Composiciones refrigerantes.

La invención se refiere a composiciones refrigerantes que comprenden a):

pentaflruoroetano, octafluoropropano, trifluorometoxidifluorometano o hexafluoro-ciclopropano o una mezcla de al menos dos de estos productos, a razón de 5 a 60% del peso de la composición, b) pentafluoroetano, 1,1,1,2- o 1,1,2,2,-tetrafluoroetano, 1,1-difluuoroetano, trifluorometoxipentafluoroetano, 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano o 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoropropano, o una mezcla de al menos dos de estos componentes, a razón de 30 a 94% en peso del peso de la composición y c) un hidrocarburo no sustituido de fórmula C{sub,n}H{sub,m}, en la que n es al menos 4 y m es al menos 2n-, distinto del metil-propano, a razón de 1 a 10% en peso del peso de la composición.

Composiciones refrigerantes.

La presente invención se refiere a composiciones refrigerantes, en particular para el uso como sustitutos en equipos frigoríficos que emplean actualmente, o están diseñados para emplear, el refrigerante R22.

El refrigerante R22 (CClF₂) se ha usado principalmente como refrigerante para sistemas de aire acondicionado. Sin embargo, el R22 contiene átomos de cloro y se le ha implicado en el daño ambiental de la capa de ozono. Como resultado, se han hecho tentativas para sustituir el R22 por una formulación refrigerante que no suponga el uso de refrigerantes, tales como el R22, que contienen átomos de cloro.

Entre las alternativas, se ha dirigido una atención especial al R134a (C₂ H₂ F₄; 1,1,1,2 - tetrafluoroetano) junto con pentafluoroetano (R125) (p.e. -48,6ºC). Las formulaciones comerciales de estos dos refrigerantes suponen el uso de un hidrocarburo, a saber, propano, propileno o isobutano. Aunque estas formulaciones refrigerantes en general son efectivas como sustitutos para el R22, sin embargo se ha descubierto que su uso no es totalmente satisfactorio.

Han surgido dificultades a causa de la inflamabilidad de la composición fraccionada, es decir, que el vapor por encima de la composición líquida posee problemas de inflamabilidad. Como resultado, estas formulaciones comerciales pueden producir composiciones inflamables en ciertas circunstancias de escapes. La inflamabilidad de estas composiciones refrigerantes reside en su contenido de hidrocarburo. Uno de los propósitos de incorporar el hidrocarburo es que esa formulación sea compatible con los lubricantes usados habitualmente en equipos frigoríficos de R22. Los hidrocarburos específicos se han seleccionado porque poseen el punto de ebullición correcto en relación con el del fluorocarbono.

Se ha descubierto, sorprendentemente, de acuerdo con la presente invención, que si se usa un hidrocarburo con al menos 4 átomos de carbono distintos de metil-propano (isobutano) en vez de aquellos previamente recomendados, la inflamabilidad de la composición fraccionada se reduce en gran medida. Este resultado es muy sorprendente ya que el n-butano, por ejemplo, tiene un punto de ebullición significativamente mayor (-0,5ºC) que, por ejemplo, el isobutano (-11,7ºC) y en consecuencia es menos volátil. En efecto, los programas de ordenador del NIST (National Institute of Standards & Technology) de EE.UU. REFPREP y REFLEAK han predicho que una formulación particularmente preferida que contiene tal n-butano sería inflamable cuando se ha descubierto que no lo es. Además, aunque puede haber un intervalo considerable de puntos de ebullición entre el componente de punto de ebullición más bajo y el hidrocarburo de la composición, el deslizamiento de temperatura de la mezcla es relativamente pequeño. En una realización particular, aunque el intervalo de puntos de ebullición es 36,2ºC, el deslizamiento de temperatura es solamente 3,9K en el punto de ebullición de -34,6ºC a una atmósfera de presión. Es sorprendente además que tal formulación tiene una inflamabilidad reducida porque el n-butano, por ejemplo, tiene un intervalo de límites de inflamabilidad mayor comparado con el isobutano. Así, el n-butano tiene un intervalo de inflamabilidad de 1,5 a 10,1 % v/v mientras que para el isobutano es sólo de 1,7 a 9,7 % v/v.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición refrigerante que comprende

La presente invención también proporciona, como realización C, una composición refrigerante que comprende:

La presente invención también proporciona un proceso para producir refrigeración, que comprende evaporar una composición de la presente invención cerca de un cuerpo a enfriar. La invención también proporciona un aparato de refrigeración que contiene, como refrigerante, una composición de la presente invención. La invención proporciona además el uso de una composición refrigerante que comprende:

El componente (ii) estará presente en una cantidad de 1 a 10 %, especialmente de 1 a 8 %, preferiblemente de 2 a 6 % y más preferiblemente de 2 a 5 %, y en particular de 2 ó 3 a 4 %, lo más preferiblemente alrededor de 3,5 %, en peso de la composición, pero solamente de 1 a 4 % en las realizaciones A, B y C.

Se apreciará que el componente (i) y el componente (iii) puedan ser ambos R125. En esta situación la composición puede, por lo tanto, ser binaria y la cantidad de R125 será de 90 a 99 % en peso. En todas las otras situaciones la composición será al menos ternaria.

Entre las composiciones preferidas de la presente invención están aquellas que contienen uno o más de R125, R134a y R218. Así, el componente (iii) comprende preferiblemente R125 y/o R128 mientras que el componente (i) comprende preferiblemente R125 y/o R134a.

En las realizaciones A y B, el componente (iii) representa el resto de la composición (hasta el 100 %). El componente (iii) está presente en las realizaciones C y D en una cantidad de 5 a 60 % en peso, en general de 5 a 50 % en peso. Si el R125 no forma parte del componente (iii), entonces la cantidad será típicamente de 5 a 20 %, especialmente de 5 a 15 % y preferiblemente de 7 a 12 %, en peso. Se apreciará que si la composición contiene R125, la concentración de R125 se puede dividir entre los componentes (iii) y (i). Así, en la realización C la concentración de R125 en la composición no es de 5 a 20 % en peso respecto del peso de la composición.

La concentración del componente (i) es de 30 a 50 % en peso en la realización A y de 50 a 75 %, en peso, en la realización B. En las realizaciones C y D, la concentración es de 30 a 94 % en peso, en general de 50 a 90 % y especialmente de 75 a 90 %, en peso.

Típicamente, los hidrocarburos que se pueden emplear como componente (ii), y que pueden ser saturados o insaturados, poseen 4 ó 5 átomos de carbono e incluyen metilenciclopropano, 1-buteno, cis y trans-2-buteno, butano, ciclobutano, ciclopenteno, ciclopentano, 2-metil-1-buteno, 2-metil-2-buteno, 3-metil-1-buteno, 1-penteno, cis y trans-2-penteno, 2-metilbutano, pentano y mezclas dos o más de los mismos. El uso de n-butano (R600) es particularmente preferido.

Las formulaciones específicas que se ha descubierto que son efectivas son las siguientes: