Una composición azeotrópica o semejante a azeótropo que está constituida esencialmente por 0,

1 a 10 por ciento en peso de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y desde 99,9 a 90 por ciento en peso de tetracloruro de carbono, y tiene un punto de ebullición de 77,7ºC hasta 77,9ºC a aproximadamente 99.300 Pa (14,4 psia)

Composiciones semejantes a azeótropos de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y tetracloruro de carbono.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones azeotrópicas y semejantes a azeótropos constituidas esencialmente por desde 0,1 a 10 por ciento en peso de 1,1,1,3,3-pentacloropropano (HCC-240) y desde 99,9 a 90 por ciento en peso de tetracloruro de carbono, y que tienen un punto de ebullición que va desde 77,7ºC a 77,9ºC a aproximadamente 99300 Pa (14,4 psia).

Antecedentes

Los fluidos basados en fluorocarbonos han encontrado un uso generalizado en la industria en cierto número de aplicaciones, que incluyen fluidos refrigerantes, propelentes de aerosoles, agentes de soplado, medios de transmisión de calor, y dieléctricos gaseosos. Debido a los problemas ambientales sospechados asociados con el uso de algunos de estos fluidos, es deseable utilizar fluidos que tengan potencial bajo o incluso nulo de agotamiento del ozono, tales como los hidrofluorocarbonos ("HFCs") e hidroclorofluorocarbonos ("HCFCs").

Como es sabido, frecuentemente se incluyen productos químicos fluorados como componente en los agentes de soplado utilizados en la fabricación de diversos productos conformados de plásticos sintéticos. Durante muchos años, el CFC-11 ha sido un producto muy importante en este mercado. En los últimos años, sin embargo, el CFC-11 ha sido reemplazado frecuentemente por el fluorocarbono puente HCFC-141b. Más recientemente, ha surgido una necesidad (causada al menos en parte por regulaciones gubernamentales) para los fabricantes de espumas de interrumpir el uso del HCFC-141b para finales del año 2003 a favor de productos HFC aún más deseables.

Un HFC que ha alcanzado importancia comercial como sustitutivo de productos ambientalmente deficientes, tales como HCFC-141b, es el HFC 1,1,1,3,3-pentafluoropropano ("HFC-245fa"). Muchos procesos para la producción de HFC-245fa implican el uso del HCC 1,1,1,3,3-pentacloropropano ("HCC-240fa") como sustancia reaccionante. Por ejemplo, la Patente EE.UU. No. 6.023.004, que ha sido cedida al cesionario de la presente invención y que se incorpora en esta memoria por referencia, describe la fluoración catalítica en fase líquida de 1,1,1,3,3-pentacloropropano a HFC-245fa.

Así pues, debido a la importancia de HFC-240fa como alimentación en la producción de HFC-245fa, las mejoras en los procesos utilizados para producir HCC-240fa pueden tener un impacto positivo sobre el desarrollo de HFC sustitutivos para productos que no son ambientalmente deseables.

La Patente EE.UU. No. 6.313.360 describe un proceso para producir HCC-240fa haciendo reaccionar primeramente tetracloruro de carbono (CCl₄) y cloruro de vinilo en presencia de una mezcla de catalizadores que comprende disolvente de organofosfato, hierro metálico y cloruro férrico en condiciones suficientes para producir una mezcla de productos que contiene HCC-240fa. La mezcla de productos se fracciona luego de tal manera que una fracción de cabezas enriquecida en HCC-240fa se separa de la mezcla de productos y resulta una fracción de colas, que comprende los componentes del catalizador hierro metálico/cloruro férrico y subproductos finales pesados. Una porción de la sección de colas se recicla al reactor. Otros procesos producen corrientes de productos de reacción similares.

Dado que el tetracloruro de carbono es una sustancia reaccionante en tales procesos, es común que la mezcla de productos de reacción contenga HCC-240fa y tetracloruro de carbono. Estos componentes estarán contenidos típicamente en una fracción ligera de uno o más de los pasos de fraccionamiento descritos en la técnica anterior. Como se describe con mayor detalle más adelante en esta memoria, los solicitantes han descubierto que ciertas combinaciones de HCC-240fa y tetracloruro de carbono exhiben la propiedad singular e impredecible de la azeotropía, y los solicitantes han llegado a apreciar por esta razón la necesidad de procesos mejorados dirigidos específicamente a la producción de HCC-240fa y/o HFC-245fa. Adicionalmente, HCC-240fa puede estar presente como un producto de reacción en muchas reacciones de fluoración dirigidas a la producción de otros compuestos fluorados. Así pues, los solicitantes han llegado a apreciar y necesitan más generalmente procesos mejorados dirigidos a la producción de HFCs y HCFCs.

Sumario de la invención

Los Solicitantes han descubierto la existencia de composiciones azeotrópicas y semejantes a azeótropos como se definen en la reivindicación 1, que comprenden HCC-240fa y tetracloruro de carbono.

Las composiciones semejantes a azeótropos son útiles también como disolventes, como composiciones para eliminación de la oxidación superficial de los metales, y en procesos para la eliminación de impurezas de HCC-240fa.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Los autores de la presente invención han desarrollado varias composiciones que pueden ayudar a satisfacer la necesidad continua de sustitutos para CFCs y HCFCs. En una realización, la presente invención proporciona composiciones semejantes a azeótropos como se definen en la reivindicación 1 que comprenden 1,1,1,3,3-pentacloropropano ("HCC-240fa") y tetracloruro de carbono (CCl₄).

Es sabido que la composición de una mezcla azeotrópica varía con las variaciones de presión en el sentido de que las concentraciones relativas de los componentes en la mezcla azeotrópica cambian con la presión. Así, es posible que dos compuestos con puntos de ebullición próximos en mezcla azeotrópica puedan separarse por destilación, lo que aprovecha la ventaja del efecto de variación de la presión (por ejemplo, destilación con fluctuación de presiones).

La invención proporciona también un método de formación de una composición azeotrópica o semejante a azeótropo como se define en la reivindicación 6, que consiste esencialmente en mezclar 1,1,1,3,3-pentacloropropano y tetracloruro de carbono.

La invención proporciona adicionalmente un proceso como se define en la reivindicación 3 para separar 1,1,1,3,3-pentacloropropano de una mezcla comprendiendo 1,1,1,3,3-pentacloropropano y al menos una impureza, que comprende añadir tetracloruro de carbono a la mezcla en una cantidad suficiente para formar una composición azeotrópica o semejante a azeótropo del 1,1,1,3,3-pentacloropropano y el tetracloruro de carbono, y separar después de ello la composición azeotrópica de la impureza.

Composiciones

Las presentes composiciones son composiciones semejantes a azeótropos. Como se utiliza en esta memoria, el término "semejante a azeótropo" tiene por objeto en su sentido amplio incluir tanto composiciones que son estrictamente azeotrópicas como composiciones que se comportan como mezclas azeotrópicas. Según los principios fundamentales, el estado termodinámico de un fluido está definido por presión, temperatura, composición del líquido, y composición del vapor. Una mezcla azeotrópica es un sistema de dos o más componentes en el cual la composición del líquido y la composición del vapor son iguales a la presión y temperatura indicadas. En la práctica, esto significa que los componentes de una mezcla azeotrópica tienen puntos de ebullición constantes y no pueden separarse durante la destilación.

Las composiciones semejantes a azeótropos tienen punto de ebullición constante o esencialmente constante. Dicho de otro modo, para las composiciones semejantes a azeótropos, la composición del vapor formado durante la ebullición o evaporación (en condiciones sustancialmente isobáricas) es idéntica, o sustancialmente idéntica, a la composición de líquido original. Así pues, con la ebullición o evaporación, la composición del líquido cambia, si acaso, únicamente en una proporción mínima o insignificante. Esto debe contrastarse con las composiciones no semejantes a azeótropos en las cuales, durante la ebullición o evaporación, la composición del líquido cambia en un grado sustancial. Todas las composiciones semejantes a azeótropos de la invención dentro de los intervalos indicados así como ciertas composiciones fuera de estos intervalos son semejantes a azeótropos.

Las composiciones semejantes a azeótropos de la invención pueden incluir componentes adicionales que no forman nuevos sistemas semejantes a azeótropos, o componentes adicionales que no se encuentran en el primer corte de destilación. El primer corte de destilación es el primer corte tomado después que la columna de destilación exhibe operación en estado estacionario en condiciones...

1. Una composición azeotrópica o semejante a azeótropo que está constituida esencialmente por 0,1 a 10 por ciento en peso de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y desde 99,9 a 90 por ciento en peso de tetracloruro de carbono, y tiene un punto de ebullición de 77,7ºC hasta 77,9ºC a aproximadamente 99.300 Pa (14,4 psia).

2. La composición de la reivindicación 1, que está constituida esencialmente por 0,02 a 5 por ciento en peso de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y desde 99,8 a 95 por ciento en peso de tetracloruro de carbono.

3. Un proceso para separar 1,1,1,3,3-pentacloropropano y una mezcla que contiene 1,1,1,3,3-pentacloropropano y al menos una impureza, comprendiendo el proceso añadir tetracloruro de carbono a una mezcla que contiene 1,1,1,3,3-pentacloropropano y al menos una impureza en una cantidad suficiente para formar una composición azeotrópica o semejante a azeótropo que comprende desde 0,01 a 10 por ciento en peso de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y desde 90 a 99,9 por ciento en peso de tetracloruro de carbono y separar después de ello la composición azeotrópica o semejante a azeótropo de la impureza.

4. El proceso de la reivindicación 3 en el cual la impureza comprende un halocarbono y no forma una mezcla azeotrópica o semejante a azeótropo con 1,1,1,3,3-pentacloropropano, tetracloruro de carbono o una mezcla de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y tetracloruro de carbono.

5. El proceso de la reivindicación 3, en el cual la impureza es miscible con 1,1,1,3,3-pentacloropropano.

6. Un método de formación de una composición azeotrópica o semejante a azeótropo que comprende combinar desde 0,01 a 10% en peso de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y desde 90 a 99,9 por ciento en peso de tetracloruro de carbono para formar una composición azeotrópica o semejante a azeótropo constituida esencialmente por 1,1,1,3,3-pentacloropropano y tetracloruro de carbono, composición que tiene una presión de vapor de 99.300 Pa (14,4 psia) a 101.400 Pa (14,7 psia) a una temperatura de 78ºC.