MX2013008203A - Composiciones similares a azeotropos de trans - 1,1,1,4,4,4 - hexafluoro - 2 - buteno y agua. - Google Patents

Composiciones similares a azeotropos de trans - 1,1,1,4,4,4 - hexafluoro - 2 - buteno y agua.

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Abstract

Se proveen composiciones azeotrópicas y de tipo azeotrópico de trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (HFO-1336mzz (E)) y agua. Tales composiciones azeotrópicas y de tipo azeotrópico son útiles en el aislamiento de HFO-1336mzz (E) de las impurezas durante la producción. Los azeótropos de la presente invención son igualmente útiles en las composiciones finales, como agente de expansión, propulsores, refrigerantes, diluyentes para esterilización gaseosa y similares.

Description

COMPOSICIONES SIMILARES A AZEOTROPOS DE TRANS-1 ,1,1,4,4,4- HEXAFLUORO-2-BUTENO Y AGUA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención pertenece a composiciones azeotrópicas y de tipo azeotrópico de trans-1 , 1 , 1, 4 , 4 , 4-heaxafluoro-2-buteno (1336mzzm o HFO-1336mzz (E)) y agua.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Tradicionalmente, los clorofluorocarbonos (CFC) como triclorofluorometano y diclorodifluorometano se han utilizado como refrigerantes, agentes de soplado y diluyentes para la esterilización gaseosa. En los últimos años, ha habido preocupación universal que clorofluorocarbonos completamente halogenados que pueden ser perjudiciales para la capa de ozono de la Tierra. Por lo tanto, son deseables alternativas estratosféricamente más seguras para estos materiales. Hay actualmente un esfuerzo mundial para" 'usar hidrocarburos sustituidos con flúor que contengan menos o ningún sustituyentes de cloro. La producción de HFC, es decir, compuestos que contienen solamente carbono, hidrogeno y flúor, ha sido objeto de interés para proporcionar productos ambientalmente más convenientes que podrían proporcionar un sustituto a los CFC. Tales compuestos, son conocidos en la técnica por ser producidos por reacción de fluoruro de hidrógeno con diversos compuestos hidroclorocarbono . Mientras que se considera que los HFC son mucho más ventajosos para el medio ambiente que los hidroclorofluorocarburos (HCFC) o clorofluorocarbonos (CFC) , ya que no son no agotan el ozono, los datos recientes indican que también pueden contribuir al calentamiento de efecto invernadero. En consecuencia, se están explorando también una alternativa para los HFC, HCFC y CFC.
Las hidrofluoroolefinas ("HFO") se han propuesto como posibles reemplazos. En general, se sabe que las HFO se utilizan mejor como un único componente fluido o de la mezcla azeotrópica, ninguno de los cuales se fraccionan en ebullición y evaporación. La identificación de tales composiciones es difícil debido, al menos en parte, a la imprevisibilidad relativa de formación de azeótropo. Por lo tanto, la industria está buscando continuamente nuevas mezclas basadas en HFO que son aceptables y son sustitutos ambientalmente seguros para los CFC, HCFC y HFC. Esta invención satisface estas necesidades, entre otras. ¦ SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención proporciona una composición azeotrópica o de tipo azeotrópico composición ¡dé tirans-1, 1, 1, 4 , 4 , 4-heaxafluoro-2-buteno (HFO-1336mzz (E) )' y : agua. Las composiciones de la presente invención proporcionan reemplazos ambientalmente deseables para los CFC utilizados en la actualidad, HFC y HCFC dado que HFO-1336mzz (E) y el agua tienen poco o ningún potencial de agotamiento del ozono. Además, una composición que contiene como un azeótropo exhibe características que lo hacen mejor que los CFC, HFC y HCFC sustitutos, así como cualquiera de HFO-1336mzz (E) o agua sola .
La invención proporciona además una composición y un método de formación de una composición azeotrópica o composición parecida a la azeotrópica que comprende una mezcla de desde más de 0 hasta aproximadamente 50 por ciento en peso de agua y aproximadamente 50 a menos de aproximadamente 100 por ciento en peso de HFO-1336mzz (E) , en el que el azeótropo resultante tiene un punto de ebullición de alrededor de 7.0°C ± 1°C a una presión de aproximadamente 1.01 kg/cm2 ± 0.141 kg/cm2. En otras modalidades, el azeótropo tiene un punto de ebullición de alrededor de 7°C a una presión de aproximadamente 1.01 kg/cm2 y en incluso " otras modalidades, el azeótropo tiene un punto de ebullición de alrededor de 7.0°C a una presión de aproximadamente 1.01 kg/cm2.
La presente invención también se refiere a un método para la eliminación de HFO-1336mzz (E) a partir de una mezcla que contiene HFO-1336mzz (E) y al menos una impureza mediante la adición de agua a la mezcla en una :ca:ntidad suficiente para formar una composición azeotrópica o composición parecida a la azeotrópica de conformidad con los porcentajes en peso anteriores. Este azeótropo se separa entonces de impurezas utilizando métodos estándar conocidos en la técnica, tales como, pero no limitados a la destilación. Las impurezas pueden incluir un hidrocarburo halogenado o fluoruro de hidrógeno, que pueden o no ser miscibles con HFO-1336mzz (E) . Ejemplos de halocarbonos incluyen, pero no se limitan a, l-cloro-3 , 3 , 3-trifluoropropeno y cis-1, 1, 1, 4 , 4, 4-hexafluoro-2-buteno . En otras modalidades, las impurezas pueden o no pueden también formar una mezcla azeotrópica con HFO-1336mzz (E), agua o una mezcla de HFO-1336mzz (E) y agua.
La presente invención también se refiere a un método para HFO-1336mzz (E) a partir de una mezcla azeotrópica de HFO-1336mzz (E) y el agua, mediante la separación de HFO-1336mzz (E) del agua. Los métodos de separación pueden incluir cualquiera o una combinación de métodos conocidos en la técnica o analizado de otra manera en este documento. Por ejemplo, HFO-1336mzz (E) puede: ser separado por medio de una separación de fases liquido-líquido. En modalidades alternativas, HFO-1336mzz . (EL. puede ser separado por medio de un medio de secado (por ejemplo, un tamiz molecular, alúmina, sílice o similar) . Modalidades adicionales y ventajas de la presente invención serán evidentes para un experto normal en la técnica, basándose en la descripción proporcionada en este documento.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En un primer aspecto de la presente invención, una composición azeotrópica o composición parecida a la azeotrópica se proporciona de HFO-1336mzz (E) y agua. Esta composición proporciona sustitutos ambientalmente deseables para los CFC utilizados en la actualidad, HFC y HCFC, ya que HFO-1336mzz (E) y el agua tienen poco o ningún potencial de agotamiento del ozono. Además, una composición que contiene como un azeótropo exhibe características que lo hacen .mejor que CFC, HFC, HCFC y sustitutos, así como HFO-1336mzz (E) o agua sola. En un segundo aspecto de la presente invención, el azeótropo o composición de tipo azeotrópico de HFO-1336mzz (E) y el agua se utilizan para aislar una forma purificada de HFO-1336mzz (E) .
Para los propósitos de esta invención, el azeótropo o mezclas de tipo azeotrópico de HFO-1336mzz (E) y » agua, incluyen aquellas composiciones o mezclas que se comportan como mezclas azeotrópicas . El estado termodinámico de un fluido se define por su presión, temperatura, composición del líquido y composición del vapor. Para una composición azeotrópica verdadera, la composición líquida y fase de vapor son esencialmente iguales en un intervalo de temperatura y presión dadas. En términos prácticos, esto significa que los componentes no pueden separarse durante un cambio de fases. Para el propósito de esta invención, un azeótropo es una mezcla liquida que exhibe un punto de ebullición máximo o mínimo relativo a los puntos de ebullición de composiciones de mezcla que lo rodean. Un azeótropo o una composición de tipo azeotrópico es una mezcla de dos o más componentes diferentes que, cuando está en forma líquida bajo presión dada, hervirá a una temperatura sustancialmente constante, temperatura que puede ser mayor o menor que las temperaturas de ebullición de los componentes y que proporcionará una composición de vapor esencialmente idéntica a la composición del líquido sometido a ebullición. Para el propósito de esta invención, las composiciones azeotrópicas se definen para incluir una composición semejante a un azeótropo que significa una composición que se comporta como un azeótropo, es decir, tiene características de punto de ebullición constante o una tendencia a no fraccionarse por ebullición o evaporación. Por lo tanto, la composición del vapor formado durante la ebullición o evaporación es la misma o sustancialmente la misma que la composición de líquido original. Por lo tanto, durante la ebullición o evaporación, la composición del líquido, si cambia en absoluto,' los cambios sólo se dan en un grado mínimo o insignificante., Esto es en contraste con las composiciones no semejantes a azeótropos en donde, durante los cambios de la composición liquida de punto de ebullición o evaporación son en un grado sustancial. En consecuencia, las características esenciales de un azeótropo o una composición de tipo azeotrópico son que a una presión dada, el punto de ebullición de la composición líquida es fijo y que la composición del vapor por encima de ebullición de la composición es esencialmente la de la composición líquida de ebullición, es decir, esencialmente no se lleva a cabo fraccionamiento de los componentes dé la composición líquida. Tanto el punto de ebullición como los porcentajes en peso de cada componente de la composición azeotrópica pueden cambiar cuando el azeótropo o composición similar a azeótropo líquida se someten a ebullición a diferentes presiones. Por lo tanto, un azeótropo o una composición de tipo azeotrópico se puede definir en términos de la relación que existe entre sus componentes o en términos de los intervalos de composición de los componentes ;o en términos de porcentajes en peso exactos de cada componente de la composición caracterizada por un punto de ebullición, fijo a una presión especificada.
En consecuencia, la invención proporciona composiciones de tipo azeótropo en cantidades eficaces de HFO-1336mzz (E) y agua. Como se usa en la presente memoria, "cantidad eficaz" significa una cantidad de cada componente que, en combinación con el otro componente, da como resultado la formación de una composición de tipo azeotrópico. Más específicamente, la mezcla azeotrópica contiene de aproximadamente más de 0 a aproximadamente 50 por ciento de agua y aproximadamente 50 a menos de aproximadamente 100 por ciento de HFO-1336mzz (E) basado en el peso de la composición azeotrópica o composición de tipo azeotrópico. La mezcla azeotrópica de la presente invención tiene un punto de ebullición de alrededor de 7.0°C ± 1°C a una presión de aproximadamente 1.01 ± 0.141 kg/cm2. En otras modalidades, mezcla azeotrópica de la presente invención tiene un punto de ebullición de alrededor de 7°C a una presión de aproximadamente 1.01. En una modalidad aún más, el azeótropo tiene un punto de ebullición de aproximadamente 7.0°C a' una presión de aproximadamente 1.01 kg/cm2.
En una primera modalidad, los métodos de la presente invención se incluyen los pasos para generar, e ,\ HFO-1336mzz (E) y HFO-1336mzz (E) /azeótropo de agua y para aislar el azeótropo de impurezas. Los presentes métodos 1 también incluyen pasos para la purificación de HFO-1336mzz (E)"" <jle la mezcla azeotrópica, que se discuten en mayor detalle a continuación. Este azeótropo purificado cumple con la necesidad en la técnica para mezclas de HFO que no tienen potencial de agotamiento del ozono y son contribuidores insignificantes al calentamiento global de efecto ihvefriadero y son no inflamables. Dicha mezcla puede ser utilizada en una amplia gama de usos, tales como, pero no limitado a, refrigerantes, agentes espumantes, propulsores y diluyentes para la esterilización gaseosa. El azeótropo se puede proporcionar en combinación con otros aditivos o ingredientes útiles para tales fines.
En una segunda modalidad, también puede ser deseable separar las partes componentes de la HFO-1336mzz (E) y agua azeótropo a una forma purificada HFO-1336mzz (E) . Los métodos de separación pueden incluir cualquier método generalmente conocido en la técnica. En una modalidad, por ejemplo, el exceso de agua puede ser retirado de HFO-1336mzz (E) por separación de fases de liquido-líquido. El agua restante puede entonces ser eliminada de HFO-1336mzz (E) por destilación y/o un medio de secado (por ejemplo, tamices moleculares de sílice alúmina y similares). HFO-1336mzz (E) purificado puede ser utilizado como un producto fina.1 (es decir, como un refrigerante, agente de soplado, agente propulsor, diluyentes para la esterilización gaseoso, o similar) , o puede ser procesado para la producción' d<3 HFO alternativos o compuestos similares. Los siguientes ejemplos no limitantes sirven para ilustrar la invención.
EJEMPLOS Ejemplo 1 Un recipiente de vacio de vidrio aislado provisto de un condensador refrigerado por hielo seco se carga inicialmente con HFO-1336mzz (E) . Después se añade agua incrementalmente y se registra la temperatura de la mezcla. La temperatura de la mezcla alcanza unos valores mínimos y luego se aplana lo que indica la formación de un azeótropo heterogéneo. La presión ambiental durante las mediciones fue de 1.01 kg/cm2. Las temperaturas medidas se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 Mediciones de dispositivo de ebullición de HFO-1336mzz (E) y agua a 1.01 kg/cm2

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. - Una composición azeotrópica o de tipo azeotrópico que consiste esencialmente en cantidades eficaces de trans-1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-buteno (HFO-1336mzz (E) ) y agua .
2. - Una composición azeotrópica o de tipo azeotrópico que consiste esencialmente en de más' de aproximadamente 0 a aproximadamente 50 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 50 a menos de aproximadamente 100 por ciento en peso de HFO-1336mzz (E) , cuya composición tiene un punto de ebullición de alrededor de 7.0°C ± 1°C a. una presión de aproximadamente 1.01 kg/cm2 ± 0.141 kg/cm2.
3. - La composición de la reivindicación 2, que consiste de agua y HFO-1336mzz (E) .
4. - La composición de la reivindicación 2.,, que tiene un punto de ebullición de aproximadamente 7.09C a una presión de aproximadamente 1.01 kg/cm2.
5. - Un método de formación de una composición azeotrópica o de tipo azeotrópico que comprende formar una mezcla que consiste esencialmente en de aproximadamente 0 a aproximadamente 50 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 50 a menos de aproximadamente 100 por ciento en peso de HFO-1336mzz (E) , cuya composición tiene un -punto de ebullición punto de aproximadamente 7.0°C ± 1°C a una presión de aproximadamente 1.01 kg/cm2 ± 0.141 kg/cm2.
6. - El método de la reivindicación 5, en donde la composición consiste en agua y HFO-1336mzz (E) .
7. - Un método para la eliminación de HFO-1336mzz (E) a partir de una mezcla de HFO-1336mzz (E) y al menos una impureza, que comprende añadir agua a la mezcla en una cantidad suficiente para formar una composición azeotrópica o de tipo azeotrópico composición de HFO-1336mzz (E) y agua, y separar la composición azeotrópica de las impurezas.
8. - El método de la reivindicación 7, en donde las impurezas no forman una mezcla azeotrópica con HFO-1336mzz (E) , agua o una mezcla de HFO-1336mzz (E) y agua.
9. - El método de la reivindicación 7, en donde las impurezas no forman una mezcla azeotrópica con HFO-1336mzz (E) , agua o una mezcla de HFO-1336mzz (E) y agua.
10. - El método de la reivindicación 7, en' donde las impurezas comprenden un halocarbono.
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