Procedimiento para secar un flujo gaseoso comprendiendo un fluoropropeno.

Un método de secado de un fluido que comprende un fluoropropeno,

cuyo método comprende la etapa decontactar el fluido con un desecante que comprende un tamiz molecular que tiene aberturas que tienen un tamañosegún su dimensión mayor de desde aproximadamente 3 Å a cerca de un 5 Å.

La invención se refiere generalmente a desecantes para el secado de fluidos que contengan propenos fluorados. En particular, la invención se refiere a la utilización de desecantes que contienen tamices moleculares que tienen tamaños de poros definidos.

En general se reconoce que es importante controlar los niveles de agua presente dentro de sistemas de refrigeración por compresión de vapor que utilizan fluidos halogenados como los medios de transferencia térmica. Los altos niveles de humedad en estos sistemas pueden dar lugar a una serie de problemas de fiabilidad y rendimiento. Con niveles cercanos o superiores a aquéllos donde puede formarse agua en fase libre, pueden formarse clatratos sólidos o cristales de hielo. Los clatratos sólidos pueden formarse a temperaturas por encima de la del punto normal de congelación del agua. Estos materiales sólidos pueden actuar para restringir el flujo de refrigerante, especialmente a través del dispositivo de expansión, normalmente una válvula, tubo de orificio o tubo capilar, que se utiliza para regular el flujo de refrigerante por el sistema.

A niveles inferiores de humedad, muchos materiales poliméricos encontrados en sistemas de compresores herméticos, en particular los relacionados con el aislamiento de motor eléctrico hermético como el nylon y el PET, pueden estar sujetos a degradación hidrolítica que lleva a quemado del motor y fallo prematuro del sistema. La humedad también puede actuar para corroer los componentes metálicos del sistema y contribuye al fenómeno de encobrado en cobre donde el cobre es transportado desde componentes fabricados en cobre y se deposita sobre superficies de aleación ferrosa. Cuando estas superficies están en el compresor, tales como válvulas y elementos de pistón, esta deposición actúa para reducir holguras mecánicas y, eventualmente, puede conducir a gripado.

Con el fin de minimizar los efectos negativos de la humedad en sistemas de refrigeración, estos sistemas incorporan un material desecante con el fin de absorber selectivamente la humedad del fluido circulante. Tradicionalmente, estos desecantes se han fabricado a partir de una serie de materiales como alúmina activada, gel de sílice y tamices moleculares de aluminosilicato (zeolitas) . El desecante se utiliza generalmente en la forma de un núcleo poroso moldeado que consiste en uno o más de los materiales desecantes, o en la forma de un relleno de perlas o gránulos de desecante. En cualquier caso, el desecante se mantiene dentro de un cartucho y el refrigerante, en forma líquida o en vapor, se hace pasar por el cartucho en contacto con el desecante.

Los tamices moleculares de zeolita son de particular interés ya que pueden combinar una alta capacidad de retención de la humedad con la capacidad de reducir el contenido de humedad del fluido de refrigeración a niveles bajos. Con el fin de lograr un rendimiento satisfactorio del desecante con tales tamices moleculares, es importante minimizar la absorción competitiva de refrigerante. Esto se logra normalmente mediante la selección de un tamiz molecular con una dimensión de abertura del poro que es lo suficientemente pequeña de tal manera que la absorción de refrigerante se reduce al mínimo, pero que es suficientemente amplia como para mantener tasas satisfactorias de absorción de humedad. Esta minimización de absorción de refrigerante también es necesaria con el fin de evitar la degradación del refrigerante por reacción dentro de los canales de tamiz molecular.

Mientras que el control de humedad dentro de un sistema de refrigeración es muy importante, también es necesario secar los fluidos refrigerantes, como parte de su proceso de fabricación. De esta manera, cualquier humedad que se pueda incorporar al refrigerante a través de los pasos del proceso de fabricación, por ejemplo, mediante lavado acuoso, puede ser eliminada antes de que el fluido se envase o se colocan en recipientes receptores. El secado del fluido evita por tanto cualquier problema de corrosión o formación de hielo asociado con la manipulación y el almacenamiento de los fluidos y ayuda a asegurar que la posterior introducción del fluido en un circuito de refrigeración no introduzca excesivos niveles de humedad que puedan sobrecargar la capacidad de secado de cualquier desecante de sistema en línea.

El Protocolo de Montreal provocó la sustitución de los refrigerantes tradicionales de clorofluorocarbono (CFC) e hidroclorofluorocarbono (HCFC) , incluido el R-12 (diclorodifluorometano) , R-22 (clorodifluorometano) y R-502, una mezcla azeotrópica de R-22 y R-115 (cloropentafluoroetano) . Estas sustancias han sido generalmente reemplazadas por los refrigerantes de hidrofluorocarbono (HFC) de fórmula general CnHxFy (donde n = 1 a 3, x = 1 a (2n-1) y (x + y) = 2n + 2) y sus mezclas.

Estos fluidos de refrigeración se utilizan generalmente en combinación con un lubricante sintético del compresor, lo más a menudo un éster, un polialquilenglicol (PAG) o un éter de polivinilo (PVE) . Tanto los refrigerantes HFC como sus lubricantes sintéticos son más polares y más higroscópicos que la combinación tradicional de refrigerantes CFC y HCFC con sus lubricantes de compresores de aceite mineral o hidrocarburo sintético.

Uno de los refrigerantes más comunes utilizados históricamente fue el R-12. Este fue reemplazado por el R134a (1, 1, 1, 2 - tetrafluoroetano) en la década de 1990 en la mayoría de sus áreas de aplicación. Una de las áreas únicas de aplicación más grandes para el R-134a es en sistemas de aire acondicionado de automoción en el que se utiliza junto con un lubricante de compresor de glicol de polialquileno. Otras áreas de aplicación incluyen la refrigeración doméstica e industrial en los que se utiliza generalmente en conjunción con un lubricante de compresor de éster o PVE, normalmente un éster de la familia de ésteres neopentilpoliol (POE) . R-134a es también un componente de mezclas de refrigerantes que se han utilizado para reemplazar a R-22 y R-502 en aplicaciones de congelación, refrigeración y acondicionamiento de aire comercial y residencial.

El potencial de calentamiento global (GWP) del R-134a, 1300 en relación con CO2 en una escala de tiempo de 100 años, ha conducido a una presión para desarrollar refrigerantes alternativos benignos para la capa de ozono con un GWP reducido. Una familia de fluidos en consideración como alternativas al R-134a es la de propenos fluorados. De particular interés es el R-1234yf (2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno) que puede utilizarse por sí solo, o mezclado con otros fluidos de bajo GWP como CF3I, para producir mezclas no inflamables con propiedades físicas y termofísicas apropiadas para usarse en una serie de aplicaciones en las que se utiliza actualmente el R-134a. También son de interés los fluidos refrigerantes que comprenden R-1225ye (1, 1, 1, 2, 3 pentafluoropropeno) , preferentemente sin CF3I. Son de interés las dos formas isoméricas de R-1225ye, concretamente, las formas E y Z. El R-1234yf, como los HFC establecidos, es una especie polar y puede ser usado en conjunción con lubricantes de PAG, PVE y éster utilizados actualmente con el R-134a u otros refrigerantes de HFC. CF3I es relativamente no polar y puede ser usado con lubricantes tradicionales de aceite mineral o hidrocarburos sintéticos. Mezclas que comprenden R-1234yf y CF3I se puede utilizar con lubricantes de PAG, PVE y éster o con lubricantes tradicionales de compresores de aceite mineral o hidrocarburo sintético.

Por lo tanto, existe una necesidad de proporcionar un material desecante compatible para uso con R-1234yf o R 1225ye-o con mezclas que comprenden R-1234yf y CF3I. Además, hay una necesidad de proporcionar un desecante que sea compatible con R-1234yf, R-1225ye y mezclas que contienen R-1234yf y CF3I, y un lubricante de compresor asociado.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método de secado de un fluido que comprende un fluoropropeno, cuyo método comprende la etapa de contactar el fluido con un desecante que comprende un tamizmolecular que tiene aberturas que tienen un tamaño según su dimensión mayor de alrededor de 3 Å a cerca de 5 Å.

Preferiblemente, el tamiz molecular tiene aberturas que tienen un tamaño según su dimensión mayor desdeaproximadamente 3 Å a unos 4 Å.

Convenientemente, el tamiz molecular tiene aberturas que tienen un tamaño según su dimensión mayor dealrededor de 4 Å.

Ventajosamente, el fluoropropeno es R-1234yf, o R-1225ye, por ejemplo R-1225ye ya sea en la mezcla de isómeros E y Z en equilibrio termodinámico o cinético, o en formas isoméricas individuales relativamente puras, por ejemplo, mayor que alrededor del 50%, convenientemente más de alrededor del 80%, convenientemente... [Seguir leyendo]

1. Un método de secado de un fluido que comprende un fluoropropeno, cuyo método comprende la etapa de contactar el fluido con un desecante que comprende un tamiz molecular que tiene aberturas que tienen un tamañosegún su dimensión mayor de desde aproximadamente 3 Å a cerca de un 5 Å.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que el tamiz molecular tiene aberturas que tienen un tamaño según sudimensión mayor de desde aproximadamente 3 Å a unos 4 Å.

3. Un método según la reivindicación 1 ó 2 en el que el tamiz molecular tiene aberturas que tienen un tamaño segúnsu dimensión mayor de alrededor de 4 Å.

4. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el fluoropropeno es R-1234yf o R 1225ye.

5. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el fluido comprende al menos un componente refrigerante adicional.

6. Un método según la reivindicación 5 en el que el al menos un componente refrigerante adicional se selecciona de CF3I, R-134a y el R152a.

7. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el fluido comprende además un lubricante.

8. Un método según la reivindicación 7, en el que el lubricante se selecciona de ésteres, PAG, PVE, aceites minerales e hidrocarburos sintéticos.

9. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el fluido comprende además un estabilizador.

10. Un método según la reivindicación 9 en el que el estabilizador se selecciona de epóxidos, dienos y fenoles.

11. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el fluido comprende además un colorante.

12. Un método según la reivindicación 11 en el que el colorante es un fluoresceno.

13. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el desecante comprende al menos un desecante o absorbente adicional distinto del tamiz molecular.

14. Un método según la reivindicación 13 en donde el al menos un desecante o absorbente adicional se selecciona de alúmina, sílice y carbón activo.

15. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el desecante no contiene ningún otro desecante adicional distinto del tamiz molecular.

16. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el fluido es un fluido de transferencia térmica.

17. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el desecante está contenido en un cartucho.

18. Un método de fabricación de un fluido que comprende un fluoropropeno, cuyo método comprende un método para secar el fluido como se define en cualquier reivindicación precedente.

19. Un método para proporcionar refrigeración usando un fluido de transferencia térmica que comprend un fluoropropeno, cuyo método comprende un método para secar el fluido como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.

20. Un método según la reivindicación 19 en el que el método de proporcionar refrigeración se lleva a cabo en un sistema móvil de aire acondicionado.

21. Un método según la reivindicación 20 en el que el sistema móvil de aire acondicionado es un sistema de aire acondicionado de automóvil.

22. Un dispositivo de transferencia térmica que comprende un fluido de transferencia térmica que comprende un fluoropropeno, y un desecante que comprende un tamiz molecular que tiene aberturas que tienen un tamaño según su dimensión mayor de desde aproximadamente 3 Å a cerca de 5 Å.

23. Un dispositivo de transferencia térmica según la reivindicación 22 en el que el dispositivo de transferencia térmica es un sistema de refrigeración.

24. Un dispositivo de transferencia térmica según la reivindicación 22 o 23 en el que el dispositivo de transferencia térmica es un sistema de aire acondicionado de automóvil.