ES2886899T3 - Composiciones que comprenden E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y usos del mismo - Google Patents

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Abstract

Una composición que comprende E-HFO-1336mzz y al menos un compuesto adicional seleccionado del grupo que consiste en: HFO-1243zf, HCC-40, HCFO-1223, CFC-113a, CFC-113, CFC-11, HFO-1429, HFC- 449, HFC-365, HFO-1327, HFO-1132, HCFC-123a, clorobutano, etilbenceno, o-xileno, m-xileno, p-xileno, HCFO-1334 y HCFO- 1333, variando la cantidad total de dicho compuesto o compuestos adicionales del 0,001 % en peso al 1 % en peso, basado en el peso total de la composición, e incluyendo al menos un compuesto adicional HFO-1429.

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones que comprenden E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y usos del mismo
Campo de la invención
La presente divulgación se refiere al campo de las composiciones que pueden ser útiles como: refrigerantes, composiciones de transferencia de calor, fluidos de trabajo de ciclo termodinámico (por ejemplo, ciclo de calentamiento o de enfriamiento), propulsores de aerosoles, agentes espumantes (agentes de expansión), disolventes, agentes de limpieza, fluidos portadores, agentes secantes de desplazamiento, agentes abrasivos de pulimento, medios de polimerización, agentes espumantes para poliolefinas y poliuretano, dieléctricos gaseosos, fluidos de trabajo de ciclo de energía, agentes extintores y agentes supresores de incendios en forma líquida o gaseosa.
Antecedentes de la invención
Las nuevas regulaciones medioambientales han dado lugar a la necesidad de nuevas composiciones para su uso en aparatos de refrigeración, aire acondicionado, bombas de calor y ciclo de energía y muchas otras áreas de uso. Los compuestos de bajo potencial de calentamiento global son de particular interés, por ejemplo, los isómeros de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como se desvela en la patente de Estados Unidos 2014/174084 A1.
Sumario de la invención
Los solicitantes han descubierto que al preparar dichos nuevos compuestos de bajo potencial de calentamiento global, tales como 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, hay presentes ciertos compuestos adicionales.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición que comprende E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y al menos un compuesto adicional seleccionado del grupo que consiste en: HFO-1243zf, HCC-40, HCFO-1223, CFC-113a, CFC-113, CFC-11, HFO-1429, HFC-449, HFC-365, HFO-1327, HFO-1132, HCFC-123a, clorobutano, etilbenceno, o-xileno, m-xileno, p-xileno, HCFO-1334 y HCFO-1333, en los que la cantidad total de dichos compuestos adicionales varía del 0,001 % en peso al 1 % en peso, basado en el peso total de la composición, y en la que el al menos un compuesto adicional incluye HFO-1429.
Descripción detallada
Composiciones
Se ha sugerido el uso de E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (E-HFO-1336mzz) como refrigerante, fluido de transferencia de calor, agente de expansión de espuma, fluido de trabajo de ciclo de energía, entre otros usos. También se ha encontrado, ventajosamente, que E-HFO-1336mzz tiene un bajo potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés), GWP=32. Por lo tanto, E-HFO-1336mzz es un buen candidato para reemplazar a algunos de los refrigerantes CFC (clorofluorocarbonos), HCFC (hidroclorofluorocarbonos) o HFC (hidrofluorocarbonos) saturados con mayor GWP.
E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (también conocido como E-HFO-1336mzz o cis-HFO-1336mzz y que tiene la estructura cis-CF3CH=CHCF3), se puede fabricar mediante métodos conocidos en la técnica, tales como hidrodescloración de 2,3-dicloro-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, como se describe en la publicación de solicitud de patente de EE.UU. n.° 2009/0012335A1.
En una realización, la presente divulgación proporciona una composición que comprende E-HFO-1336mzz y al menos un compuesto adicional seleccionado del grupo que consiste en: HFO-1243zf (3,3,3-trifluoropropeno), HCC-40 (clorometano, CH3CO, HCFO-1223 (C3HF3Ch), CFC-113a (CF3CCh), CFC-113 (CF2ClCChF), HFO-1429 (C5HF9), HFC-449 (C5H3F9), HFC-365 (C4H5F5), HFO-1327 (C4HF7), HFO-1132 (CHFCHF), HCFC-123a (CHCFCCF2), clorobutano, etilbenceno, o-xileno, m-xileno y p-xileno, HCFO-1334 (C4H2F4Ch), HCFO-1333 (C4H2F3Ch), CFC-11 (triclorofluorometano, CFCh) y combinaciones de los mismos, y en la que el al menos un compuesto adicional incluye HFO-1429. HFO-1243zf, HCC-40, CFC-113, CFC-113a, CFC-11, clorobutano, etilbenceno, m-xileno y pxileno están disponibles en el mercado o pueden prepararse mediante procesos conocidos en la técnica. Los compuestos fluorocarbonados restantes pueden adquirirse de un proveedor de fluoroquímicos especializado, como SynQuest Laboratories, Inc. (Alachua, Florida, EE.UU.) o prepararse mediante procesos conocidos en la técnica. Las composiciones de la presente invención pueden comprender E-HFO-1336mzz y un compuesto adicional, o dos compuestos adicionales, o tres o más compuestos adicionales.
En la invención, la cantidad total de compuesto o compuestos adicionales varía del 0,001 % en peso al 1 % en peso. En otra realización, la cantidad total de compuesto o compuestos adicionales varía desde el 0,001 % en peso hasta aproximadamente el 0,5 % en peso.
En una realización, las composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz y otros compuestos además pueden comprender al menos un compuesto trazador. La inclusión de compuestos trazadores es útil para determinar la aparición de dilución, adulteración o contaminación; o para verificar la fuente de la composición. El compuesto o compuestos trazadores pueden seleccionarse del grupo que consiste en: HFC-356 (por ejemplo, HFC-356mff), HCFC-123 (2,2-dicloro-1,1,1-trifluoroetano, CFaCHCfe), HCFC -133a (2-cloro-1,1,1-trifluoroetano, CF3CH2CO, HFC-143a (1,1,1-trifluoroetano, CF3CH3), HCFO-1122 (1-cloro-2,2-difluoroeteno, CF2=CHCl), HCFO-1122a (1-cloro-1,2-difluoroeteno, CFH=CFCI), HCFO-1335 (C4H2F5CO, HFO-1345 (C4H3F5), HCFO-1326 (C4HF6CO, CFO-1316 (C4F6Cl2), HCFO-1334 (C4H2F4Cl2), HCFO-1333 (C4H2F3Cl3) y combinaciones de los mismos. En esta realización, el compuesto o compuestos trazadores pueden estar presentes en una concentración de aproximadamente 0,01 partes por millón (ppm) a aproximadamente 1000 ppm en la composición. En otra realización, el compuesto o compuestos trazadores pueden estar presentes en una concentración de aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 500 ppm. En otra realización, el compuesto o compuestos trazadores pueden estar presentes en una concentración de aproximadamente 0,1 ppm a aproximadamente 500 ppm. En otra realización, el compuesto o compuestos trazadores pueden estar presentes en una concentración de aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 500 ppm. En otra realización, el compuesto o compuestos trazadores pueden estar presentes en una concentración de aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 500 ppm. Alternativamente, el compuesto o compuestos trazadores pueden estar presentes en una concentración de aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 300 ppm.
En otra realización, las composiciones de la presente invención comprenden una composición seleccionada del grupo que consiste en:
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y HCFO-1335;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y HFO-1345;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335 y HFO-1345;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335 y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335 y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HFO-1345 y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HFO-1345 y CFC-11; y
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335, HFO-1345 y HCFC-123.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HFO-356 es HFO-356mff (1,1,1,4,4,4-hexafluorobutano o CF3CH2CH2CF3).
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, CFO-1316 es E-CFO-1316mxx (E-CF3CCl=CClCF3), Z-CFO-1316mxx (Z-CF3CCl=CClCF3), o combinaciones de los mismos.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HFO-1327 es E-HFO-1327mzx (E-CF3CH=CFCF3), Z-HFO-1327mzx (Z-CF3CH=CFCF3) o combinaciones de los mismos.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HCFO-1335 es HCFO-1335mzz (CF3CH=CHCF2Cl), HCFO-1335mzx, (CF3CH=CClCF2H), o combinaciones de los mismos. En otra realización, HCFO-1335 es E-HCFO-1335mzz, Z-HFO-1335mzz o combinaciones de los mismos. En otra realización, HCFO-1335 es E-HCFO-1335mzx, Z-HCFO-1335mzx o combinaciones de los mismos.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HFO-1345 es HFO-1345mzz (CF3CH=CHCF2H), HFO-1345cm (CF3(CH3)C=CF2), o combinaciones de los mismos. En otra realización, HFO-1345 es E-HFO-1345mzz o Z-HFO-1345mzz. En otra realización, HFO-1345 es HFO-1345cm.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HCFO-1326 es E-HCFO-1326mxz (E-CF3Cl=CHCF3), Z-HCFO-1326mxz (Z-CF3CCl=CHCF3), o combinaciones de los mismos.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HFO-1429 es HFO-1429mzy (CF3CH=CFCF2CF3), HFO-1429myz (CF3CF=CHCF2CF3), HFO-1429cz (CF2=CHCF2CF2CF3), HFO-1429cye (CF2=CFCHFCF2CF3), o combinaciones de los mismos. En otra realización, HFO-1429 es E-HFO-1429mzy o Z-HFO-1429mzy. En otra realización, HFO-1429 es E-HFO-1429myz o Z-HFO-1429myz. En otra realización, HFO-1429 es HFO-1429cz. En otra realización, HFO1429 es HFO-1429cye.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HFC-449 es HFC-449mfe (CF3CF2CHFCH2CF3), HFC-449 mmzf ((CF3)2CHCH2CF3) o combinaciones de los mismos. En otra realización, HFC-449 es HFC-449mfe. En otra realización, HFC-449 es HFC-449 mmzf.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HCFO-1223 es HCFO-1223za (CFaCH=CCh).
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HFC-365 es HFC-365mfc.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, clorobutano es 1-clorobutano, 2-clorobutano o combinaciones de los mismos.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HCFO-1334 es E-HCFO-1334mzz (E-CFaCH=CHCFCh), Z-HCFO-1334mzz (Z-CFaCH=CHCFCh), o combinaciones de los mismos.
En una realización de las composiciones desveladas en el presente documento, HCFO-1333 es E-HCFO-1333mzz (E-CF3CH=CHCCh), Z-HCFO-1333mzz (Z-CFaCH=CHCCh) o combinaciones de los mismos.
Por tanto, en otra realización, las composiciones de la presente invención comprenden una composición seleccionada del grupo que consiste en:
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz y HCFO-1335mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HCFO-1335mzz y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HCFO-1335mzz y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HCFO-1335mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HCFO-1335mzz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HFO-1345mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HFO-1345mzz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HFO-1345cm y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HFO-1345cm y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HCFO-1335mzz, HFO-1345mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429myz, HCFO-1335mzz, HFO-1345cm y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy y HCFO-1335mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HCFO-1335mzz y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HCFO-1335mzz y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HCFO-1335mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HCFO-1335mzz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HFO-1345mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HFO-1345mzz y HCFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HFO-1345cm y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HFO-1345cm y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HCFO-1335mzz, HFO-1345mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429mzy, HCFO-1335mzz, HFO-1345cm y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz y HCFO-1335mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HCFO-1335mzz y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HCFO-1335mzz y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HCFO-1335mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HCFO-1335mzz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HFO-1345mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HFO-1345mzz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HFO-1345cm y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HFO-1345cm y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HCFO-1335mzz, HFO-1345mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cz, HCFO-1335mzz, HFO-1345cm y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye y HCFO-1335mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HCFO-1335mzz y HFO-1345mzz;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HCFO-1335mzz y HFO-1345cm;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HCFO-1335mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HCFO-1335mzz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HFO-1345mzz y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HFO-1345mzz y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HFO-1345cm y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HFO-1345cm y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HCFO-1335mzz, HFO-1345mzz y HCFC-123; y
E-HFO-1336mzz, HFO-1429cye, HCFO-1335mzz, HFO-1345cm y HCFC-123.
La presencia de compuestos adicionales y, opcionalmente, compuestos trazadores en una muestra de E-HFO-1336mzz puede usarse para identificar el proceso mediante el cual se fabricó el compuesto. Por lo tanto, los compuestos adicionales y los compuestos trazadores opcionales pueden usarse para detectar la infracción de las patentes de fabricación de productos químicos que reivindican el proceso mediante el cual se pudo haber fabricado la muestra. Además, los compuestos adicionales y los compuestos trazadores opcionales pueden usarse para identificar si el producto es producido por el titular de la patente o alguna otra entidad, que pudiera infringir las patentes relacionadas con el producto.
Los compuestos adicionales y, opcionalmente, los compuestos trazadores pueden proporcionar una mejor solubilidad de los ingredientes activos en un aerosol o constituyentes poliméricos de una espuma. Además, para aplicaciones de refrigerante, como el uso en aire acondicionado, bombas de calor, refrigeración y ciclos de energía (por ejemplo, ciclos orgánicos Rankine), los compuestos adicionales pueden proporcionar una mejor solubilidad con lubricantes de refrigeración, como aceites minerales, alquilbencenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos, poli(alfa)olefinas, poliolésteres (POE), polialquilenglicoles (PAG), poliviniléteres (PVE) o perfluoropoliéteres (PFPE) o mezclas de los mismos.
En determinadas realizaciones, compuestos adicionales y, opcionalmente, compuestos trazadores que contienen al menos un átomo de cloro pueden proporcionar una mejor solubilidad de los ingredientes activos en un aerosol o constituyentes poliméricos de una espuma.
Los fluorocarbonos insaturados, como E-HFO-1336mzz, presentan una solubilidad diferente a la de otros propulsores fluorocarbonados utilizados habitualmente. Su solubilidad reducida puede dificultar la producción de formulaciones en aerosol homogéneas acuosas de una sola fase. La presencia de impurezas cloradas de bajo nivel puede mejorar la mezcla y facilitar las formulaciones y el uso de productos en aerosol.
Los fluorocarbonos insaturados, como E-HFO-1336mzz, también presentan una solubilidad diferente a la de otros agentes de expansión utilizados habitualmente. Su solubilidad reducida puede actuar para ayudar a sembrar el crecimiento de células pequeñas durante la reacción de formación de espuma, pero pueden ser difíciles de mezclar. La presencia de impurezas cloradas de bajo nivel puede mejorar el rendimiento de la mezcla y el procesamiento de la espuma sin sacrificar los beneficios de la menor solubilidad del HFO. Además, los compuestos clorados habitualmente tienen conductividades térmicas de vapor más bajas y, por lo tanto, conferirán un mejor rendimiento aislante a un producto aislante de espuma.
Además, para aplicaciones refrigerantes, como el uso en aire acondicionado, bombas de calor, refrigeración y ciclos de energía (por ejemplo, ciclos orgánicos Rankine), los compuestos adicionales que contienen al menos un átomo de cloro pueden proporcionar una mejor solubilidad con lubricantes de refrigeración, como aceites minerales, alquilbencenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos, poli(alfa)olefinas, poliolésteres (POE), polialquilenglicoles (PAG), poliviniléteres (PVE) o perfluoropoliéteres (PFPE) o mezclas de los mismos.
Además, los compuestos adicionales pueden servir para mejorar la capacidad de detección de fugas. Las fugas de refrigerantes pueden provocar la pérdida de refrigerante de un sistema, aumentando así los costes operativos debido a la necesidad de rellenar la carga de refrigerante. Incluso una pequeña pérdida de refrigerante de un sistema puede afectar el funcionamiento adecuado. Por último, las fugas de refrigerante pueden provocar una contaminación ambiental excesiva. En particular, los compuestos clorados, incluso en niveles bajos, pueden aumentar la detectabilidad del refrigerante en el punto de una fuga. Por lo tanto, el sistema puede repararse o rediseñarse para evitar fugas de refrigerante.
Sin embargo, los niveles de compuestos clorados deben mantenerse bajos porque niveles más altos pueden crear problemas de compatibilidad con los materiales de construcción. En aerosoles, estos problemas de compatibilidad pueden producirse con el recipiente de aerosol (por ejemplo, latas) o con partes plásticas de la válvula. En las espumas, estos problemas de compatibilidad pueden estar relacionados con los sellos y juntas de los equipos. Además, en los productos en aerosol, la interacción de niveles más altos de compuestos clorados puede provocar inestabilidad en la formulación. En los productos de espuma, niveles más altos de compuestos clorados pueden ablandar la espuma dando como resultado inestabilidad dimensional y poca resistencia de la espuma.
Las composiciones desveladas en el presente documento que comprenden E-HFO-1336mzz son útiles como composiciones de transferencia de calor de bajo potencial de calentamiento global (GWP), refrigerantes, fluidos de trabajo del ciclo de energía, propulsores de aerosoles, agentes espumantes, agentes de expansión, disolventes, agentes de limpieza, fluidos portadores, agentes de secado por desplazamiento, agentes abrasivos de pulimento, medios de polimerización, agentes de expansión para poliolefinas y poliuretano, dieléctricos gaseosos, agentes extintores y agentes supresores de incendios en forma líquida o gaseosa. Las composiciones desveladas pueden actuar como un fluido de trabajo utilizado para transportar calor desde una fuente de calor a un disipador de calor. Dichas composiciones de transferencia de calor también pueden ser útiles como refrigerante en un ciclo en el que el fluido experimenta un cambio de fase; es decir, de líquido a gas y viceversa.
Los ejemplos de sistemas de transferencia de calor incluyen, entre otros, acondicionadores de aire, congeladores, refrigeradores, bombas de calor, enfriadores de agua, enfriadores de evaporador inundado, enfriadores de expansión directa, cámaras frigoríficas, bombas de calor, refrigeradores móviles, unidades de aire acondicionado móviles y combinaciones de los mismos.
En una realización, las composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz son útiles en sistemas móviles de transferencia de calor, incluidos sistemas o aparatos de refrigeración, aire acondicionado o bomba de calor. En otra realización, las composiciones son útiles en sistemas estacionarios de transferencia de calor, incluidos sistemas o aparatos de refrigeración, aire acondicionado o bomba de calor.
Como se usa en el presente documento, los sistemas móviles de transferencia de calor se refieren a cualquier aparato de refrigeración, aire acondicionado o calefacción incorporado en una unidad de transporte por carretera, ferrocarril, mar o aire. Además, las unidades móviles de refrigeración o aire acondicionado incluyen aquellos aparatos que son independientes de cualquier vehículo móvil y se conocen como sistemas "intermodales". Dichos sistemas intermodales incluyen "contenedores" (transporte combinado marítimo/terrestre) así como "cajas móviles" (transporte combinado por carretera/ferrocarril).
Como se usa en el presente documento, los sistemas de transferencia de calor estacionarios son sistemas que se fijan en su lugar durante el funcionamiento. Un sistema de transferencia de calor estacionario puede asociarse en o adosarse a edificios de cualquier variedad o pueden ser dispositivos independientes ubicados al aire libre, como una máquina expendedora de refrescos. Estas aplicaciones estacionarias pueden ser aire acondicionado estacionario y bombas de calor (incluidas, entre otras, enfriadores, bombas de calor de alta temperatura, incluidas bombas de calor transcríticas (con temperaturas del condensador superiores a 50 °C, 70 °C, 80 °C, 100 °C, 120 °C, 140 °C, 160 °C, 180 °C o 200 °C), sistemas de aire acondicionado residenciales, comerciales o industriales, incluyendo enfriadores de ventana, sin conductos, con conductos, terminales empaquetados, y exteriores pero conectados al edificio, como los sistemas de azotea). En aplicaciones de refrigeración estacionarias, las composiciones desveladas pueden ser útiles en equipos de refrigeración de alta temperatura, temperatura media y/o baja temperatura, incluidos refrigeradores y congeladores comerciales, industriales o residenciales, máquinas de hielo, refrigeradores y congeladores autónomos, enfriadores de evaporador inundado, enfriadores de expansión directa, refrigeradores y congeladores frigoríficos de interior y exterior, y sistemas combinados. En algunas realizaciones, las composiciones desveladas se pueden usar en sistemas de frigoríficos de supermercados.
Por tanto, de acuerdo con la presente invención, las composiciones desveladas en el presente documento que contienen E-HFO-1336mzz pueden ser útiles en métodos para producir enfriamiento, producir calentamiento y transferir calor.
En una realización, se proporciona un método para producir enfriamiento que comprende evaporar cualquiera de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz en las proximidades de un cuerpo a enfriar y a continuación condensar dicha composición.
En otra realización, se proporciona un método para producir calentamiento que comprende condensar cualquiera de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz en las proximidades de un cuerpo a calentar y, a continuación, evaporar dichas composiciones.
En otra realización, se desvela un método para usar las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz como una composición de fluido de transferencia de calor. El método comprende transportar dicha composición desde una fuente de calor a un disipador de calor.
Las composiciones desveladas en el presente documento pueden ser útiles como sustitutos de bajo potencial de calentamiento global (GWP) para los refrigerantes utilizados actualmente, que incluyen, entre otros, R-123 (o HFC-123, 2,2-dicloro-1,1,1-trifluoroetano), R-11 (o CFC-11, triclorofluorometano), R-245fa (o HFC-245fa, 1,1,1,3,3-pentafluoropropano), R-114 (o CFC-114, 1,2-dicloro-1,1,2,2-tetrafluoroetano), R-236fa (o HFC-236a, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano), R-236ea (o HFC-236ea, 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano), R-124 (o HCFC-124, 2-cloro-1,1,1,2-tetrafluoroetano), entre otros.
En muchas aplicaciones, algunas realizaciones de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz son útiles como refrigerantes y proporcionan un rendimiento de enfriamiento al menos comparable (es decir, capacidad de enfriamiento y eficiencia energética) al del refrigerante para el que se busca un sustituto. Además, las composiciones de la presente invención proporcionan un rendimiento de calentamiento (es decir, capacidad de calentamiento y eficiencia energética) comparable a un refrigerante que se reemplaza.
En otra realización se proporciona un método para recargar un sistema de transferencia de calor que contiene un refrigerante a reemplazar y un lubricante, dicho método comprende eliminar el refrigerante a reemplazar del sistema de transferencia de calor mientras se retiene una parte sustancial del lubricante en dicho sistema e introducir una de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz en el sistema de transferencia de calor. En algunas realizaciones, el lubricante en el sistema se reemplaza parcialmente (por ejemplo, reemplaza una parte del lubricante de aceite mineral usado con, por ejemplo, CFC-114 con un lubricante POE).
En otra realización, las composiciones de la presente invención que comprenden Z-HFO-1336mzz pueden usarse para rellenar una carga de refrigerante en un enfriador. Por ejemplo, si un enfriador que usa HCFC-114 tiene un menor rendimiento debido a una fuga de refrigerante, las composiciones que se desvelan en el presente documento pueden añadirse para devolver el rendimiento a la especificación.
En otra realización, se proporciona un sistema de intercambio de calor que contiene cualquiera de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz, en el que dicho sistema se selecciona del grupo que consiste en: acondicionadores de aire, congeladores, refrigeradores, bombas de calor, enfriadores de agua, enfriadores de evaporador inundado, enfriadores de expansión directa, cámaras frigoríficas, bombas de calor, refrigeradores móviles, unidades móviles de aire acondicionado y sistemas que tengan combinaciones de los mismos. Además, las composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz pueden ser útiles en sistemas de bucle secundario en los que estas composiciones sirven como refrigerante primario proporcionando así enfriamiento a un fluido de transferencia de calor secundario que enfría de ese modo una ubicación remota.
Los sistemas de refrigeración por compresión de vapor, aire acondicionado o bomba de calor incluyen un evaporador, un compresor, un condensador y un dispositivo de expansión. Un ciclo de compresión de vapor reutiliza refrigerante en múltiples etapas produciendo un efecto de enfriamiento en una etapa y un efecto de calentamiento en una etapa diferente. El ciclo se puede describir simplemente como sigue. El refrigerante líquido ingresa a un evaporador a través de un dispositivo de expansión, y el refrigerante líquido hierve en el evaporador, extrayendo calor del ambiente, a baja temperatura para formar un vapor y producir enfriamiento. El vapor de baja presión ingresa a un compresor donde el vapor se comprime para elevar su presión y temperatura. El refrigerante de vapor de alta presión (comprimido) entra entonces al condensador en el que el refrigerante se condensa y descarga su calor al medio ambiente. El refrigerante regresa al dispositivo de expansión a través del cual el líquido se expande desde el nivel de mayor presión en el condensador hasta el nivel de baja presión en el evaporador, repitiendo así el ciclo.
En una realización, se proporciona un sistema de transferencia de calor que contiene cualquiera de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz. En otra realización se desvela un aparato de refrigeración, aire acondicionado o bomba de calor que contiene cualquiera de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz. En otra realización, se desvela un aparato de refrigeración o aire acondicionado estacionario que contiene cualquiera de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz. En otra realización más, se desvela un aparato de refrigeración o aire acondicionado móvil que contiene una composición como se desvela en el presente documento.
En otra realización, la presente invención se refiere a composiciones de agentes de expansión de espuma que comprenden E-HFO-1336mzz para su uso en la preparación de espumas. En otras realizaciones, la invención proporciona composiciones espumables y preferiblemente composiciones de espuma termoendurecibles (como poliuretano, poliisocianurato o fenólicas) y composiciones de espuma termoplásticas (como poliestireno, polietileno o polipropileno) y un método de preparación de espumas. En dichas realizaciones de espuma, se incluyen una o más de las presentes composiciones que comprenden E-HFO-1336mzz como agente de expansión de espuma en composiciones espumables, cuya composición preferiblemente incluye uno o más componentes adicionales capaces de reaccionar y/o mezclarse y espumarse bajo condiciones adecuadas para formar una espuma o estructura celular. La presente invención se refiere además a un método para formar una espuma que comprende: (a) añadir a una composición espumable una composición que comprende E-HFO-1336mzz de la presente invención; y (b) procesar la composición espumable en condiciones efectivas para formar una espuma.
Otra realización de la presente invención se refiere al uso de las composiciones de la presente invención que comprenden E-HFO-1336mzz como propulsores en composiciones pulverizables. Además, la presente invención se refiere a composiciones pulverizables que comprenden E-HFO-1336mzz. En una composición pulverizable también puede estar presente el ingrediente activo a pulverizar junto con ingredientes inertes, disolventes y otros materiales. En una realización, una composición pulverizable es un aerosol. Las presentes composiciones se pueden usar para formular varios aerosoles industriales u otras composiciones pulverizables tales como limpiadores de contacto, quitapolvos, aerosoles lubricantes, aerosoles desmoldantes, insecticidas y similares, y aerosoles de consumo tales como productos para el cuidado personal (tales como, por ejemplo, lacas para el cabello, desodorantes y perfumes), productos para el hogar (como, por ejemplo, ceras, abrillantadores, aerosoles para sartenes, ambientadores e insecticidas domésticos) y productos de automoción (como, por ejemplo, limpiadores y pulidores), así como materiales medicinales como medicamentos contra el asma y la halitosis. Ejemplos de esto incluyen inhaladores de dosis medidas (MDI, por sus siglas en inglés) para el tratamiento del asma y otras enfermedades pulmonares obstructivas crónicas y para la administración de medicamentos a las membranas mucosas accesibles o por vía intranasal.
La presente invención se refiere además a un proceso para producir productos en aerosol que comprende la etapa de añadir una composición de la presente invención que comprende E-HFO-1336mzz a una formulación, que incluye ingredientes activos, en un recipiente de aerosol, en el que dicha composición funciona como propulsor. Además, la presente invención se refiere además a un proceso para producir productos en aerosol que comprende la etapa de añadir una composición de la presente invención que comprende E-HFO-1336mzz a un paquete de aerosol de tipo barrera (como una bolsa en lata o una lata de pistón) en el que dicha composición se mantiene separada de otros ingredientes de la formulación en un recipiente de aerosol, y en el que dicha composición funciona como propulsor. Además, la presente invención se refiere además a un proceso para producir productos en aerosol que comprende la etapa de añadir solo una composición de la presente invención que comprende E-HFO-1336mzz a un paquete de aerosol, en el que dicha composición funciona como el ingrediente activo (por ejemplo, un quitapolvos, o un aerosol de enfriamiento o congelación).
Se proporciona un proceso para convertir el calor de una fuente de calor en energía mecánica. El proceso comprende calentar un fluido de trabajo que comprende E-HFO-1336mzz y al menos un compuesto adicional, y opcionalmente al menos un compuesto trazador y a continuación expandir el fluido de trabajo calentado. En el proceso, el calentamiento del fluido de trabajo utiliza el calor suministrado por la fuente de calor; y la expansión del fluido de trabajo calentado genera energía mecánica a medida que disminuye la presión del fluido de trabajo.
El proceso de conversión de calor puede ser un ciclo subcrítico, un ciclo transcrítico o un ciclo supercrítico. En un ciclo transcrítico, el fluido de trabajo se comprime a una presión por encima de su presión crítica antes de ser calentado, y a continuación, durante la expansión, la presión del fluido de trabajo se reduce por debajo de su presión crítica. En un ciclo supercrítico, el fluido de trabajo permanece por encima de su presión crítica durante todo el ciclo (por ejemplo, compresión, calentamiento, expansión y enfriamiento).
Las fuentes de calor incluyen vapor a baja presión, calor residual industrial, energía solar, agua caliente geotérmica, vapor geotérmico a baja presión (disposiciones primarias o secundarias) o equipos de generación de energía distribuida que utilizan celdas de combustible o motores primarios como turbinas, microturbinas o motores de combustión interna. Una fuente de vapor a baja presión podría ser el proceso conocido como ciclo Rankine geotérmico binario. Se pueden encontrar grandes cantidades de vapor a baja presión en numerosos lugares, como en plantas de generación de energía eléctrica alimentadas con combustibles fósiles. Otras fuentes de calor incluyen el calor residual recuperado de los gases extraídos de los motores de combustión interna móviles (por ejemplo, motores diésel de camiones o ferrocarriles o barcos), el calor residual de los gases de escape de los motores de combustión interna estacionarios (por ejemplo, generadores de energía con motores diésel estacionarios), el calor residual de las pilas de combustible, el calor disponible en las plantas combinadas de calefacción, refrigeración y energía o plantas de calefacción y refrigeración de distrito, el calor residual de los motores de biomasa, el calor de los quemadores de gas natural o metano o las calderas de gas metano o las pilas de combustible de metano (por ejemplo, instalaciones de generación de energía) que funcionan con metano de diversas fuentes, incluido el biogás, el gas de vertedero y el metano de lecho de carbón, el calor de la combustión de la corteza y la lignina en fábricas de papel/pulpa, el calor de los incineradores, el calor del vapor a baja presión en centrales eléctricas de vapor convencionales (para impulsar los ciclos Rankine "de fondo") y el calor geotérmico.
El proceso de esta invención se usa habitualmente en un ciclo de energía Rankine orgánico. El calor disponible a temperaturas relativamente bajas en comparación con los ciclos de energía de vapor (inorgánico) se puede usar para generar energía mecánica a través de ciclos Rankine usando fluidos de trabajo como se desvela en el presente documento. En el proceso de esta invención, el fluido de trabajo se comprime antes de calentarlo. La compresión puede ser proporcionada por una bomba que bombea fluido de trabajo a una unidad de transferencia de calor (por ejemplo, un intercambiador de calor o un evaporador) donde se usa calor de la fuente de calor para calentar el fluido de trabajo. A continuación, el fluido de trabajo calentado se expande, reduciendo su presión. Se genera energía mecánica durante la expansión del fluido de trabajo mediante un expansor. Los ejemplos de expansores incluyen expansores turbo o dinámicos, como turbinas y expansores de desplazamiento positivo, como expansores de tornillo, expansores de desplazamiento y expansores de pistón. Los ejemplos de expansores también incluyen expansores de paletas rotativas.
La energía mecánica se puede utilizar directamente (por ejemplo, para impulsar un compresor) o convertirse en energía eléctrica mediante el uso de generadores de energía eléctrica. En un ciclo de energía en el que se reutiliza el fluido de trabajo, el fluido de trabajo expandido se enfría. El enfriamiento se puede lograr en una unidad de enfriamiento de fluido de trabajo (por ejemplo, un intercambiador de calor o un condensador). El fluido de trabajo enfriado se puede usar a continuación para ciclos repetidos (es decir, compresión, calentamiento, expansión, etc.).
La misma bomba utilizada para la compresión se puede utilizar para transferir el fluido de trabajo desde la etapa de enfriamiento.
También se proporciona un método para detectar una fuga de un recipiente que comprende tomar muestras del aire en las proximidades del recipiente y detectar al menos un compuesto adicional o al menos un compuesto trazador con medios para detectar la fuga, en el que la composición de la presente invención que comprende HFO-1336mzz-E está contenida dentro del contenedor.
Un contenedor puede ser cualquier contenedor, sistema o aparato conocido que esté lleno de HFO-1336mzz-E. Un contenedor puede incluir, entre otros, un contenedor de almacenamiento, un contenedor de transporte, una lata de aerosol, un sistema de extinción de incendios, un aparato enfriador, un aparato de bomba de calor, un contenedor de transferencia de calor y un aparato de ciclo de energía (por ejemplo, un sistema de ciclo Rankine orgánico). Los medios para detectar una fuga pueden ser cualquier sensor conocido diseñado para detectar fugas. En particular, los medios para detectar la fuga incluyen, pero no se limitan a, detectores de fugas electroquímicos, de descarga de corona y espectroscópicos de masas.
Por "en las proximidades" del recipiente se entiende menos de 12 pulgadas (30 cm) de la superficie exterior del recipiente. Alternativamente, en las proximidades puede ser menos de 6 pulgadas (15 cm), menos de 3 pulgadas (7,5 cm) o menos de una pulgada (2,5 cm) de la superficie exterior del recipiente.
Sin más elaboración, se cree que un experto en la materia, usando la descripción en el presente documento, puede utilizar la presente invención en su máxima extensión.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una composición que comprende E-HFO-1336mzz y al menos un compuesto adicional seleccionado del grupo que consiste en: HFO-1243zf, HCC-40, HCFO-1223, CFC-113a, CFC-113, CFC-11, HFO-1429, HFC-449, HFC-365, HfO-1327, HFO-1132, HCFC-123a, clorobutano, etilbenceno, o-xileno, m-xileno, p-xileno, HCFO-1334 y HCFO-1333, variando la cantidad total de dicho compuesto o compuestos adicionales del 0,001 % en peso al 1 % en peso, basado en el peso total de la composición, e incluyendo al menos un compuesto adiciona1HFO-1429.
2. La composición de la reivindicación 1, que comprende al menos una composición seleccionada del grupo que consiste en:
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y HCFO-1335;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y HFO-1345;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429 y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335 y HFO-1345;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335 y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335 y CFC-11;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HFO-1345 y HCFC-123;
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HFO-1345 y CFC-11; y
E-HFO-1336mzz, HFO-1429, HCFO-1335, HFO-1345 y HCFC-123.
3. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además desde aproximadamente 1 ppm hasta aproximadamente 1000 ppm de al menos un compuesto trazador.
4. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que HFO-1429 es E-HFO-1429mzy, Z-HFO-1429mzy, E-HFO-1429myz, Z-HFO-1429myz, HFO-1429cz, HFO-1429cye o combinaciones de los mismos.
5. Un método para producir enfriamiento, que comprende evaporar una composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en las proximidades de un cuerpo a enfriar y a continuación condensar dicha composición.
6. Un método para producir calor, que comprende condensar una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en las proximidades de un cuerpo a calentar y a continuación evaporar dichas composiciones.
7. Un método para formar una espuma, que comprende: (a) añadir a una composición espumable una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4; y (b) procesar la composición espumable en condiciones efectivas para formar una espuma.
8. Un proceso para producir productos en aerosol, que comprende la etapa de añadir una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 a una formulación, que incluye ingredientes activos en un recipiente de aerosol, en el que dicha composición actúa como propulsor.
9. Un proceso para convertir calor en energía mecánica, que comprende calentar un fluido de trabajo que comprende la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, y a continuación expandir el fluido de trabajo calentado.
10. Un método para detectar una fuga de un recipiente, que comprende tomar muestras del aire en las proximidades del recipiente y detectar al menos un compuesto adicional o al menos un compuesto trazador con medios para detectar la fuga, estando la composición de la reivindicación 1 contenida dentro del recipiente.
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