EP1934301A1 - Composition a base d'hydrofluorocarbures - Google Patents

Composition a base d'hydrofluorocarbures

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Publication number
EP1934301A1
EP1934301A1 EP06808250A EP06808250A EP1934301A1 EP 1934301 A1 EP1934301 A1 EP 1934301A1 EP 06808250 A EP06808250 A EP 06808250A EP 06808250 A EP06808250 A EP 06808250A EP 1934301 A1 EP1934301 A1 EP 1934301A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
hfc
composition
difluoromethane
propene
Prior art date
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Ceased
Application number
EP06808250A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Laurent Caron
Agnès TAMIN
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Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1934301A1 publication Critical patent/EP1934301A1/fr
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • C09K5/045—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen

Definitions

  • the present invention relates to a composition based on HydroFluoroCarbures (HFC), suitable for use in refrigeration.
  • HFC HydroFluoroCarbures
  • the azeotrope consisting of 48.8% by weight of chlorodifluoromethane
  • HCFC-22 or R-22 chloropentafluoroethane
  • CFC-15 chloropentafluoroethane
  • HCFC HydroChloroFluoroCarbure
  • a ternary mixture consisting of 44% by weight of pentafluoroethane (HFC-125), 52% by weight of 1, 1, 1 trifluoroethane (HFC-143a) and 4% by weight of 1, 1, 1, 2 tetrafluoroethane (HFC-134a), known as R404A was used to replace R-502.
  • HFC-125 pentafluoroethane
  • HFC-143a 1, 1, 1 trifluoroethane
  • R404A 1, 1, 1, 1, 2 tetrafluoroethane
  • non-azeotropic composition comprising 10 -90% by weight of difluoromethane (HFC-32), 10-90% by weight of HFC-125, 10-60% by weight of propene (HC-1270), 10- 90% by weight of HFC-134a and containing up to 20% by weight of impurities is known from CN 1 183451 A.
  • a refrigerant composition replacing HCFC-22, containing from 10 to 25% by weight of HFC-32, from 20 to 60% by weight of HFC-125, from 20 to 60% by weight of HFC-134a and from 2 to - 5% by weight of a hydrocarbon or a hydrocarbon mixture having 3 to 5 carbon atoms is described in JP 2004- 175998.
  • US 2004/0061091 discloses a mixture, replacing HCFC-22, consisting of 20-60% by weight of HFC-134a, 40-70% by weight of HFC-125, 1 -10% by weight of HFC-32 and 1-8% of a hydrocarbon mixture.
  • the object of the present invention is to provide a composition that can be used as a refrigerant and that meets the desire for a lower environmental impact.
  • the present invention therefore has as its first object a composition comprising 15 - 25% by weight of difluoromethane (HFC-32), 50 - 60% by weight of pentafluoroethane (HFC-125), 15 - 25% by weight of 1, 1, 2 tetrafluoroethane (HFC-134a) and 1 - 3% by weight of propene (HC-1270).
  • composition according to the present invention preferably comprises 17 - 23% by weight of difluoromethane (HFC-32), 50 - 58% by weight of pentafluoroethane (HFC-125), 20 - 25% by weight of 1, 1, 1, 2 tetrafluoroethane (HFC-134a) and 1 - 3% by weight of propene (HC-1270).
  • HFC-32 difluoromethane
  • HFC-125 pentafluoroethane
  • HFC-134a 1, 1, 1, 1, 2 tetrafluoroethane
  • propene HC-1270
  • the composition according to the present invention comprises 19-21% by weight of difluoromethane (HFC-32), 53-58% by weight of pentafluoroethane (HFC-125), 21-23% by weight of 1.1-1, 2 tetrafluoroethane (HFC-134a) and 1 - 3% by weight of propene (HC-1270).
  • HFC-32 difluoromethane
  • HFC-125 pentafluoroethane
  • HFC-134a 2 tetrafluoroethane
  • propene HC-1270
  • the present invention also relates to a composition refrigerant according to the first object. It also relates to the use of refrigerant replacing the R-404A.
  • the following table gives for each of the formulations the cooling capacity (CAPA), namely the quantity of cold produced (kJ) per unit of volume sucked (m 3 ), the COP (ratio of the cold power to the power absorbed by the fluid compressor), the condensing pressure (bar) and the GWP.
  • CAA cooling capacity
  • kJ quantity of cold produced
  • m 3 volume of volume sucked
  • COP ratio of the cold power to the power absorbed by the fluid compressor
  • bar condensing pressure
  • compositions of this invention have similar performances (COP, CAPA) to those of R-404A, higher than those of R-22 for a GWP much lower than that of R-404A and of the same order of magnitude as that of R-22.
  • pressure levels remain consistent with those of R-404A equipment.

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Abstract

La présente invention a pour but de fournir une composition, apte à être utilisée comme fluide frigorigène et qui répond au souhait d'un moindre impact environnemental. La composition selon la présente invention comprend de 15 - 25 % en poids de difluorométhane (HFC-32), 50 - 60 % en poids de pentafluoroéthane (HFC-125), 15 - 25 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane (HFC-134a) et 1 - 3 % en poids de propène( HC-1270).

Description

COMPOSITION A BASE D'HYDROFLUOROCARBURES
La présente invention concerne une composition à base d'HydroFluoroCarbures (HFC), apte à être utilisée en réfrigération. L'azéotrope constituée de 48,8 % en poids de chlorodifluorométhane
(HCFC-22 ou R-22) et de 51 ,2 % en poids de chloropentafluoroéthane ( CFC -1 15) , connue sous la dénomination R-502, a été largement utilisé comme fluide frigorigène dans les réfrigérateurs de grandes surfaces ( supermarché). En raison de l'effet néfaste causé par les composés chlorés à la couche d'ozone, ce produit, membre de la famille des ChloroFluoroCarbures (CFC), est maintenant interdit dans de nombreux pays. Il a été remplacé par l'HydroChloroFluoroCarbure (HCFC) 22 ou des mélanges comprenant l'HCFC-22 pour les équipements existant. Il a été remplacé par des mélanges à base d'HydroFluoroCarbure pour les équipements neufs. Ainsi, un mélange ternaire constitué de 44 % en poids de pentafluoroéthane (HFC-125), 52 % en poids de 1 ,1 ,1 trifluoroéthane (HFC-143a) et de 4 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane ( HFC-134a), connu sous la dénomination R404A a été utilisé pour remplacer le R-502.
Toutefois, devant la sévérité croissante des règlements au niveau environnemental, il est souhaitable de proposer un remplaçant du R-404A car son GWP (global warming potential) égal à 3260 le place parmi les fluides frigorigènes HFC de dernière génération ayant le plus d'effet intrinsèque sur le réchauffement de la planète.
Par ailleurs, une composition non azéotropique comprenant 10 -90% en poids de difluorométhane (HFC-32), 10- 90 % en poids de HFC-125, 10-60 % en poids de propène (HC-1270) , de 10 -90% en poids de HFC-134a et pouvant contenir jusqu'à 20 % en poids en impuretés est connue du document CN 1 183451 A .
Une composition frigorifique, en remplacement du HCFC- 22, contenant de 10 - 25 % en poids de HFC-32, de 20 - 60 % en poids de HFC- 125, de 20 - 60 % en poids de HFC-134a et de 2 - 5 % en poids d'un hydrocarbure ou d'un mélange d'hydrocarbure ayant de 3 à 5 atomes de carbone est décrite dans le document JP 2004- 175998.
Le document US 2004/0061091 décrit un mélange, en remplacement de HCFC-22 , constitué de 20-60 % en poids de HFC-134a, de 40-70 % en poids de HFC-125, de 1 -10 % en poids de HFC-32 et de 1 -8 % d'un mélange d'hydrocarbure.
La présente invention a pour but de fournir une composition, apte à être utilisée comme fluide frigorigène et qui répond au souhait d'un moindre impact environnemental. La présente invention a donc pour premier objet une composition comprenant 15 - 25 % en poids de difluorométhane (HFC- 32), 50 - 60 % en poids de pentafluoroéthane (HFC-125), 15 - 25 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane (HFC-134a) et 1 - 3 % en poids de propène( HC-1270).
La composition selon la présente invention comprend de préférence 17 - 23 % en poids de difluorométhane (HFC- 32), 50 - 58 % en poids de pentafluoroéthane (HFC-125), 20 - 25 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane (HFC-134a) et 1 - 3 % en poids de propène( HC-1270).
Avantageusement, la composition selon la présente invention comprend 19 - 21 % en poids de difluorométhane (HFC- 32), 53 - 58 % en poids de pentafluoroéthane (HFC-125), 21 - 23 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane (HFC- 134a)et 1 - 3 % en poids de propène( HC-1270).
La présente invention a également pour objet un fluide frigorigène de composition selon le premier objet. Elle a en outre pour objet l'utilisation du fluide frigorigène en remplacement du R-404A.
Exemples
Nous avons comparé les performances de mélanges R-32/125/1270/134a à celle du R-22 et celles du R-404A sur le cycle de production frigorifique suivant
Température d'évaporation -40°C
Température de condensation +30°C Sous-refroidissement 5K
Surchauffe 25 K
Les compositions testées de notre invention sont données par le tableau suivant
Le tableau suivant fournit pour chacune des formulations la capacité frigorifique (CAPA), à savoir la quantité de froid produit (kJ) par unité de volume aspiré(m3), le COP (rapport de la puissance froid à la puissance absorbée par le fluide au compresseur), la pression de condensation (bar) et Ie GWP.
On peut observer que les compositions de cette invention ont des performances (COP, CAPA) similaires à celles du R-404A, supérieures à celles du R-22 pour un GWP nettement moindre que celui du R-404A et du même ordre de grandeur que celui du R-22. En outre, les niveaux de pression restent adaptés à ceux d'un équipement R-404A.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Composition comprenant 15 - 25 % en poids de difluorométhane (HFC- 32), 50 - 60 % en poids de pentafluoroéthane (HFC-125), 15 - 25 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane (HFC-134a) et 1 - 3 % en poids de propène( HC-1270).
2) Composition selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'elle comprend 17 - 23 % en poids de difluorométhane (HFC- 32), 50 - 58 % en poids de pentafluoroéthane (HFC- 125), 20 - 25 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane (HFC-134a) et 1- 3 % en poids de propène( HC-1270).
3) Composition selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'elle comprend 19 - 21 % en poids de difluorométhane (HFC- 32), 53 - 58 % en poids de pentafluoroéthane (HFC- 125), 21 - 23 % en poids de 1 ,1 ,1 ,2 tétrafluoroéthane (HFC-134a)et 1 - 3 % en poids de propène( HC-1270).
4) Fluide frigorigène selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.
5) Utilisation du fluide frigorigène selon la revendication 4 en remplacement du R-404A.
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