ES2741435T3 - Composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica de clorometano - Google Patents

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Abstract

Composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica que comprende clorometano, fluoruro de hidrógeno y al menos uno o varios compuestos elegidos entre el 3,3,3-trifluoropropeno, el E/Z-1,1,3,3,3-pentafluoropropeno, el E/Z-1,2,3,3,3- pentafluoropropeno, el 1,1-difluoroetano y el E-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica de clorometano
La presente invención se refiere a composiciones cuasi-azeotrópicas o azeotrópicas que comprenden clorometano.
Los fluidos a base de compuestos halógenocarbonados han encontrado numerosas aplicaciones en campos industriales variados, principalmente como fluidos de transferencia de calor, propulsores, agentes espumantes, agentes hinchantes, dieléctricos gaseosos, medio de polimerización o monómero, fluidos de soporte, agentes para abrasivos, agentes de secado y fluidos para unidad de producción de energía.
Se da particular importancia a los fluidos que tienen un impacto pequeño sobre el medioambiente.
El documento US 2008/0051612 describe un procedimiento de separación entre e1HF y una fluoroolefina. El documento US 2012/0261252 describe un procedimiento de separación del HFO-1234yf y de1HF por destilación azeotrópica. El documento EP0495543 describe composiciones azeotrópicas que comprenden 1,1,1,2-tetrafluoroetano y cloruro de metilo. El documento US 7.629.397 describe composiciones que comprenden cloruro de metilo.
La ventaja de utilizar fluidos azeotrópicos o cuasi-azeotrópicos es que no se fraccionan durante el procedimiento de evaporación y que actúan (casi) como un cuerpo puro. Sin embargo, es difícil de identificar nuevos fluidos que respondan a estas características, ya que los azeótropos no son previsibles.
La invención se refiere así a una composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica que comprende clorometano, fluoruro de hidrógeno y al menos uno o varios compuestos elegidos entre el 3,3,3-trifluoropropeno, el E/Z-1,1,3,3,3-pentafluoropropeno, el E/Z-1,2,3,3,3,-pentafuoropropeno, el 1,1-difluoroetano y el E-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.
El término “cuasi-azeotrópico” tiene un sentido amplio y está destinado a incluir las composiciones que son estrictamente azeotrópicas y las que se comportan como una mezcla azeotrópica.
Una mezcla es azeotrópica cuando la presión en el punto de rocío es igual a la del punto de formación de burbujas, lo que significa que la composición del vapor es igual a la del líquido condensado.
Una mezcla se considera como cuasi-azeotrópica cuando la diferencia de presión entre la presión en el punto de rocío y la presión en el punto de formación de burbujas es inferior o igual a 5% en base a la presión en el punto de formación de burbujas.
Según un modo de realización, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, bien (de) 0,5 a 70% en moles de clorometano y de 99,5 a 30% en moles de al menos un compuesto elegido entre el 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, el 1,1-difluoroetano, el 3,3,3-trifluoropropeno y el 1,1,1,2-tetrafluoroetano, o bien (de) 55 a 95% en moles de clorometano y (de) 45 a 5% en moles de al menos un compuesto elegido entre el 1,1,1,2,2-pentafluropropano, el E/Z-1,1,3,3,3-pentafluoropropeno, el E/Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno y el E-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.
Según un modo de realización preferido, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, clorometano, preferentemente de 10 a 50% molar, y al menos compuesto(s) elegido(s) entre el 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, el 3,3,3-trifluoropropeno, el E/Z-1,1,3,3,3-pentafluoropropeno, el E/Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno y el E-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, preferentemente representando el 2,3,3,3-tetrafluoropropeno 50 a 90% molar.
Según un modo de realización particularmente preferido, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 10% a 45% en moles de clorometano y (de) 90% a 55% en moles de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno.
En un modo de realización, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 0,5% a 50% en moles de clorometano y (de) 95,5% a 50% en moles de 1,1,1,2-tetrafluoretano.
En otro modo de realización, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 35% a 65% en moles de clorometano y (de) 65% a 35% en moles de 3,3,3-trifluoropropeno.
Según un modo de realización, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 60% a 90% en moles de clorometano y (de) 40% a 10% en moles de 1,1,1,2,2-pentafluoropropano.
Según otro modo de realización, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 55% a 85% en moles de clorometano y (de) 45% a 15% en moles de E/Z-1,1,3,3,3-pentafluoropropeno.
Según una posibilidad ofrecida por la invención, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 60% a 90% en moles de clorometano y (de) 40% a 10% en moles de E/Z-1,2,3,3,3-pentafluropropeno.
En un modo de realización, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 5% a 70% en moles, preferentemente de 10 a 60% molar de clorometano y (de) 95% a 30% en moles, preferentemente 40 a 90% molar de 1,1,-difluoroetano.
En otro modo de realización, la composición comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 65% a 95% en moles de clorometano y (de) 35% a 5% en moles de E-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.
Según la invención, la composición comprende fluoruro de hidrógeno.
Según una posibilidad ofrecida por la invención particularmente preferida, la composición según la invención comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 20% a 45% en moles de HF, 5% a 20% en moles de clorometano y 35% a 70% en moles de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno.
Según un modo de realización, la composición según la invención comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 15% a 45% en moles de HF, 35% a 60% en moles de clorometano y 15% a 30% en moles de 1,1,1,2,2-pentafluoropropano.
Según otro modo de realización, la composición según la invención se caracteriza por que comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 15% a 45% en moles de HF, 1% a 30% en moles de clorometano y 30% a 85% en moles de 1,1-difluoroetano.
Según un modo de realización, la composición según la invención comprende, preferentemente consistente esencialmente en, (de) 15% a 40% en moles de HF, 40% a 70% en moles de clorometano y 10% a 30% en moles de E/Z-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.
Según otro modo de realización, la composición según la invención tiene una temperatura de ebullición comprendida entre -40°C a 70°C a una presión comprendida entre 1 y 15 bares.
La invención se refiere igualmente a la utilización de un fluido que comprende la composición según la invención como fluido de transferencia de calor, propulsores, agentes espumantes, agentes hinchantes, dieléctricos gaseosos, medio de polimerización o monómero, fluidos de soporte, agentes para abrasivos, agentes de secado y fluidos para una unidad de producción de energía.
Preferentemente, la invención se refiere a la utilización de un fluido que comprende la composición según la invención como fluido de transferencia de calor en una instalación de refrigeración o bomba de calor.
La invención se refiere igualmente a una instalación de transferencia de calor que comprende un circuito de compresión de vapor que contiene un fluido que comprende una composición según la invención como fluido de transferencia de calor o que contiene un fluido de transferencia de calor tal como se ha descrito anteriormente.
Según un modo de realización, la instalación se elige entre las instalaciones móviles o estacionarias de calentamiento por bomba de calor, de climatización y principalmente de climatización de automóviles o de climatización estacionaria centralizada, de refrigeración, de congelación y los ciclos de Rankine; y que es preferentemente una instalación de climatización.
La invención se refiere igualmente a un procedimiento de calentamiento o de enfriamiento de un fluido o de un cuerpo por medio de un circuito de compresión de vapor que contiene un fluido de transferencia de calor, comprendiendo dicho procedimiento sucesivamente la evaporación del fluido de transferencia de calor, la compresión del fluido de transferencia de calor, la condensación del fluido de transferencia de calor y la expansión del fluido de transferencia de calor, en el que el fluido de transferencia de calor es un fluido que comprende una composición según la invención.
Por “fluido de transferencia de calor” se entiende un fluido susceptible de absorber el calor que se evapora a baja temperatura y baja presión y de emitir el calor que se condensa a alta temperatura y alta presión, en un circuito de compresión de vapor.
Un fluido de transferencia de calor comprende eventualmente uno o varios aditivos que no son compuestos de transferencia de calor para la aplicación prevista. Los aditivos se pueden elegir principalmente entre los lubrificantes, las nanopartículas, los estabilizantes, los tensioactivos, los agentes trazadores, los agentes fluorescentes, los agentes odorantes y los agentes de solubilización, tal como es bien conocido por el experto en la técnica.
En la parte siguiente de la presente memoria, los compuestos siguientes representan:
- clorometano: HCC-40 o F40
- 2,3,3,3-tetrafluoropropeno: HFO-1234yf o F1234yf
- 3,3,3-trifluoropropeno: HFO-1243zf o F1243zf
- 1,1,1,2-tetrafluoretano: HFC-134a o F134a
- 1,1,1,2,2-pentafluoropropano: HFC-245cb o F245cb
- E/Z-1,1,3,3,3-pentafluoropropeno: HFO-1225zc o F1225zc
- E/Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno: HFO-1225ye o F1225ye
- 1,1,-difluoroetano: HFC-152a o F152a
- E-1,3,3,3-tetrafluoropropeno: HFO-1234ze-E o F1234ze-E
En la tabla 1 siguiente se presentan composiciones azeotrópicas a diferentes temperaturas y presiones.
Tabla 1
Figure imgf000004_0001
Tabla 1 (continuación)
Figure imgf000004_0002

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1.- Composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica que comprende clorometano, fluoruro de hidrógeno y al menos uno o varios compuestos elegidos entre el 3,3,3-trifluoropropeno, el E/Z-1,1,3,3,3-pentafluoropropeno, el E/Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, el 1,1-difluoroetano y el E-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.
2.- Composición según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende, preferentemente consistente esencialmente en, de 15% a 45% en moles de HF, 1% a 30% en moles de clorometano y 30% a 85% en moles de 1,1-difluoroetano.
3. - Composición según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende, preferentemente consistente esencialmente en, de 15% a 40% en moles de HF, 40% a 70% en moles de clorometano y 10% a 30% en moles de E/Z-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.
4. - Composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que tiene una temperatura de ebullición comprendida entre -40°C a 70°C y una presión comprendida entre 1 y 15 bares.
5- Composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica, caracterizada por que comprende, preferentemente consistente esencialmente en, de 20% a 45% en moles de HF, 5% a 20% en moles de clorometano y 35% a 70% en moles de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno.
6- Composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica, caracterizada por que comprende, preferentemente consistente esencialmente en, de 15% a 45% en moles de HF, 35% a 60% en moles de clorometano y 15% a 30% en moles de 1,1,1,2,2-pentafluoropropano.
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