenção, o cátion é de preferência um do grupo de N-Butil-N- Metilpirrolidínio, N-Propil-N-Metilpirrolidínio, N-etil-N-Metilpirrolidínio, N, N-Dimetilpirrolidínio, metilpirrolidínio, Propilpirrolidínio, Metilmorfolínio, N-Propil-N-metilmorfolínio, N-Etil-N-Metilmorfolínio, N,N-Dimetilmorfolínio, N-terc-Butil-N-metilmorfolínio, Metilmorfolínio, N-iso-Propil-N-Etilmorfolínio, Propilmorfolínio, N-terc-Butil-N-Etilmorfolínio, N-Butil-N-Metilpiperidínio, N-Propil-N-Metilpiperidínio, N-Etil-N-Metilpiperidínio, Dimetilpiperidínio, Metilpiperidínio, Propilpiperidínio, Propilamônio, Dimetil-di-iso-Propilamônio, Metil-tri-iso-Propilamônio, trimetil-terc-Butilamônio, Dimetil-di-terc-Butilamônio, metil-tri-terc-Butil- amônio, Trimetil-iso-Propilfosfônio, Dimetil-di-iso-Propilfosfônio, Metil- tri-iso-Propilfosfônio, Trimetil-terc-Butilfosfônio, Dimetil-di-terc- Butilfosfônio, Metil-tri-terc-Butilfosfônio.

[00025] Em outro aspecto, a presente invenção proporciona um meio de refrigeração de acordo com a presente invenção, em que o cátion do líquido iônico é selecionado a partir de imidazólio, por exemplo, C1-C6 alquil-imidazólio, tal como 1-etil- ou 1-butilimidazólio, em que o anel de imidzalolila opcionalmente é substituído por alquila, por exemplo, C1-C4 alquila, tal como metila.

[00026] Em outro aspecto, a presente invenção proporciona um meio de refrigeração de acordo com a presente invenção, em que o cátion do líquido iônico é selecionado a partir de imidazólio, benzimi- dazólio ou fosfônio, opcionalmente independentemente substituído por C1 a C4 alquila, perflúor C1 a C4 alquila e/ou ciano, por exemplo, um ou mais grupos ciano.

[00027] Ânions em um líquido iônico de acordo com a presente invenção incluem ânions comuns em química de líquido iônico. De preferência, a fórmula química do ânion contém três ou menos átomos de hidrogênio, mais preferivelmente os ânions estão completamente livres de hidrogênio. De preferência, os ânions compreendem elementos hetero, tais como halogênio, O, N, S, Si, B, P, um elemento metálico, tal como Fe, Sb, Sn, Cu, Mo, Al, Zn, Co, Ni, Mn, W, V ou Ti; estes hetero elementos podem formar (mas não estão limitados a) ânions complexos uns com os outros, por exemplo, os elementos metálicos referidos acima com halogênio, SCN-, CN-, N (CN)2- ou ligantes contendo O, ou qualquer outro ligante livre de hidrogênio.

[00028] Ânions adequados incluem, por exemplo, flúor; cloreto; brometo; tiocianato; dicianamida; hexaflúorfosfato; sulfato; fosfato; fosfato de hidrogênio; di-hidrogeno fosfato; fosfonato HPO32-, fosfonato de hidrogênio H2PO3-; sulfamato H2N-SO3-, metanossulfonato, dimetilfos- fato, dimetilfosfonato, dietilfosfato, dietilfosfonato, tetraflúorborato, tri- fluormetanossulfonato, triflúoracetato de bis(trifluormetilsulfonil)imida, tris(trifluormetilsulfonil)metida, fosfato de alquila flúorsa, por exemplo, tris(pentafluoretil)triflúorfosfato, metilsulfato, etilsulfato, tetracianobora- to, carboranos, por exemplo, alquil-spiroboratos ou bis(oxalato)borato ou bis(malonato)borato, borato tetra-substituído, por exemplo, da fórmula

[00029] em que Ri a R1, independentemente um do outro, são flúor ou resíduos orgânicos, inorgânicos, alifáticos ou alifáticos perfluora- dos, aromáticos heteroaromáticos ou aromáticos perfluorados ou hete- roaromáticos, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáticos compreendendo 5 a 10 átomos de carbono, compreendendo opcionalmente um ou mais hete- roátomos e/ou opcionalmente substituídos por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo; sulfonato orgânico, por exemplo, da fórmula

[00030] em que Rmé um resíduo orgânico, inorgânico, alifático ou alifático perfluorado, aromático, heteroaromático ou aromático perfluo- rado ou heteroaromático, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáticos compreendendo de 5 a 10 átomos de carbono, opcionalmente compreendendo um ou mais heteroátomos e/ou opcionalmente substituídos por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo;

[00031] sulfato orgânico, por exemplo, da fórmula

[00032] em que Rmé um resíduo orgânico, inorgânico, alifático ou alifático perfluorado, aromático heteroaromático ou aromático perfluo- rado ou heteroaromático, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáticos compreendendo de 5 a 10 átomos de carbono, opcionalmente compreendendo um ou mais heteroátomos e/ou opcionalmente substituídos por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo;

[00033] carboxilato, por exemplo, da fórmula

[00034] em que Rné um resíduo orgânico, inorgânico, alifático ou alifático perfluorado, aromático, heteroaromático ou aromático perfluo- rado ou resíduo heteroaromático, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáticos compreendendo 5 a 10 átomos de carbono, que opcionalmente compreende um ou mais heteroátomos e/ou opcionalmente substituído por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo; (fluoralquil)flúorfosfatado, por exemplo, da fórmula

[00035] em que Ro a Ru independentemente um do outro são flúor ou um resíduo orgânico, inorgânico, alifático ou alifático perfluorado, aromático, heteroaromático ou aromático perfluorado ou heteroaromá- tico, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduosaromáticos ou heteroaromáticos compreendendo 5 a 10 átomos de carbono, que opcionalmente compreende um ou mais heteroáto- mos e/ou opcionalmente está substituído por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo; fosfato orgânico da fórmula

[00036] em que Rmé um resíduo orgânico, inorgânico, alifático ou alifático perfluorado, aromático, heteroaromático ou aromático perfluo- rado ou heteroaromático, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáticos, compreendendo 5 a 10 átomos de carbono, que opcionalmente, compreende um ou mais heteroátomos e/ou que é opcionalmente substituído por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo; e em que Rn é hidrogênio ou um resíduo orgânico, inorgânico, alifático ou alifático perfluorado, aromático, heteroaromático ou aromático perfluorado ou heteroaromático, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáticos compreendendo de 5 a 10 átomos de carbono, que opcionalmente compreende um ou mais heteroátomos e/ou opcionalmente substituído por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo; fosfonato orgânico da fórmula

[00037] em que Rmé um resíduo orgânico, inorgânico, alifático ou alifático perfluorado, aromático, heteroaromático ou aromático perfluo- rado ou heteroaromático, por exemplo, resíduos alifáticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáticos compreendendo 5 a 10 átomos de carbono, que opcionalmente compreende um ou mais heteroátomos e/ou é opcionalmente substituído por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogêneo;

[00038] e em que Rné hidrogênio ou um resíduo orgânico, inorgânico,alifático ou alifático perfluorado, aromático, heteroaromático ou aromático perfluorado ou heteroaromático, por exemplo, resíduos alifá- ticos que compreendem 1 a 4, resíduos aromáticos ou heteroaromáti- cos compreendendo 5 a 10 átomos de carbono, que opcionalmente compreende um ou mais heteroátomos e/ou opcionalmente substituídos por um ou mais grupos funcionais livres de hidrogênio ou halogê- neo.

[00039] Em uma forma de realização preferida da presente invenção, um ânion inclui sulfatos, fosfatos, sulfonatos, boratos, halogene- tos, por exemplo, fluoretos, como SiF6, tetraflúorboratos, ou cloretos, por exemplo, tetracloroferrat-(III), cujos ânions são opcionalmente alquilados, por exemplo, por C1-C8 alquila, incluindo C1-C8 alquila ha- logenado, tal como triflúormetila, ou arilado, por exemplo, por grupos fenila, por exemplo, incluindo C1-C4 alquilsulfatos, como metilsulfato, etilsulfato, C1-C6 dialquilfosfatos, como dietilfosfato, C1-C4 alquilsul- fonatos em que alquila é opcionalmente halogenado, por exemplo, flu- orado, tal como metanossulfonato, triflúormetanossulfonate, SiF62-, ha- logenado, por exemplo, boratos fluorados, por exemplo, tetraflúorbora- to, fosfatos arilados, por exemplo, trifenilfosfato, ferratos, como te- tracloroferrato-(III); por exemplo dietilfosfato, trifenilfosfato, metanos- sulfonato, trifluormetanossulfonato, metilsulfato, etilsulfato, SiF62-, te- tracloroferrat-(III) e/ou tetraflúorborato.

[00040] Líquidos iônicos de acordo com a presente invenção podem ser preparados como apropriado, por exemplo, em conformidade, por exemplo, analogamente a um método conhecido, por exemplo, como descrito na técnica anterior. Processos para a preparação de líquidos iônicos são conhecidos, por exemplo, a partir de Wasserscheid, Peter; Welton, Tom (Eds.); “Ionic Liquids in Synthesis”, Wiley-VCH 2008; ISBN 978-3-527-31239-9; Rogers, Robin D.; Seddon, Kenneth R. (Eds.); “Ionic Liquids - Indstrial Applicatins to Green Chemistry”, ACS Symposium Series 818, 2002; ISBN 0841237891 e numerosas referências aí citadas.

[00041] Verificou-se que os líquidos iônicos de acordo com a presente invenção têm um ponto de inflamação elevado. Em outro aspecto, a presente invenção proporciona um meio de refrigeração de acordo com a presente invenção, em que o líquido iônico tem um ponto de inflamação de pelo menos 200°C, tal como 250°C, determinado de acordo com DIN ISO 2592.

[00042] De preferência, um líquido iônico de acordo com a presente invenção tem um ponto de fusão baixo, por exemplo, entre -20 °C e abaixo de 40 °C.

[00043] Em outro aspecto, a presente invenção proporciona um meio de refrigeração de acordo com a presente invenção, em que o líquido iônico tem um ponto de fusão de 40 °C ou menos, tal como 20°C e menos, por exemplo, 0 °C e menos, tal como -20 °C e menos.

[00044] Um meio de refrigeração da presente invenção compreendendolíquidos iônicos com baixo teor de hidrogênio é particularmente útil em termos de utilização segura por causa da baixa reatividade, baixo volume de chama e baixa explosividade em um ambiente de alta temperatura, principalmente quando em contato com fusões ou superfícies de alta temperatura.

[00045] Um meio de refrigeração da presente invenção é particularmenteútil para as seguintes aplicações: • refrigeração de dispositivos técnicos em ambientes de alta temperatura (500 °C a 2000 °C) como uma substituição de água ou fluidos de refrigeração à base de água ou como uma substituição de refrigeração com base em líquidos orgânicos - chamados termo óleos - por exemplo, parafinas e naftenos, óleos minerais, alquil-benzenos, benzil- e dibenziltoluenos, bifenilas, difeniléteres, terfenilas, terfenilas parcialmente hidrogenadas, quaterfenilas, triariléteres, alquilnaftalinas, polialquilenoglicóis, ésteres de elevado ponto de ebulição, óleos de silício, a fim de impedir a formação de reações de decomposição ex-plosiva com consequências destrutivas ou mesmo devastadoras no caso de falhas técnicas, erros humanos, desastres naturais e acidentes. • Em particular, refrigeração de fornos metalúrgicos e seus agregados; refrigeração de equipamentos metalúrgicos em geral na produção e transformação de metais, ligas metálicas e compostos in- termetálicos, manuseio de cinzas e escórias, incluindo a produção e processamento de silício, metais refratários e compostos intermetáli- cos com boro, carbono, nitrogênio e silício. Eletrólise de sal fundido para a produção de, por exemplo, alumínio ou sódio. • Refrigeração de fornos e agregados na indústria de produção de vidro e cerâmica. • Refrigeração de fornos e agregados na indústria de produção de cimento. • Refrigeração de reatores e agregados em gaseificação de matéria orgânica e matérias-primas biológicas. • Refrigeração de fornos e agregados em instalações de in-cineração, incluindo a incineração de gás residual, por exemplo, por pós-combustão e refrigeração de cinzas e escórias. • Refrigeração de reatores e agregados em usinas nucleares. • Refrigeração das câmaras de combustão e agregados em usinas térmicas convencionais.

[00046] Em outro aspecto, a presente invenção fornece a utilização de um meio de refrigeração de acordo com a presente invenção para a refrigeração de: • dispositivos técnicos em ambiente de alta temperatura, • fornos metalúrgicos e seus agregados, • fornos e agregados na indústria produtora de vidro e cerâmica, • fornos e agregados na indústria de produção de cimento, • refrigeração dos reatores e agregados na gaseificação de matéria orgânica e matérias-primas biológicas, • fornos e agregados em unidades de incineração, • reatores e agregados em usinas nucleares, • câmaras de combustão e agregados em usinas térmicas convencionais.

Exemplo 1

[00047] 5 kg de cobre fundido foram mantidos em um pequeno for no metalúrgico a uma temperatura constante a 1200 °C. Todos os cuidados profissionais conhecidos para um especialista no campo da metalurgia foram levados em conta, por exemplo, coifa, roupas de segurança à prova de fogo e capacete, cortinas à prova de fogo, etc. Os fluidos de teste líquidos iônicos foram bombeados com um fluxo constante de 1 mL/s através de um capilar de %" de aço inoxidável para dentro da fusão de cobre. A saída de capilares de aço foi imersa no cobre fundido diretamente sobre o fundo do cadinho, que é a pior posição em relação às possíveis reações explosivas. As experiências foram filmadas e observadas por uma equipe de especialistas do sector metalúrgico. Sua atenção visual e acústica foi focada especialmente na deposição catódica da fusão de cobre, reatividade explosiva e o volume de chama. Estes parâmetros foram avaliados pelos números a seguir: Reatividade: 0 - 5 0 = deposição catódica não observável, liberação de gás ou evaporação explosiva 5 = deposição catódica muito pesada, liberação de gás ou evaporação explosiva Volume de chama: 0 - 5 0 = sem chamas observáveis 5 = volume de chama muito grande Índice de referência: óleo mineral “Castrol HDX”, veja a tabela Resultados:

[00048] Na Tabela 1 a seguir, a composição de líquidos iônicos, suas fórmulas de soma, o teor calculado em % em peso de átomos de carbono “C”, átomos de hidrogênio “H” e outros átomos de “Z”, que podem formar produtos de combustão gasosos, a temperatura T-Inicial para a decomposição em ar medido por um equilíbrio térmico (de acordo com a norma DIN 51007), o ponto de inflamação (de acordo com a norma DIN ISO 2592) e as classificações para a reatividade (RA) e o volume da chama (FV). Os %s de peso individuais listados são baseados no peso molar total da composição. Z = outros átomos que formam produtos de combustão gasosos, por exemplo, N, S, F, Cl, exceto O. EMIM é 1-Etil-3-metilimidazólio e BMIM é 1-Butil-3- metilimidazólio. Tabela 1

[00049] Os resull tados da Tabela 1 acima mostram os resultados para uma série de líquidos iônicos, que foram escolhidos devido a seus pontos de decomposição térmica/pontos de inflamação muito elevados e baixos pontos de fusão (todas são líquidos à temperatura ambiente, exceto EMIM-metanossulfonato e Bmim-octilsulfato com um ponto de fusão de 34 a 35 °C). A partir da Tabela 1, fica evidente que a reatividade RA e o volume de chama FV diminuem com a diminuição do teor de hidrogênio, mesmo que aumente o teor de outros átomos que formam produtos de combustão gasosos. Além disso, pode ser visto que um teor de hidrogênio de 9,26% mostra uma nítida distinção com relação a RA e FV com o composto da presente invenção, em que o teor de hidrogênio é inferior a 8,5%. Por exemplo, RA reativida- de diminui de 3,5 do composto com um teor de hidrogênio de mais do que 8,5% (9,26%) pelo menos a 3 (diminuição de cerca de 14%) para 1 (diminuição de cerca de 71%) de líquidos iônicos da presente invenção. Da mesma forma, o volume da chama diminui de 3,5 do composto com um teor de hidrogênio de mais do que 8,5% (9,26%) a pelo menos até 2 (redução de cerca de 43%) para 1 (diminuição de cerca de 71%) dos líquidos iônicos da presente invenção.

[00050] Na lista abaixo, são indicados Líquidos Iônicos com relação à técnica anterior: • Bai, Liguang; Zhu, Jiqin; Chen, Biaohua; Li, Chengyue; Fei, Weiyang; Huagong Xuebao (Edição chinesa) (2010), 61(12), 3037-3043. • Zhang, M. M.; Reddy, R. G.; Transactions of the Institu tions of Mining and Metallurgy, Section C: Mineral Processing and Extractive Metallurgy (2010), 119(2), 71-76. • Nieto de Castro, Carlos A.; Langa, Elisa; Morais, Ana L.; Lopes, Manuel L. Matos; Lourenço, Maria J. V.; Santos, Fernando J. V.; Santos, M. Soledade C. S.; Lopes, Jose N. Canongia; Veiga, Helena I. M.; Macatrao, Mafalda; et al; Fluid Phase Equilibria (2010), 294 (1-2), 157-179. • Szarvas, Laszlo; Gerhard, Dirk; Oehlenschlaeger, Steffen; Alemany, Aurelie; Ger. Offen. (2010), DE 102009051087 A1 20100506 • Franca, Joao M. P.; Nieto de Castro, Carlos A.; Matos Lopes, Manuel; Nunes, Valentim M. B.; Journal of Chemical & Engineering Data (2009), 54 (9), 2569-2575. • Zhang, Mingming; Reddy, Ramana G.; ECS Transactions (2007), 2(28, Energy Systems for the Twenty-First Century: Opportunities for Applications of Solar, and Conversion Technologies), 27-34. • Van Valkenburg, Michael E.; Vaughn, Robert L.; Williams, Margaret; Wilkes, John S.; Thermochimica Acta (2005), 425 (1-2), 181188. • Olbert, Gerhard; Mattke, Torsten; Fiene, Martin; Hut- tenloch, Oliver; Hammon, Ulrich; Ger. Offen. (2004), DE 10316418 A1 20041021 • Van Valkenburg, Michael E.; Vaughn, R. Larry; Williams, Margaret; Wilkes, John S.; Proceedings - Electrochemical Society (2002), 2002-19 (Molten Salts XIII), 112-123.

Claims

1. Uso de um meio de refrigeração, caracterizado pelo fato de que é para refrigeração de dispositivos técnicos em ambiente de alta temperatura, sendo que o dispositivo apresenta um temperatura de 500°C a 2000°C, e sendo que o meio de refrigeração compreende um líquido iônico com um teor de hidrogênio de 0% a 8,5% em peso.

2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de refrigeração apresenta um teor de hidrogênio de 0% a 7% em peso.

3. Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o meio de refrigeração apresenta um teor de hidrogênio de 0% a 6,5% em peso.

4. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico apresenta um ponto de inflamação de pelo menos 200 °C, determinado de acordo com a norma DIN ISO 2592.

5. Uso, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico apresenta um ponto de inflamação de pelo menos 250 °C, determinado de acordo com a norma DIN ISO 2592.

6. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico apresenta um ponto de fusão de 40 °C e menos.

7. Uso, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico apresenta um ponto de fusão de -20 °C e menos.

8. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o cátion do líquido iônico é selecionado a partir de amônio, fosfônio, piridínio, pirrólio, piperidínio, pirroli- dínio, morfolínio, (benz)imidazólio ou pirazólio.

9. Uso, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o cátion do líquido iônico é selecionado a partir de imidazó- lio, benzimidazólio ou fosfônio, opcionalmente, independentemente substituído por C1 a C4 alquila, perflúor C1 a C4 alquila e/ou por cia- no.

10. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o ânion do líquido iônico compreende um hetero elemento.

11. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o ânion do líquido iônico contém três átomos de hidrogênio ou menos, em particular, é livre de hidrogênio.

12. Uso, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o ânion do líquido iônico é selecionado a partir de dietilfosfato, trifenilfosfato, metanossulfonato, trifluormetanossulfo- nato, metilsulfato, etilsulfato, SiF62-, tetracloroferrat-(III) e/ou tetraflúor- borato.

13. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda sais dissolvidos com cátions inorgânicos e ânions orgânicos ou inorgânicos.

14. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda retardadores de chama dissolvidos.

15. Uso de um meio de refrigeração, que compreende um líquido iônico com um teor de hidrogênio de 0% a 8,5% em peso, caracterizado pelo fato de que é para refrigeração de: - fornos metalúrgicos e seus agregados, - fornos e agregados na indústria de produção de vidro e cerâmica, - fornos e agregados na indústria de produção de cimento, - fornos e agregados em unidades de incineração, - reatores e agregados em usinas nucleares, - câmaras de combustão e agregados em usinas térmicas convencionais; sendo que o meio de refrigeração pode entrar em contato com uma fusão a alta temperatura ou uma superfície com uma tempe-ratura de 500 °C a 2000 °C.