ES3056184T3 - Uses of azeotrope-like compositions of trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene and water - Google Patents

Uses of azeotrope-like compositions of trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene and water

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Abstract

Se proporcionan composiciones azeotrópicas y similares a azeótropos de trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (HFO-1336mzz(E)) y agua. Dichas composiciones azeotrópicas y similares a azeótropos son útiles para aislar el HFO-1336mzz(E) de impurezas durante la producción. Los azeótropos de la presente invención son igualmente útiles en composiciones finales, como agentes de expansión, propelentes, refrigerantes, diluyentes para esterilización gaseosa, etc. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Usos de composiciones similares a azeótropos de trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y aguaCampo de la invención
[0003] La presente invención concierne a usos de composiciones azeotrópicas y similares a azeótropos de trans-1,1,1,4,4,4-heaxafluoro-2-buteno (1336mzzm o HFO-1336mzz(E)) y agua, como se define en la reivindicación 1.
[0004] Antecedentes de la invención
[0005] Tradicionalmente, los clorofluorocarbonos (CFC) como el triclorofluorometano y el diclorodifluorometano se han usado como refrigerantes, agentes de expansión y diluyentes para la esterilización gaseosa. En los últimos años, ha surgido una preocupación generalizada de que los clorofluorocarbonos completamente halogenados podrían ser perjudiciales para la capa de ozono de la Tierra. Por lo tanto, es deseable encontrar alternativas a estos materiales que sean estratosféricamente más seguras. Actualmente existe un esfuerzo mundial por usar hidrocarburos sustituidos con flúor que contengan menos sustituyentes de cloro o ningún sustituyentes de cloro. La producción de HFC, es decir, compuestos que contienen sólo carbono, hidrógeno y flúor, ha sido objeto de interés para proporcionar productos deseables desde el punto de vista ecológico que pudiesen proporcionar un sustituto de los CFC. En la técnica se sabe que dichos compuestos se producen haciendo reaccionar fluoruro de hidrógeno con diversos compuestos hidroclorocarbonados. Si bien se considera que los HFC son mucho más ventajosos desde el punto de vista ambiental que los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) o los clorofluorocarbonos (CFC) porque no agotan el ozono, datos recientes indican que también pueden contribuir al calentamiento global por efecto invernadero. Por consiguiente, también se están explorando alternativas a los HFC, HCFC y CFC.
[0006] Se han propuesto hidrofluoroolefinas (“HFO”) como posibles reemplazos. En general, se sabe que los HFO se usan mejor como un fluido de un solo componente o mezcla azeotrópica, ya que ninguno de los cuales se fracciona al hervir o evaporarse. La identificación de tales composiciones es difícil debido, al menos en parte, a la relativa imprevisibilidad de la formación de azeótropos. Por lo tanto, la industria busca continuamente nuevas mezclas a base de HFO que sean sustitutos aceptables y más seguros para el medio ambiente de los CFC, HCFC y HFC. La presente invención satisface estas necesidades, entre otras.
[0007] El documento US 5,516,951 se refiere a un proceso para producir una mezcla de cis- y trans-1,1,1,4,4,4-hexafluorobuteno.
[0008] Compendio de la invención
[0009] La reivindicación 1 proporciona el uso de una composición azeotrópica o similar a un azeótropo de trans-1,1,1,4,4,4-heaxafluoro-2-buteno (HFO-1336mzz(E)) y agua como refrigerante, agente de expansión, propelente o diluyente para la esterilización gaseosa. Las composiciones de la presente invención proporcionan reemplazos deseables desde el punto de vista ecológico de los CFC, HFC y HCFC usados actualmente, ya que el HFO-1336mzz(E) y el agua tienen un potencial de agotamiento del ozono escaso o nulo. Adicionalmente, una composición que contiene dicho azeótropo presenta características que la hacen mejor que los sustitutos de CFC, HFC y HCFC, así como que HFO-1336mzz(E) o agua por sí solos.
[0010] La composición azeotrópica o similar a un azeótropo comprende una combinación de más del 0 al 50 por ciento en peso de agua y del 50 a menos del 100 por ciento en peso de HFO-1336mzz(E), en donde el azeótropo resultante tiene un punto de ebullición de 7,0 °C ± 1 °C a una presión de 100 kPaa ± 14 kPa (14,5 psia ± 2 psia). En realizaciones adicionales, el azeótropo tiene un punto de ebullición de 7 °C a una presión de 100 kPa (14,5 psia).
[0011] Descripción detallada de la invención
[0012] La composición azeotrópica o similar a un azeótropo definida en la reivindicación 1 se usa como refrigerante, agente de expansión, propelente o diluyente para la esterilización gaseosa. Esta composición proporciona reemplazos deseables desde el punto de vista ecológico de los CFC, HFC y HCFC usados actualmente, ya que el HFO-1336mzz(E) y el agua tienen un potencial de agotamiento del ozono escaso o nulo. Adicionalmente, una composición que contiene dicho azeótropo presenta características que la hacen mejor que los sustitutos de CFC, HFC y HCFC, así como que HFO-1336mzz(E) o agua por sí solos.
[0013] Para los fines de este documento, las mezclas azeotrópicas o similares a azeótropos de HFO-1336mzz(E) y agua, incluyen aquellas composiciones o mezclas que se comportan como azeótropos. El estado termodinámico de un fluido se define por su presión, temperatura, composición líquida y composición de vapor. Para una verdadera composición azeotrópica, la composición líquida y la fase de vapor son esencialmente iguales en un intervalo de temperaturas y presiones dado. En términos prácticos, esto significa que los componentes no se pueden separar durante un cambio de fase. Para los fines de este documento, un azeótropo es una mezcla líquida que presenta un punto de ebullición máximo o mínimo con respecto a los puntos de ebullición de las composiciones de mezcla circundantes. Un azeótropo o una composición similar a un azeótropo es una mezcla de dos o más componentes diferentes que, cuando está en forma líquida a una presión dada, ebullirá a una temperatura sustancialmente constante, cuya temperatura 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 líquida que experimenta ebullición. Para los fines de este documento, las composiciones azeotrópicas se definen para incluir una composición similar a un azeótropo, lo que significa una composición que se comporta como un azeótropo, es decir, tiene características constantes de ebullición o una tendencia a no fraccionarse al ebullición o evaporación. Por tanto, la composición del vapor formado durante la ebullición o evaporación es la misma o sustancialmente la misma que la composición líquida original. En consecuencia, durante la ebullición o evaporación, la composición líquida, si es que cambia, cambia solamente en un grado mínimo o insignificante. Esto contrasta con las composiciones que no son de tipo azeótropo, donde durante la ebullición o evaporación, la composición líquida cambia en un grado sustancial. Por consiguiente, las características esenciales de un azeótropo o una composición similar a un azeótropo 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 la composición en ebullición es esencialmente el de la composición líquida en ebullición, es decir, esencialmente no tiene lugar ningún fraccionamiento de los componentes de la composición líquida. Tanto el punto de ebullición como los porcentajes en peso de cada componente de la composición azeotrópica pueden cambiar cuando la composición líquida azeotrópica o similar a un azeótropo se somete a ebullición a diferentes presiones. Por tanto, un azeótropo o una composición similar a un azeótropo puede definirse 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 caracterizados por un punto de ebullición fijo a una presión especificada.
[0014] Por consiguiente, las presentes reivindicaciones usan una composición similar a un azeótropo que contiene cantidades eficaces de HFO-1336mzz(E) y agua como se define en la reivindicación 1. Más específicamente, la mezcla azeotrópica contiene de más del 0 al 50 por ciento de agua y del 50 a menos del 100 por ciento de HFO-1336mzz(E) basado en el peso de la composición azeotrópica o similar a un azeótropo. La mezcla azeotrópica de la presente invención tiene un punto de ebullición de 7,0 °C ± 1 °C a una presión de 100 kPaa ± 14 kPa (14,5 ± 2 psia). En realizaciones adicionales, la mezcla azeotrópica de la presente invención tiene un punto de ebullición de 7 °C a una presión de 100 kPa (14,5).
[0015] También se describen procedimientos que incluyen las etapas para generar el azeótropo HFO-1336mzz(E) y HFO-1336mzz(E)/agua y para aislar el azeótropo de las impurezas. Este azeótropo purificado satisface la necesidad en la técnica de mezclas de HFO que no tengan potencial de agotamiento del ozono, contribuyan de forma insignificante al calentamiento global por efecto invernadero y no sean inflamables. Dicha mezcla puede usarse en un amplio intervalo de usos, tales como, pero sin limitarse a, refrigerantes, agentes de expansión, propelentes y diluyentes para la esterilización gaseosa. El azeótropo se puede proporcionar en combinación con otros aditivos o ingredientes útiles para tales fines. Según la invención, la mezcla azeotrópica se usa como se define en la reivindicación 1.
[0016] Los siguientes ejemplos no limitativos sirven para ilustrar la invención.
[0017] Ejemplos
[0018] Ejemplo 1
[0019] Un recipiente de vidrio aislado al vacío equipado con un condensador enfriado con hielo seco se carga inicialmente con HFO-1336mzz(E). A continuación, se añade agua de forma incremental y se registra la temperatura de la mezcla. La temperatura de la mezcla alcanza unos valores mínimos y a continuación se estabiliza indicando la formación de un azeótropo heterogéneo. La presión ambiente durante las mediciones fue de 100 kPaa (14,5 psia). Las temperaturas medidas se muestran en la Tabla 1.
[0020] Tabla 1
[0023]
[0024]
[0025]

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES
1. Uso de una composición azeotrópica o similar a un azeótropo como refrigerante, agente de expansión, propelente o diluyente para la esterilización gaseosa, en donde la composición azeotrópica o similar a un azeótropo consiste en más de 0 a 50 por ciento en peso de agua y de 50 a menos de 100 por ciento en peso de trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (HFO-1336mzz(E)), y en donde dicha composición tiene un punto de ebullición de 7,0 °C ± 1 °C a una presión de 100 kPaa (14,5 psia) ±14 kPa (2 psia).
2. El uso de la reivindicación 1, en donde la composición azeotrópica o similar a un azeótropo tiene un punto de ebullición de 7,0 °C a una presión de 100 kPaa (14,5 psia).
3. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde el uso está destinado como un refrigerante.
4. El uso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el uso está destinado como un agente de expansión.
5. El uso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el uso está destinado como un propelente.
6. El uso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el uso está destinado como un diluyente para esterilización gaseosa.
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