Composición de tipo azeótropo de 1,1,1-trifluoro-3-cloropropeno y formiato de metilo.

Una composición de tipo azeótropo que comprende cantidades eficaces de HCFO-1233zd y HCOOCH3

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/076791.

Solicitante: ARKEMA INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 900 First Avenue, Bldg. 4-2 King of Prussia PA 19406 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BONNET, PHILIPPE, CHEN,Benjamin B.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > C09K3/00 (Sustancias no cubiertas en otro lugar)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > C09K5/00 (Transferencia de calor, materiales intercambiadores de calor o para almacenar calor, p.ej. refrigerantes; materiales productores de calor o frío mediante reacciones químicas diferentes de la combustión)

PDF original: ES-2534231_T3.pdf

 

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Composición de tipo azeótropo de 1,1,1-trifluoro-3-cloropropeno y formiato de metilo.

Fragmento de la descripción:

Composición de tipo azeótropo de 1, 1, 1-trifluoro-3-cloropropeno y formiato de metilo Campo de la invención La presente invención se refiere a composiciones de tipo azeótropo de 1, 1, 1-trifluoro-3-cloropropeno (HCFO1233zd) y formiato de metilo, y a sus usos.

Antecedentes Los fluidos a base de fluorocarbono se han usado ampliamente en la industria en una serie de aplicaciones, incluyendo como refrigerantes, propulsores de aerosoles, agentes de expansión, medios de transferencia de calor, y dieléctricos gaseosos. Debido a que se sospecha que existen problemas medioambientales relacionados con el uso de algunos de estos fluidos, incluido el riesgo relativamente alto de calentamiento global asociado a ellos, es deseable usar fluidos que tengan un bajo potencial de agotamiento del ozono o incluso un potencial nulo. Además, es deseable el uso de fluidos componentes individuales o mezclas azeotrópicas, que no se fraccionen durante su ebullición y evaporación. No obstante, la identificación de nuevas mezclas medioambientalmente seguras que no se fraccionen es complicada debido a que la formación de azeótropo no se puede predecir fácilmente.

La industria se encuentra en búsqueda continua de nuevas mezclas a base de fluorocarbonos que ofrezcan alternativas, y se consideren sustitutos medioambientalmente más seguros para los CFC y los HCFC.

El Protocolo de Montreal para la protección de la capa de ozono, firmado en octubre de 1987, dictamina la eliminación del uso de clorofluorocarbonos (CFC) . Materiales más "respetuosos" con la capa de ozono, tales como los hidrofluorocarbonos (HFC) , por ejemplo, el HFC-134a han sustituido a los clorofluorocarbonos. Se ha demostrado que estos últimos compuestos son gases de efecto invernadero, que provocan el calentamiento global y fueron regulados por el Protocolo de Kioto sobre el Cambio Climático, firmado en 1998. Se demostró que los materiales sustitutos que han ido apareciendo, los hidrofluoropropenos, son medioambientalmente aceptables, es decir, presentan un potencial de agotamiento del ozono (PAO) nulo y un bajo PCG aceptable.

Actualmente los refrigerantes sustitutos propuestos para los hidrofluorocarbonos tales como el HFC-134a incluyen el HFC-152a, hidrocarburos puros como el butano o propano, o refrigerantes "naturales" como el CO2. Muchos de estos sustitutos sugeridos son inflamables y/o tienen una baja eficiencia energética. Por lo tanto, se están buscando nuevos refrigerantes alternativos. Los materiales de fluoroolefina tales como los hidrofluoropropenos y/o hidroclorofluoropropenos han generado interés como sustitutos de los HFC.

El documento de EE.UU. 2007/010592 A1 desvela composiciones de agente de expansión que comprenden un fluoroalqueno, tales como HCFC-1233zd, y opcionalmente un agente de co-expansión.

El objeto de la presente invención es proporcionar nuevas composiciones que puedan servir como refrigerantes y fluidos de transferencia de calor así como de agentes de expansión, limpiadores disolventes, etc. que proporcionen características únicas que cumplan con las demandas de un bajo o nulo potencial de agotamiento del ozono y un potencial de calentamiento global más bajo en comparación con los HFC actuales.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una gráfica de la presión frente a la fracción molar de formiato de metilo para un sistema binario de HCFO-1233zd y formiato de metilo.

Descripción de realizaciones preferidas Los presentes inventores han desarrollado varias composiciones que ayudan a satisfacer la necesidad permanente de alternativas a los CFC y HCFC. De acuerdo con ciertas realizaciones, la presente invención proporciona composiciones de tipo azeótropo que comprenden 1, 1, 1-trifluoro-3-cloropropeno ("HCFO-1233zd") y formiato de metilo ("HCOOCH3") .

Las composiciones preferidas de la invención tienden tanto a no ser inflamables como a presentar unos potenciales de calentamiento global ("PCG") relativamente bajos. Por consiguiente, los solicitantes se han dado cuenta de que esas composiciones se pueden usar con una gran ventaja en una serie de aplicaciones, incluidos como sustitutos para los CFC, HCFC, y HFC (tales como HCFC123, HFC134a, HFC 245fa, HFC 365mfc, etc.) en refrigerantes, aerosoles, y otras aplicaciones.

Además, los solicitantes se han dado cuenta de que, de forma sorprendente, se pueden formar composiciones de tipo azeótropo de HCFO-1233zd y HCOOCH3. Por consiguiente, en otras realizaciones, la presente invención proporciona métodos para la producción de una composición de tipo azeótropo que comprende la combinación de HFO-1233zd y HCOOCH3 en cantidades eficaces para producir una composición de tipo azeótropo.

Además, los solicitantes se han dado cuenta de que las composiciones de tipo azeótropo de la presente invención presentan propiedades que las hacen ventajosas para su uso como, o en, composiciones refrigerantes o en agentes de expansión de espuma. Por consiguiente, en otras realizaciones más, la presente invención proporciona composiciones refrigerantes y/o agentes de expansión fluidos, y disolventes que comprenden una composición de tipo azeótropo de HCFO-1233zd y HCOOCH3.

Composiciones de tipo azeótropo Como se usa en este documento, el término "de tipo azeótropo" está previsto que incluya en su sentido amplio tanto composiciones que son estrictamente azeotrópicas como composiciones que se comportan como mezclas azeotrópicas. De los principios fundamentales, el estado termodinámico de un fluido se define por la presión, temperatura, composición del líquido, y composición de vapor. Una mezcla azeotrópica es un sistema de dos o más componentes en el que la composición líquida y la composición de vapor son iguales a la presión y temperatura indicadas. En la práctica, esto significa que los componentes de una mezcla azeotrópica están en ebullición constante y no se pueden separar durante un cambio de fase.

Las composiciones de tipo azeótropo de la presente invención pueden incluir componentes adicionales que no formen nuevos sistemas de tipo azeótropo, o componentes adicionales que no se encuentren en el primer corte de destilación. El primer corte de destilación es el primer corte obtenido después de que la columna de destilación presente una operación en estado estacionario en condiciones de reflujo total. Una forma de determinar si la adición de un componente forma un nuevo sistema de tipo azeótropo para descartar que se encuentre fuera de esta invención es destilar una muestra de la composición con el componente en condiciones en las que cabría esperar la separación de una mezcla no azeotrópica en sus componentes separados. Si la mezcla que contiene el componente adicional no es de tipo azeótropo, el componente adicional se fraccionará en los componentes de tipo azeótropo. Si la mezcla es de tipo azeótropo, se obtendrá cierta cantidad finita del primer corte de destilación que contiene todos los componentes de la mezcla que está en ebullición constante o se comporta como una sustancia individual.

De esto se desprende que otra característica de las composiciones de tipo azeótropo es que hay una serie de composiciones que contienen los mismos componentes en proporciones variables que son de tipo azeótropo o están en ebullición constante. Está previsto que todas esas composiciones estén cubiertas por los términos "de tipo azeótropo" y "en ebullición constante". A modo de ejemplo, es bien sabido que a diferentes presiones, la composición de un azeótropo determinado variará al menos ligeramente, como varía el punto de ebullición de la composición. Así, un azeótropo de A y B representa un tipo de relación única, pero con una composición variable que depende de la temperatura y/o la presión. De ello se deduce... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición de tipo azeótropo que comprende cantidades eficaces de HCFO-1233zd y HCOOCH3.

2. La composición de tipo azeótropo de la reivindicación 1 que está constituida esencialmente por entre el 30

aproximadamente y el 81 % molar aproximadamente de HCFO-1233zd y entre el 70 aproximadamente y el 19 % 5 molar aproximadamente de HCOOCH3.

3. La composición de tipo azeótropo de la reivindicación 1 que tiene un punto de ebullición de entre 20 º C aproximadamente y 24 º C aproximadamente a una presión de 101, 35 KPa (14, 7 psia) aproximadamente.

4. La composición de la reivindicación 1 que además comprende un lubricante.

5. La composición de la reivindicación 4 en la que dicho lubricante se selecciona del grupo constituido por aceite 10 mineral, alquilbencenos, ésteres de poliol, polialquilenglicoles, y combinaciones de dos o más de los anteriores.

6. Una composición refrigerante que comprende una composición de tipo azeótropo de la reivindicación 1.

7. Un sistema de refrigeración que comprende un refrigerante de la reivindicación 6.

8. Un método para enfriar un artículo que comprende la condensación de una composición refrigerante de la

reivindicación 6 y a continuación la evaporación de dicha composición refrigerante en las proximidades del artículo a 15 enfriar.

9. Un método para calentar un artículo que comprende la condensación de una composición refrigerante de la reivindicación 6 en las proximidades del artículo a calentar y a continuación la evaporación de dicha composición refrigerante.

10. Una composición pulverizable que comprende un material a pulverizar y un propulsor que comprende una 20 composición de tipo azeótropo de la reivindicación 1.

11. Una composición pulverizable de acuerdo con la reivindicación 10, en la que la composición pulverizable es un aerosol.

12. Un agente de expansión que comprende una composición de tipo azeótropo de la reivindicación 1.

13. Un disolvente que comprende una composición de tipo azeótropo de la reivindicación 1. 25