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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Zusammensetzungen, die ein Hydrofluorpropan einschließen, Diese Zusammensetzungen
sind verwendbar als Kältemittel,
Reinigungsmittel, Treibmittel für
Polyolefine und Polyurethane, Aerosoltreibstoffe, Kältemittel,
Wärmeübertragungsmittel,
gasförmige
Dielektrika, Feuerlöschmittel, Arbeitsfluids
in Kreisprozessen, Polymerisationsmittel, Fluids zur Abtrennung
von Feststoffteilchen, Trägerfluids,
Polier- und Schleifmittel sowie Mittel für die Verdrängungstrocknung.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Fluorierte Kohlenwasserstoffe finden
vielfältige
Anwendungen, von denen eine als ein Kältemittel erfolgt. Derartige
Kältemittel
schließen
Trichlorfluormethan (CFC-11) und Chlordifluormethan (HCFC-22) ein.
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In den letzten Jahren wurde darauf
hingewiesen, dass bestimmte Arten fluorierter Kohlenwasserstoff-Kältemittel,
die an die Atmosphäre
freigesetzt werden, die Ozonschicht der Stratosphäre nachteilig
beeinflussen können.
Obgleich diese Aussage noch nicht vollständig bewiesen wurde, gibt es
im Rahmen eines internationalen Abkommens eine Entwicklung in Richtung
auf die Überwachung
der Verwendung und Erzeugung bestimmter Chlorfluorkohlenstoffe (CFC)
und Fluorkohlenwasserstoffe (HCFC).
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Dementsprechend gibt es eine Forderung
für die
Entwicklung von Kältemitteln,
die über
ein geringeres Ozonausdünnungspotential
verfügen
als die bestehenden Kältemittel
und gleichzeitig noch eine akzeptable Leistung bei Anwendungen in
der Kälteerzeugung
erzielen. Als Austauschstoffe für
CFC und HCFC sind Fluorkohlenwasserstoffe (HFC) vorgeschlagen worden,
da die HFC kein Chlor aufweisen und ihr Ozonausdünnungspotential dementsprechend
Null ist.
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In Anwendungen für die Kälteerzeugung geht ein Kältemittel
oftmals während
des Betriebs durch Leckagen in Wellendichtungen, Schlauchverbindungen,
Lötverbindungen
und gebrochenen Leitungen verloren. Außerdem kann ein Kältemittel
während
der Wartungsarbeiten an der Kälteerzeugungsanlage
an die Atmosphäre
freigesetzt werden. Wenn das Kältemittel
keine reine Komponente oder eine azeotrope oder Azeotrop-ähnliche
Zusammensetzung ist, kann sich die Kältemittelzusammensetzung verändern, wenn
sie ausläuft oder
aus der Kälteerzeugungsanlage
an die Atmosphäre
freigesetzt wird. Die Änderung
in der Kältemittelzusammensetzung
kann dazu führen,
dass das Kältemittel
entflammbar wird oder eine geringe Kälteleistung hat.
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Dementsprechend ist es wünschenswert,
als ein Kältemittel
eine einzige fluorierte Kohlenwasserstoff- oder azeotrope oder Azeotrop-ähnliche
Zusammensetzung zu verwenden, die einen oder mehrere fluorierte Kohlenwasserstoffe
enthält.
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Fluorierte Kohlenwasserstoffe können auch
als Reinigungsmittel oder als Lösemittel
beispielsweise zum Reinigen von, elektronischen Leiterplatten verwendet
werden. Es ist wünschenswert,
dass die Reinigungsmittel azeotrop oder Azeotrop-ähnlich sind,
da bei Arbeiten des Entfettens im Tri-Dampf das Reinigungsmittel im Allgemeinen
redestilliert und für
das abschließende
Abspülreinigen
wiederverwendet wird.
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Azeotrope oder Azeotrop-ähnliche
Zusammensetzungen, die einen fluorierten Kohlenwasserstoff enthalten,
sind auch als Blähmittel
bei der Fertigung von geschlossenzelligem Polyurethan-, Phenolharz- und Thermoplastschaum
verwendbar als Treibmittel in Aerosolen, als Wärmeübertragungsmittel, als gasförmige Dielektrika,
als Feuerlöschmittel,
als Arbeitsfluids in Kreisprozessen, wie beispielsweise Wärmepumpen.
Diese Zusammensetzungen lassen sich auch als inerte Medien für Polymerisationsreaktionen
verwenden, als Fluids zum Entfernen von Feststoffteilchen von Metalloberflächen, als
Trägerfluids,
die beispielsweise verwendet werden können, um einen dünnen Schmiermittelfilm
auf Metallteilen abzuscheiden, oder als Polier- und Schleifmittel
zur Entfernung von Polier- und Schleifmassen von polierten Oberflächen, wie
beispielsweise Metall. Ebenfalls können sie als Mittel für die Verdrängungstrocknung
zur Entfernung von Wasser verwendet werden, wie beispielsweise von
Juwelen oder Metallteilen, als Resistentwickler in konventionellen
Verfahren für die
Schaltkreisherstellung, einschließlich Entwicklungsmitteln vom
Chlortyp, oder als Photoresist-Entferner, wenn sie beispielsweise
mit einem Chlorkohlenwasserstoff verwendet werden, wie beispielsweise
1,1,1-Trichlorethan
oder Trichlorethylen.
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Parrish et al. offenbaren in J. Chem.
Eng. Data 27, 303–306
(1982) Isopropylfluorid/Butan-Systeme die
positive Azeotrope zeigen, wenn auch nur im Zusammenhang mit der
Verbesserung der Octanzahlen von Benzin und ohne eine Lehre über irgendwelche
Eigenschaften als Aerosoltreibmittel. Die WO 95/08603 bezieht sich
auf Mischungen von Fluorkohlenwasserstoffen und die WO 94/11460
offenbart Kältemittelzusammensetzungen,
die Trifluorethan aufweisen. Kältemittelzusammensetzungen,
die Tetrafluorethan aufweisen, wurden in der WO 94/02563 offenbart
und Mischungen von Pentafluorpropan und einem fluorierten Propan waren
der Gegenstand der WO 96/15206.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die Entdeckung bestimmter Zusammensetzungen, in die eine
erste Komponente von Fluorpropan und eine zweite Komponente eines
Kohlenwasserstoffes einbezogen sind. Diese Zusammensetzungen sind
verwendbar als Kältemittel,
Reinigungsmittel, Treibmittel für
Polyolefine und Polyurethane, Wärmeübertragungsmittel,
gasförmige
Dielektrika, Feuerlöschmittel,
Arbeitsfluids in Kreisprozessen, Polymerisationsmittel, als Fluids
zur Entfernung von Feststoffteilchen, als Trägerfluids, als Polier- und
Schleifmittel, Mittel zur Verdrängungstrocknung
und speziell als Aerosoltreibmittel.
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Die Erfindung bezieht sich ferner
auf die Entdeckung bestimmter binärer azeotroper oder azeotropähnlicher
Zusammensetzungen, die wirksame Mengen an Fluorpropan und eine zweite
Komponente eines Kohlenwasserstoffes aufweisen, um eine azeotrope
oder Azeotrop-ähnliche
Zusammensetzung zu erzeugen.
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Die Erfindung bezieht sich ferner
auf die Verwendung bestimmter binärer azeotroper oder Azeotrop-ähnlicher
Zusammensetzungen von Fluorpropan und Butan als Aerosoltreibmittel.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 (als
Vergleich) eine graphische Darstellung für die Kurve des Dampf/Flüssigkeit-Gleichgewichts für Mischungen
von HFC-281ea und Butan;
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2 (als
Vergleich) eine graphische Darstellung der Kurve für das Dampf/Flüssigkeit-Gleichgewicht für Mischungen
von HFC-281ea und Isobutan;
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3 eine
graphische Darstellung der Kurve des Dampf/Flüssigkeit-Gleichgewicht für Mischungen von
HFC-281fa und Butan; und
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4 eine
graphische Darstellung der Kurve des Dampf/Flüssigkeit-Gleichgewicht für Mischungen von
HFC-281fa und Isobutan.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einige der folgenden Zusammensetzungen und Anwendungen der folgenden
Zusammensetzungen:
- (a) 2-Fluorpropan (HFC-281ea)
und Butan; oder HFC-281ea und Isobutan; oder
- (b) 1-Fluorpropan (HFC-281fa) und Butan; oder HFC-281fa und
Isobutan.
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Bestimmte Zusammensetzungen sind
als Kältemittel,
Reinigungsmittel, Treibmittel für
Polyolefme und Polyurethane, Kältemittel,
Wärmeübertragungsmittel,
gasförmige
Dielektrika, Feuerlöschmittel,
Arbeitsfluids für
Kreisprozesse, Polymerisationsmittel, Fluids für die Entfernung von Feststoffteilchen,
Trägerfluids,
Polier- und Schleifmittel und Verdrängungstrocknungsmittel verwendbar,
während
sie alle als Aerosoltreibmittel verwendbar sind. Außerdem betrifft
die vorliegende Erfindung die Entdeckung von azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen
Zusammensetzungen wirksamer Mengen bestimmter Vertreter der vorgenannten
Mischungen zur Erzeugung einer azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen
Zusammensetzung.
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Unter "azeotrope" Zusammensetzung wird eine konstant
siedende Flüssigkeitsmischung
von 2 oder mehreren Substanzen verstanden, die sich wie eine einzige
Substanz verhalten. Eine der Möglichkeiten
zur Kennzeichnung einer azeotropen Zusammensetzung ist die, dass
der durch partielle Verdampfung oder Destillation der Flüssigkeit
erzeugte Dampf die gleiche Zusammensetzung hat wie die Flüssigkeit,
aus der er verdampft ist oder destilliert wurde, d. h. die Zumischung
destilliert/refluxiert ohne Änderung
der Zusammensetzung. Konstant siedende Zusammensetzungen sind gekennzeichnet
als azeotrop weil Sie im Vergleich zu den nicht-azeotropen Mischungen
der gleichen Komponenten entweder einen maximalen oder minimalen
Siedepunkt vorzeigen.
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Unter "Azeotrop-ähnliche" Zusammensetzung wird eine konstant
siedende oder im Wesentlichen konstant siedende, flüssige Zumischung
von 2 oder mehreren Substanzen verstanden, die sich wie eine einzige Substanz
verhalten. Eine der Möglichkeiten
zur Kennzeichnung einer Azeotrop-ähnlichen Zusammensetzung ist
die, dass der durch partielle Verdampfung oder Destillation der
Flüssigkeit
erzeugte Dampf im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung hat wie
die Flüssigkeit,
aus der er verdampft ist oder destilliert wurde, d. h. die Zumischung
destilliert/refluxiert ohne wesentliche Änderung der Zusammensetzung.
Eine andere Möglichkeit zur
Charakterisierung einer Azeotrop-ähnlichen Zusammensetzung ist
die, dass der Dampfdruck beim Blasenbildungspunkt und der Dampfdruck
bei Taupunkttemperatur der Zusammensetzung bei einer speziellen
Temperatur weitgehend gleich sind.
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Auf dem Gebiet gilt als selbstverständlich,
dass eine Zusammensetzung dann Azeotrop-ähnlich ist, wenn 50 Gew.-%
der Zusammensetzung beispielsweise durch Verdampfung oder durch
Abkochen entfernt sind, die Differenz des Dampfdruckes zwischen
der ursprünglichen
Zusammensetzung und der Zusammensetzung, die nach Entfernung von
50 Gew.-% der wsprünglichen
Zusammensetzung zurückbleibt,
kleiner ist als etwa 10%, gemessen in absoluten Einheiten. Unter "absoluten Einheiten" wird das Maß für Druck
verstanden, wie beispielsweise psia, Atmosphären, Bar, Ton, Dynes pro Quadratzentimeter,
Millimeter Quecksilbersäule,
inch Wassersäule
und andere gleichwertige Begriffe, die auf dem Gebiet bekannt sind.
Sofern ein Azeotrop vorliegt, gibt es keinen Unterschied im Dampfdruck
zwischen der wsprünglichen
Zusammensetzung und der Zusammensetzung, die zurückbleibt, nachdem 50 Gew.-%
der ursprünglichen
Zusammensetzung entfernt worden sind.
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In die vorliegende Erfindung sind
daher Zusammensetzungen von wirksamen Mengen von HFC-281fa und Butan;
HFC-281fa und Isobutan; einbezogen, so dass, nachdem 50 Gew.-% einer
wsprünglichen
Zusammensetzung verdampft oder abgekocht worden sind, um eine verbleibende
Zusammensetzung zu erzeugen, die Differenz des Dampfdruckes zwischen
der unsprünglichen
Zusammensetzung und der zurückbleibenden Zusammensetzung
10% oder weniger beträgt.
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Bei Zusammensetzungen, die azeotrop
sind, gibt es in der Regel einen gewissen Bereich von Zusammensetzungen
um das Azeotrop herum, das bei einem mit einem Maximum siedenden
Azeotrop Siedepunkte bei einem bestimmten Druck hat, die höher sind
als die der reinen Komponenten der Zusammensetzung bei diesem Druck;
und die geringere Dampfdrücke
bei einer bestimmten Temperatur haben als die der reinen Komponenten
der Zusammensetzung bei dieser Temperatur; und die bei einem mit
Minimum siedenden Azeotrop Siedepunkte bei einem speziellen Druck
haben, die niedriger sind als die der reinen Komponenten der Zusammensetzung
bei diesem Druck; und die höhere
Dampfdrücke
bei einer bestimmten Temperatur haben als die der reinen Komponenten
der Zusammensetzung bei dieser Temperatur. Siedetemperaturen und
Dampfdrücke oberhalb
oder unterhalb derjenigen der reinen Komponenten werden durch unerwartete
zwischenmolekulare Kräfte
zwischen und unter den Molekülen
der Zusammensetzung hervorgerufen, bei denen es sich um eine Kombination
von Abstoßungs- und Anziehungskräften handeln
kann, wie beispielsweise den Van-der-Waals-Kräften und der Wasserstoffbindung.
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Der Bereich von Zusammensetzungen,
die einen maximalen oder minimalen Siedepunkt bei einem bestimmten
Druck haben oder einen maximalen oder minimalen Dampfdruck bei einer
bestimmten Temperatur haben, kann unter Umständen mit dem Bereich von Zusammensetzungen
koextensiv sein, die eine Dampfdruckänderung von kleiner als etwa
10% haben, wenn 50 Gew.-% der Zusammensetzung verdampft sind. In derartigen
Fällen,
bei denen der Bereich von Zusammensetzungen, die ein Maximum oder
ein Minimum der Siedetemperaturen bei einem bestimmten Druck aufweisen,
oder die ein Maximum oder Minimum der Dampfdrücke bei einer bestimmten Temperatur
aufweisen, breiter ist als der Bereich von Zusammensetzungen, die eine
Dampfdruckänderung
von weniger als etwa 10% haben, wenn 50 Gew.-% der Zusammensetzung
verdampft sind, werden die unerwarteten zwischenmolekularen Kräfte nichtsdestoweniger
insofern als bedeutsam angesehen, dass die Kältemittelzusammensetzungen,
die über
derartige Kräfte
verfügen,
die nicht im Wesentlichen konstant sieden, unerwartete Zunahmen
in der Kapazität
oder der Wirksamkeit gegenüber
den Komponenten der Kältemittelzusammensetzung
zeigen.
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Die Komponenten der Zusammensetzungen,
die in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangen, haben
die folgenden Dampfdrücke
bei 25°C:
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Im Wesentlichen konstant siedende,
azeotrope oder Azeotrop-ähnliche
Zusammensetzungen, die in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung
gelangen, weisen die folgenden auf (alle Zusammensetzungen wurden
bei 25°C
gemessen):
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Für
die Aufgaben der vorliegenden Erfindung wird "wirksame Menge" als diejenige Menge jeder Komponente
der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
festgelegt, die zusammengenommen zur Erzeugung einer azeotropen
oder Azeotrop-ähnlichen
Zusammensetzung führt.
Diese Festlegung schließt
die Mengen jeder Komponente ein, die in Abhängigkeit von dem auf die Zusammensetzung
aufgebrachten Druck variieren können,
so lange die azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen Zusammensetzungen
bei den verschiedenen Drücken
weiter bestehen, allerdings mit möglicherweise verschiedenen
Siedepunkten.
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Eine wirksame Menge schließt daher
die Mengen (die beispielsweise in Gew.-% angegeben sein können) jeder
Komponente der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ein,
die bei anderen Temperaturen oder Drücken, wie sie hierin beschrieben
wurden, azeotrope oder Azeotrop-ähnliche
Zusammensetzungen erzeugen.
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Für
die Aufgaben der vorliegenden Diskussion sollen "aeotrop" oder "konstant siedend" auch "im Wesentlichen azeotrop" oder "im Wesentlichen konstant
siedend" bedeuten.
Mit anderen Worten sind in die Bedeutung dieser Begriffe nicht nur
die vorstehend beschriebenen wahren Azeotrope einbezogen sondern
auch andere Zusammensetzungen, die die gleichen Komponenten in unterschiedlichen
Anteilen enthalten, die bei anderen Temperaturen und Drücken wahre
Azeotrope sind; sowie solche gleichwertigen Zusammensetzungen, die
Bestandteil des gleichen azeotropen Systems sind und in ihren Eigenschaften
Azeotrop-ähnlich
sind. Auf diesem Gebiet gilt als anerkannt, dass es einen Bereich
von Zusanmensetzungen gibt, der die gleichen Komponenten als das
Azeotrop enthält,
die nicht nur weitgehend gleichwertige Eigenschaften für die Kältemittelerzeugung
oder andere Anwendungen zeigen, sondern die auch im Wesentlichen
gleichwertige Eigenschaften zu der wahren azeotropen Zusammensetzung
hinsichtlich konstant siedender Merkmale oder der Neigungen zeigen,
sich beim Sieden nicht zu entmischen oder zu fraktionieren.
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So ist es praktisch möglich, eine
konstant siedende Zumischung, die in Abhängigkeit von den gewählten Bedingungen
unter vielen Erscheinungsformen auftreten kann, durch beliebige
der folgenden verschiedenen Kriterien zu charakterisieren:
- – die
Zusammensetzung kann als ein Azeotrop von A und B definiert werden,
da der bloße
Begriff "Azeotrop" gleichzeitig sowohl
definitiv als auch einschränkend
ist und diese wirksame Mengen von A und B für diese einzige, in Frage kommende
Zusammensetzung erfordert, bei der es sich um eine konstant siedende Zusammensetzung
handelt.
- – dem
Fachmann auf dem Gebiet ist wohl bekannt, dass bei verschiedenen
Drücken
die Zusammensetzung eines vorgegebenen Azeotrops mindestens in einem
gewissen Umfang schwanken wird und dass Änderungen im Druck auch die
Siedetemperatur zumindest in gewissem Umfang ändern. Damit stellt ein Azeotrop
A und B eine Beziehung eines eindeutigen Typs dar, obgleich mit
variabler Zusammensetzung, die von Temperatur und/oder Druck abhängt. Daher
werden oftmals eher Zusammensetzungsbereiche verwendet als konstante
Zusammensetzungen, um Azeotrope zu definieren.
- – die
Zusammensetzung kann als ein spezielles Gewichtsprozentverhältnis oder
als ein Molprozentverhältnis
von A und B definiert werden, obgleich erkannt wird, dass derartige
spezielle Werte lediglich eines der speziellen Verhältnisse
angeben, und dass es in der Praxis eine Reihe derartiger Verhältnisse,
die durch A und B repräsentiert
werden, für
ein bestimmtes Azeotrop gibt, die durch den Einfluss von Druck variiert
werden.
- – ein
Azeotrop von A und B lässt
sich dadurch charakterisieren, dass die Zusammensetzungen als ein
Azeotrop gekennzeichnet werden, charakterisiert durch einen Siedepunkt
bei einem vorgegebenen Druck, so dass kennzeichnende Merkmale ohne
unzulässige
Beschränkung
des Geltungsbereichs der Erfindung durch eine spezielle numerische
Zusammensetzung identifiziert werden, die beschränkt ist durch das verfügbare analytische
Gerät und
nur so genau wie dieses ist.
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Die azeotropen oder Azeotrop-ähnlichen
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung lassen sich nach jedem
beliebigen Verfahren unter Einbeziehung von Mischen oder Vereinigen
der gewünschten Mengen
herstellen. Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, dass die gewünschten
Mengen der Komponente abgewogen und diese danach in einem geeigneten
Behälter
vereinigt werden.
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Speziell bezieht sich die Erfindung
auf eine azeotrope oder Azeotrop-ähnliche Zusammensetzung, die zur
Verwendung als ein Aerosoltreibmittel geeignet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zusammensetzung eine binäre azeotrope oder Azeotrop-ähnliche
Mischung bildet, die bei 25°C
einen höheren
Dampfdruck hat als derjenige der beiden Komponenten und die aus
Folgendem besteht:
- a) 10% bis 99 Gew.-% 1-Fluorpropan
und 1% bis 90 Gew.-% Isobutan, oder
- b) 20% bis 99 Gew.-% 1-Fluorpropan und 1% bis 80 Gew.-% Butan.
Die
Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Verwendung einer azeotropen
oder Azeotropähnlichen
Zusammensetzung als ein Treibmittel in einer Mischung mit einem
oder mehreren Aerosolen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung
eine binäre
azeotrope oder Azeotrop-ähnliche
Mischung bildet, die einen Dampfdruck bei 25°C hat, der größer ist
als der der jeweiligen Komponente und die aus Folgendem besteht:
- c) 10% bis 99 Gew.-% 1-Fluorpropan und 1% bis 90 Gew.-% Isobutan,
- d) 20% bis 99 Gew.-% 1-Fluorpropan und 1% bis 80 Gew.-% Butan,
- e) 20% bis 99 Gew.-% 2-Fluorpropan und 1% bis 80 Gew.-% Isobutan,
oder
- f) 40% bis 99 Gew.-% 2-Fluorpropan und 1% bis 60 Gew.-% Butan.
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Nachfolgend werden spezielle Beispiele
gegeben, die die Erfindung veranschaulichen. Sofern hierin nicht
anders angegeben, sind alle Prozentangaben auf Gewicht bezogen.
Es gilt als selbstverständlich,
dass diese Beispiele lediglich veranschaulichend sind, und in keiner
Weise der Geltungsbereich der Erfindung als einschränkend zu
interpretieren ist.
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BEISPIEL 1
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PHASENUNTERSUCHUNG
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Eine Phasenuntersuchung zeigt, dass
die folgenden Zusammensetzungen insgesamt bei 25°C azeotrop sind.
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BEISPIEL 2
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EINFLUSS VON DAMPFLECKAGE
AUF DEN DAMPFDRUCK BEI 25°C
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Es wurde ein Behälter bei 25°C mit einer Ausgangszusammensetzung
beschickt und der Dampfdruck der Zusammensetzung gemessen. Die Zusammensetzung
ließ man
aus dem Behälter
austreten, während
die Temperatur bei 25°C
so lange konstant gehalten wurde, bis 50 Gew.-% der Ausgangszusammensetzung
entfernt waren, zu welchem Zeitpunkt der Dampfdruck der im Behälter verbleibenden
Zusammensetzung gemessen wurde. Die Ergebnisse sind nachfolgend
zusammengestellt.
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Die Ergebnisse dieses Beispiels zeigen,
dass diese Zusammensetzungen azeotrop oder Azeotropähnlich sind,
da, wenn 50 Gew.-% einer Ausgangszusammensetzung entfernt wurden,
der Dampfdruck der verbleibenden Zusammensetzung innerhalb von etwa
10% des Dampfdruckes der Ausgangszusammensetzung bei einer Temperatur
von 25°C
lag.
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BEISPIEL 3
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KÄLTEMITTELLEISTUNG
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Die folgende Tabelle zeigt die Leistung
verschiedener Kältemittel.
Die Daten beruhen auf folgenden Bedingungen:
| Verdampfertemperatur | 7°C (45°F) |
| Kondensatortemperatur | 54,0°C (130°F) |
| Rücklauf-Gastemperatur | 18,0°C (65°F) |
| Unterkühlungstemperatur | –9°C (15°F) |
| Kompressorwirkungsgrad | 75% |
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BEISPIEL 4
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Dieses Beispiel befasst sich mit
Messungen der Kurven des Flüssigkeit/Dampf-Gleichgewichts
für die Mischungen
in 1 bis 4.
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Bezugnehmend auf 1, stellt die obere Kurve die Zusammensetzung
der Flüssigkeit
dar und die untere Kurve die Zusammensetzung des Dampfes.
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Die Daten für die Zusammensetzungen der
Flüssigkeit
in 1 wurden wie folgt
erhalten. Es wurde ein Zylinder aus rostfreiem Stahl evakuiert und
eine abgewogene Menge von HFC-281ea in den Zylinder gegeben. Der
Zylinder wurde gekühlt,
um den Dampfdruck von HFC-281ea zu verringern, wonach eine abgewogene
Menge Butan in den Zylinder gegeben wurde. Der Zylinder wurde bewegt,
um HFC-281ea und Butan zu mischen, wonach der Zylinder in ein Bad
mit konstanter Temperatur gegeben wurde, bis die Temperatur bei 25°C zum Gleichgewicht
kam, zu welchem Zeitpunkt der Dampfdruck des HFC-281ea und des Butans
im Zylinder gemessen wurde. Zusätzliche
Proben der Flüssigkeit
wurden in der gleichen Weise gemessen und die Ergebnisse in 1 aufgetragen.
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Die Kurve, die die Dampfzusammensetzung
zeigt, wurde unter Verwendung der Zustandsgleichung eines idealen
Gases berechnet.
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In gleicher Weise wurden für die in 2 bis 4 gezeigten Mischungen die Daten des
Dampf/Flüssigkeit-Gleichgewichts
erhalten.
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Die Daten in 1 bis 4 zeigen,
dass es bei 25°C
Bereiche von Zusammensetzungen gibt, die über höhere Dampfdrücke verfügen als
die Dampfdrücke
der reinen Komponenten der Zusammensetzung bei der gleichen Temperatur.
Wie bereits ausgeführt
wurde, können
die höheren
als erwarteten Drücke
dieser Zusammensetzungen zu einer unerwarteten Zunahme der Kälteleistung
und des Wirkungsgrades dieser Zusammensetzungen gegenüber den
reinen Komponenten der Zusammensetzungen führen.
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Die neuartigen Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung, bei denen es sich um azeotrope oder
Azeotrop-ähnliche
Zusammensetzungen handelt, können
zur Kälteerzeugung
durch Kondensieren der Zusammensetzungen und anschließendes Verdampfen
des Kondensats in der Nähe
eines zu kühlenden
Körpers
verwendet werden. Die neuartigen Zusammensetzungen können ebenfalls
zur Erzeugung von Wärme durch
Kondensieren des Kältemittels
in der Nähe
des zu erhitzenden Körpers
und anschließendem
Verdampfen des Kältemittels
verwendet werden.
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Zusätzlich zu Anwendungen der Kälteerzeugung
sind die neuartigen, konstant siedenden oder im Wesentlichen konstant
siedenden Zusammensetzungen der Erfindung auch als Aerosoltreibmittel,
Wärmeübertragungsmittel,
gasförmige
Dielektrika, Feuerlöschmittel,
Treibmittel für
Polyolefme und Polyurethane sowie Arbeitsfluids von Kreisprozessen
verwendbar.
