JPH07508519A

JPH07508519A - ペンタフルオロエタン及びトリフルオロエタンの混合物

Info

Publication number: JPH07508519A
Application number: JP6502429A
Authority: JP
Inventors: ビーベンズ，ドナルド・バーナード; ヨコゼキ，アキミチ
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1995-09-21
Also published as: RU94046275A; CA2138249A1; BR9306782A; EP0648253A1; AU4537293A; WO1994000528A1; MX9303872A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称ペンタフルオロエタン及びトリフルオロエタンの混合物発明の背景本発明は、ペンタフルオロエタン及び１．１．　ｌ−トリフルオロエタンの共沸組成物に関する。

近年、クロロフルオロカーボンの長期間の環境上の影響が科学的詮索を受けるようになってきた。何故ならば、これらの物質はそれらの高い安定性のために成層圏に到達することができ、そこで紫外線の影響下で塩素原子を放出し、この塩素原子が今度は成層圏のオゾン中で化学反応を受けることが当然のこととされてきたからである。成層圏のオゾンの減少は、地球の表面に到達する紫外線の量を増加させるであろう。

成層圏のオゾン枯渇に伴う潜在的な環境上の問題を考慮して、クロロフルオロカーボンが使用されてきた用途のための有用な代替品になりそして環境的に安全である特性を有する新しい物質がめられている。

環境的に安全な物質としての候補物質であり得る単一のフッ素化炭化水素物質の数には制限がある。しかしながら、既知のフッ素化炭化水素の混合物は、所望の組み合わせ又は特性を与えられた混合物中に見い出すことができる場合には、使用することができる可能性がある。しかしながら、単純な混合物は、蒸気相及び液相の両方における成分分離のために冷却及びその他の装置の設計及び操作において新たな問題を生じる。成分分離問題を回避するためには、新しい実質的に一定に沸騰するフルオロカーボンのブレンドを発見することが特に望ましい。このようなブレンドは成分分離問題という欠点があってはならない。あいにく、一定に沸騰する組成物の組成を予言することは可能ではなく、か（して所望の組み合わせの特性を有する新規な一定に沸騰する組成物の探求を複雑にする。冷却剤、エアゾル噴射剤、熱移動媒体、気体状誘電体、消火剤、ポリオレフィン及びポリウレタンのための膨張剤として並びに電力サイクル作動流体としてそれらを特に有用にする特性を有しそして潜在的に環境的に安全である、実質的に一定に沸騰する組成物がめられている。

発明の要約本発明は、約５〜４５重量％、好ましくは約４０〜４５重量％のペンタフルオロエタン及び５５〜９５重量％、好ましくは約５５〜６０重量％の１、１．１−　）リフルオロエタンから本質的に成る共沸組成物に向けられ、そしてこの組成物は約５１ｐｓｉａで−１６，９℃で沸騰する。殊に好ましい共沸混合物は、３０重量％のペンタフルオロエタン（ＣＦ３ＣＨＦ２、沸点＝−４８，５℃）及び７０重量％の１．１．１−）リフルオロエタン（ＣＦ３Ｃ）１３、沸点＝−４７，６℃）から本質的に成り、そして約５１ｐｓｉａで−１６，９℃で沸騰する。

本発明の新規な組成物は、その２つのフルオロカーボン構成要素のどちらよりも低い蒸気圧を示す。本明細書中で述べられた組成物は、考えられた用途におけるそれらの有用性を由々しく減少させる成分分離に抵抗する。本発明の実質的に一定に沸騰する共沸組成物は、冷却剤、加熱用途、エアゾル噴射剤、気体状誘電体、消火剤、ポリオレフィン及びポリウレタンのための膨張剤として並びに電力サイクル作動流体として殊に有用である。

好ましい実施態様の詳細な説明これらの混合物を構成するフッ素化化合物は、それぞれハロカーボン分野に慣用的な命名法による、）ＩＦｃ−１２５（ペンタフルオロエタン）及びＨＦＣ１４３ａＣＬ　］、　１−　）リフルオロエタン）としてこの産業において識別される。

異なる量のフルオロカーボンを含むペンタフルオロエタン及び１．１．１−）リフルオロエタンの種々の混合物に関する相検討は、一定の温度で検討された組成物範囲にわたって共沸混合物が生成されることを示す。広い範囲の割合のフルオロカーボン成分を含む、実質的に一定に沸騰する組成物の評価に関する更なる検討は、混合物の成分分別に対する抵抗をもたらし、その結果組成物は一定の温度で実質的に一定に沸騰している。一定の温度での蒸気圧における無意味なほど小さい変化は、過剰量の一つのフルオロカーボン成分の混合物の沸騰する温度を実質的に変える量の分離及び損失は起きないことを示し、これは組成物を考えられた用途のために、殊に冷却剤として適切なものにする。

更に検討の結果、本発明の新規な共沸組成物は小さな圧力応差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓ）を有する露点及び泡立ち点を示すことが更に指摘された。当該技術において良（知られているように、露点と泡立ち点の圧力の間の差は、混合物の一定に沸騰する又は共沸の挙動の指標である。本発明の実質的に一定に沸騰する組成物によって示される圧力応差は、数種の既知の非共沸二元組成物のものと比較する時に、非常に小さい。

この分野の技術において良（認識されでいるように、冷却剤及びその池の用途のための真の共沸混合物と実質的に等しい特性を示すばかりではなく、また他の温度及び圧力での沸騰の際に分離又は分別しない一定に沸騰する特徴又は傾向の点で真の共沸組成物と実質的に等しい特性を示す、真の共沸混合物と同じ成分を含むある範囲の組成物が存在する。

本発明の組成物に添加することができる、フルオロカーボン組成物中にしばしば組み込まれる添加剤は、潤滑剤、腐食抑制剤、安定剤及び染料を含む。

冷却用途に加えて、本発明の新規な実質的に一定に沸騰する共沸組成物はまた、エアゾル噴射剤、熱移動媒体、気体状誘電体、消火剤、ポリオレフィン及びポリウレタンのための膨張剤として並びに電力サイクル作動流体として有用である。

本明細書中で述べられたフルオロカーボン組成物は、一定に沸騰する共沸組成物を凝縮させること及びその後で冷却されるべき物体の近（で組成物例えば凝縮物を蒸発させることによって冷却を作り出すために使用することができる。更に、本明細書中で述べられたこれらのフルオロカーボン組成物はまた、加熱されるべき物体の近くで一定に沸騰する共沸組成物を凝縮させること及びその後で組成物を蒸発させることによって熱を作り出すために使用することができる。

本発明の実質的に一定に沸騰する共沸組成物の使用は、フルオロカーボン組成物が実質的に単一の物質として行動するので、装置運転における成分分別及び取り扱いの問題を排除する。

本発明のフルオロカーボン組成物は、０．２５のオゾン枯渇潜在力を有する冷却剤５０２と比較してゼロのオゾン枯渇潜在力を有する。

以下の実施例は本発明を更に例示するが、その中では特記しない限り部及びパーセンテージは重量による。

実施例１相検討をペンタフルオロエタン及びｉ、　１．１−　トリフルオロエタンに関して行ったが、その検討においては組成を変えそして蒸気圧を−１６，９℃の一定の温度で測定した。観察された最小蒸気圧によって証明されるように、共沸組成物が得られ、そして以下のように特定ペンタフルオロエタン＝３０．５±５重量％１．１．１−１−リフルオロエタン＝６９．５±５重量％蒸気圧＝　−１６，９℃で５１．１ｐｓｉａ実施例２５〜４５重量％のペンタフルオロエタン（ＲＦＣ−１２５）及び５５〜９５重量％の１．１．１−　トリフルオロエタンの混合物を製造し、そして−１６，９℃ 及び３０℃で蒸気圧を測定する。これらの組成物によって発生した圧力を下の表２に示す。

５　＋　９５　５１．４６　５１．４６　２０３．２２　２０３．２２１０　＋　９０　５１．３５　５１．３４　２０３．４５　２０３．８８２０　＋　８０　５１．１８　５１．１７　２０４．１１　２０４．０７３０　＋　７０　５１．０９　５１．０９　２０５．１０　２０５．００３５　＋　６５　５１．０８　５１．０９　２０５．７５　２０５．６０４０　＋　６０　５１．１０　５１．１０　２０６．４９　２０６．２９４５　＋　５５　、　５１．１５　５１．１５　２０７．３６　２０７．１０実施例３むしろ広い範囲の組成を構成する本発明の新規な共沸組成物は、実質的に圧力応差のない露点及び泡立ち点を示す。当該技術において良く知られているように、露点及び泡立ち点圧力の間の差は、混合物の共沸混合物様挙動の指標である。本発明の共沸混合物によって示される圧力応差は、数種の既知の非共沸二元組成物、即ち、以下に示した、それぞれ、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）と１．１．１．２−テトラフルオロエタン（ＲＦＣ−１３４ａ）、及びクロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）と１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＩＣＦＣ−１４２ｂ）の（５０＋　５０）重量％混合物のものと比較する時に、非常に小さい。表３中に示されるこれらのデータは、本発明中で請求された組成物の共沸的な挙動を確認する。

ＲＦＣ−１２５＋　ＨＦＣ−１３４ａ（５０＋５０）　１４９．１　１６４．４　１５．３　３１．２　３７．２ＨＣＦＣ−２２＋ＨＣＦＣ−１４２ｂ（５０＋５０）　８９．４　１１４．１　２４．７　１７，９　２５．７害施例１１ＦＣ−１２５＋ＲＦＣ−１４３ａ（３０，５＋６９．５）　２０５．０　２０５．１　０，１　５１，１　５１．ｌＨＦＣ−１２５＋１ｌＦＣ−１４３ａ（５＋９５）　２０３．２　２０３．２　０．０　５１．５　５１．５ＨＦＣ− １２５＋１ＩＦＣ−１４３ａ（４５＋５５）　２０７．＋　２０７．４　０．３　５］、２　５１．２実施例４それぞれ、冷却剤５０２及びペンタフルオロエタン（ＲＦＣ（２５）の両者との本発明の共沸組成物の冷却特性の比較を表４に示す。これらのデータは、１トンベースで、即ち、１２．０ＯＯＢＴＵ／ｈｒの速度での空間からの熱の除去で得られた。液体ライン／吸引ライン熱交換器を、６５°Ｆ（１８，３℃）の戻りガス温度で使用した。

重量％蒸発器温度、’Ｆ　−３０，０−３０，０−３０，０−３０，０−３０，０蒸発器圧力、ｐｓｉａ　２３．１０　２７．６　２７．２８　２７．０１　２６．７３凝縮器温度、”Ｆ　１１５．０　１＋５．０　１１５．０　１１５．０　１１５．０凝縮器圧力、ｐｓｉａ　２７８．６８　３３７．８　３０２．９４　３０７．６６　３１１．４２性能の係数　１．８８　１．６５　１．９１　１．８６　１．８３正味の冷却効果ＢＴＵ／ｌｂ　４７．２３　３７．１２　５９．５２　５３．５６　５０．５５正味の冷却効果は、蒸発器中の冷却剤のエンタルピーの変化、即ち、蒸発器中の冷却剤によって除去される熱を意味するものとする。

性能の係数（ＣＯＰ）は、正味の冷却効果対コンプレッサー仕事量の比を意味するものとする。それは冷却剤エネルギー効率の尺度である。

上の条件によって代表される冷却サイクルに関しては、表４中に示された量のＲＦＣ−１２５／　ＲＦＣ−１４３ａのＣＯＰは、この産業の冷却剤の標準品である冷却剤５０２のＣＯＰと類似しており、そしてペンタフルオロエタン（ＲＦＣ −１２５）のものよりも良い。　冷却剤５０２のものと類似の冷却特性を有することは特に望ましい。何故ならば、本明細書中で述べられた共沸組成物はまた、元来冷却剤５０２使用のために設計された現存の冷却装置を殆ど又は全く改造することなく使用することができるからである。更に、本発明はまた、冷却剤５０２の一番もっともらしい置換品としてこの産業によって現在認められている冷却剤であるペンタフルオロエタン（ＲＦＣ−１２５）の冷却特性よりも驚くべきことに実質的に良い冷却特性をも有する組成物を提供する。

本発明の新規な共沸混合物は、０．２５のオゾン枯渇潜在力を有する冷却剤５０２に対してゼロのオゾン枯渇潜在力を有する。

国際調査報告　Ｄｊ７／１１（Ｑ’ｔ／Ｉ’１Ｑ７１＋フロントページの続き（５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，６識別記号　庁内整理１号Ｃ０９Ｋ　３１００　１１１　Ｂ　９１５５−４８３／３０　Ｎ　８３１８−４ＨＣＯ８Ｌ　２３：０２７５：０４（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＰ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＢＹ、　ＣＡ。

ＣＺ、ＦＩ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＫＺ、ＬＫ、ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＯ，ＮＺ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＫ、ＵＡ、ＶＮＩ

Claims

【特許請求の範囲】１）約５１ｐｓｉａの蒸気圧で一１６．９℃の沸点を有する、５〜４５重量％のべンタフルオロエタン及び５５〜９５重量％の１，１，１−トリフルオロエタンから成る共沸組成物。２）約４０〜４５重量％のべンタフルオロエタン及び約５５〜６０重量％の１，１，１−トリフルオロエタンから成る、請求項１記載の共沸組成物。３）約３０重量％のべンタフルオロエタン及び約７０重量％の１，１，１−トリフルオロエタンから成る、請求項１記載の共沸組成物。４）請求項１、２又は３記載の組成物を凝縮させること及びその後で冷却されるべき物体の近くで組成物を蒸発させることから成る、冷却を作り出すための方法。５）請求項１、２又は３記載の組成物を加熱されるべき物体の近くで凝縮させること及びその後で組成物を蒸発させることから成る、熱を作り出すための方法。