ES2202585T3 - Composiciones aceotropicas de ciclopentano. - Google Patents
Composiciones aceotropicas de ciclopentano.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A COMPOSICIONES DE CICLOPENTANO Y A UN COMPUESTO SELECCIONADO A PARTIR DEL GRUPO FORMADO POR HIDROFLUOROCARBONOS, HIDROFLUOROETERES O COMPUESTOS DE AZUFRE FLUORADOS. CONCRETAMENTE, DICHOS COMPUESTOS SE PUEDEN SELECCIONAR A PARTIR DEL GRUPO FORMADO POR TETRAFLUOROETANO, HEXAFLUOROPROPANO, PENTAFLUOROPROPANO, TETRAFLUOROPROPANO, TRIFLUOROPROPANO, DIFLUOROPROPANO, OCTAFLUOROBUTANO, HEXAFLUOROBUTANO, PENTAFLUOROBUTANO, NONAFLUOROBUTANO, DIFLUOROBUTANO, TRIFLUORO - 2 - METOXIETANO Y BIS(PENTAFLUOROETIL)SULFURO. DICHAS COMPOSICIONES, QUE PUEDEN SER AZEOTROPICAS O DE TIPO AZEOTROPICO, SE PUEDEN UTILIZAR COMO REFRIGERANTES, AGENTES LIMPIADORES, AGENTES DE EXPANSION PARA POLIOLEFINAS Y POLIURETANOS, PROPELENTES DE AEROSOLES, REFRIGERANTES, MEDIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, DIELECTRICOS GASEOSOS, AGENTES DE EXTINCION DE INCENDIOS, FLUIDOS MOTORES DE CICLO DE TRABAJO, MEDIOS DE POLIMERIZACION, FLUIDOS DE ELIMINACION DE PARTICULADOS, FLUIDOS TRANSPORTADORES, AGENTES ABRASIVOS DEPULIMENTACION Y AGENTES SECANTES DE DESPLAZAMIENTO.
Description
Composiciones aceotrópicas de ciclopentano.
Esta invención se refiere a composiciones que
contienen ciclopentano. Más en particular, esta invención se
refiere a composiciones azeotrópicas que contienen (1) ciclopentano
y un hidrocarburo fluorado; (2) ciclopentano y un hidrofluoroéter; o
(3) ciclopentano y un compuesto de azufre fluorado. Estas
composiciones son adecuadas como agentes limpiadores, agentes
expansores para poliolefinas y poliuretanos, propelentes de aerosol,
refrigerantes, medios de termotransferencia, dieléctricos gaseosos,
agentes extintores de incendios, fluidos de trabajo para ciclos de
trabajo, medios de polimerización, fluidos de remoción de
particulados, fluidos portadores, agentes abrasivos de pulimento y
agentes secadores por desplazamiento.
Los hidrocarburos fluorados tienen muchas
aplicaciones, una de los cuales es la consistente en aplicarlos
como refrigerantes. Tales refrigerantes incluyen
diclorodifluorometano (CFC-12) y clorodifluorometano
(HCFC-22).
En los últimos años se ha señalado que los de
ciertas clases de refrigerantes hechos a base de hidrocarburos
fluorados pueden al ser liberados a la atmósfera afectar
negativamente la capa de ozono estratosférico. A pesar de que esta
proposición no ha sido aún completamente demostrada, existe un
movimiento hacia el control del uso y de la producción de ciertos
clorofluorocarburos (CFCs) e hidrocarburos clorofluorados (HCFCs)
según un convenio internacional.
En consecuencia, hay una demanda de desarrollo de
refrigerantes que tengan un potencial de agotamiento del ozono que
sea menor que el de los refrigerantes existentes, alcanzado sin
embargo un rendimiento aceptable en las aplicaciones de
refrigeración. Los hidrocarburos fluorados (HFCs) han sido
sugeridos como sustitutos de los CFCs y de los HCFCs puesto que los
HFCs no tienen cloro y por consiguiente tienen un potencial de
agotamiento del ozono cero.
En las aplicaciones de refrigeración a menudo se
pierde refrigerante durante el funcionamiento debido a fugas en los
retenes, en las conexiones de los tubos flexibles, en las juntas
soldadas y en las roturas de tuberías. Además puede ser liberado
refrigerante a la atmósfera durante las operaciones de
mantenimiento que se realizan en los equipos de refrigeración. Si
el refrigerante no es un componente puro o una mezcla azeotrópica o
de tipo azeotrópico, la composición del refrigerante puede variar
al producirse en el equipo de refrigeración fugas o descargas de
refrigerante a la atmósfera, lo cual puede hacer que el refrigerante
llegue a ser inflamable o presente un bajo rendimiento de
refrigeración.
En consecuencia, es deseable usar como
refrigerante un solo hidrocarburo fluorado o una composición
azeotrópica o de tipo azeotrópico que incluya uno o varios
hidrocarburos fluorados.
Los hidrocarburos fluorados son también útiles
como agentes espumantes en la fabricación de espumas de
poliuretano, fenólicas y termoplásticas.
Los hidrocarburos fluorados pueden ser también
usados como agentes limpiadores o disolventes para limpiar placas
de circuito electrónico, por ejemplo. Es deseable que los agentes
limpiadores sean azeotrópicos o de tipo azeotrópico porque en las
operaciones de desengrase con vapor el agente limpiador es
generalmente redestilado y reutilizado para la limpieza de enjuague
final.
Los hidrocarburos fluorados pueden ser también
usados como propelentes en aerosoles, como medios de
termotransferencia, dieléctricos gaseosos, agentes extintores de
incendios, fluidos de trabajo para ciclos de trabajo, tal como para
bombas de calor, medios inertes para reacciones de polimerización,
fluidos para retirar particulados de superficies metálicas, como
fluidos portadores que pueden ser usados, por ejemplo, para poner
una fina película de lubricante sobre elementos metálicos, como
agentes abrasivos de pulimento para retirar compuestos abrasivos de
pulimento de las superficies pulidas tales como las superficies
metálicas, como agentes secadores por desplazamiento para retirar
agua tal como de artículos de joyería o de piezas metálicas, como
reveladores de reservas en las técnicas convencionales de
fabricación de circuitos, incluyendo los agentes reveladores tipo
cloro, o como agentes desprendedores para fotorreservas cuando se
les usa con, por ejemplo, un hidrocarburo clorado tal como
1,1,1-tricloroetano o tricloroetileno.
La JP 02576161 describe mezclas de
tetrafluooroetano con uno de varios hidrocarburos como medio de
trabajo para equipos de refrigeración, etc., y la WO 94/18282 se
refiere a mezclas de determinados disolventes fluorados con
hidrocarburos.
La presente invención se refiere al
descubrimiento de composiciones que contienen ciclopentano y
hexafluoropropano, pentafluoropropano, tetrafluoropropano,
trifluoropropano, difluoropropano, octafluorobutano,
hexafluorobutano, pentafluorobutano, nonafluorobutano,
difluorobutano,
trifluoro-2-metoxietano o
bis(pentafluoroetil)sulfuro. Los compuestos que son
útiles para poner en práctica la presente invención incluyen los
siguientes: 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropano
(HFC-236ca),
1,1,2,2,3-pentafluoropropano
(HFC-245ca),
1,1,2,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245ea),
1,1,1,2,3-pentafluoropropano
(HFC-245eb),
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa),
1,2,2,3-tetrafluoropropano
(HFC-254ca), 1,1,3-trifluoropropano
(HFC-263fa), 1,2-difluoropropano
(HFC-272ea), 1,3-difluoropropano
(HFC-272fa),
1,1,1,2,2,3,3,4-octafluorobutano
(HFC-338mcc),
1,1,1,2,3,4,4,4-octafluorobutano
(HFC-338mee),
1,1,1,2,2,4,4,4-octafluorobutano
(HFC-338mf),
1,1,1,2,2,4-hexafluorobutano
(HFC-356mcf),
1,1,1,4,4,4-hexafluorobutano
(HFC-356mff),
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc), 2,3-difluorobutano
(HFC-392see), 1,1,1,2,2,3,3,4,
4-nonafluorobutano (HFC-329p), 1,1,1-trifluoro-2-metoxietano (263fbE\gamma\beta), o bis(pentafluoroetil)sulfuro (CF_{3}CF_{2}SC
F_{2}CF_{3}).
4-nonafluorobutano (HFC-329p), 1,1,1-trifluoro-2-metoxietano (263fbE\gamma\beta), o bis(pentafluoroetil)sulfuro (CF_{3}CF_{2}SC
F_{2}CF_{3}).
Estas composiciones son también útiles como
agentes limpiadores, agentes expansores para poliolefinas y
poliuretanos, propelentes de aerosol, medios de termotransferencia,
dieléctricos gaseosos, agentes extintores de incendios, fluidos de
trabajo para ciclos de trabajo, medios de polimerización, fluidos
de remoción de particulados, fluidos portadores, agentes abrasivos
de pulimento y agentes secadores por desplazamiento.
Además, la invención se refiere al descubrimiento
de composiciones binarias azeotrópicas o de tipo azeotrópico que
comprenden cantidades eficaces de ciclopentano y tetrafluoroetano,
hexafluoropropano, pentafluoropropano, tetrafluoropropano,
trifluoropropano, difluoropropano, octafluorobutano,
hexafluorobutano, pentafluorobutano, nonafluorobutano,
difluorobutano,
trifluoro-2-metoxietano o
bis(pentafluoroetil)sulfuro para formar una
composición azeotrópica o de tipo azeotrópico.
La Figura 1 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-236ca) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 2 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-245ca) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 3 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-245ea) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 4 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-245eb) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 5 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-245fa) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 6 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-254ca) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 7 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-263fa) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 8 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-272ea) y ciclopentano a 50ºC;
la Figura 9 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-272fa) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 10 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-338mcc) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 11 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-338mee) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 12 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-338mf) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 13 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-356mcf) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 14 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-356mff) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 15 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-365mfc) y ciclopentano a 25ºC;
\newpage
la Figura 16 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de (HFC-329p)
y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 17 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
(HFC-392see) y ciclopentano a 25ºC;
la Figura 18 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de (263fbE\gamma\beta) y
ciclopentano a 25ºC; y
la Figura 19 es un gráfico de la curva de
equilibrio líquido/vapor para mezclas de
CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3} y ciclopentano a 25ºC.
La presente invención se refiere a las
composiciones siguientes:
1,1,2,2,3,3-hexafluoropropano
(HFC-236ca) y ciclopentano,
1,1,2,2,3-pentafluoropropano
(HFC-245ca) y ciclopentano,
1,1,2,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245ea) y ciclopentano,
1,1,1,2,3-pentafluoropropano
(HFC-245eb) y ciclopentano,
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) y ciclopentano,
1,2,2,3-tetrafluoropropano
(HFC-254ca) y ciclopentano,
1,1,3-trifluoropropano (HFC-263fa) y
ciclopentano, 1,2-difluoropropano
(HFC-272ea) y ciclopentano,
1,3-difluoropropano (HFC-272fa) y
ciclopentano, 1,1,1,2,2,3,3,4-octafluorobutano
(HFC-338mcc) y ciclopentano,
1,1,1,2,3,4,4,4-octafluorobutano
(HFC-338mee) y ciclopentano,
1,1,1,2,2,4,4,4-octafluorobutano
(HFC-338mf) y ciclopentano,
1,1,1,2,2,4-hexafluorobutano
(HFC-356mcf) y ciclopentano,
1,1,1,4,4,4-hexafluorobutano
(HFC-356mff) y ciclopentano,
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc) y ciclopentano,
1,1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluorobutano
(HFC-329p) y ciclopentano,
2,3-difluorobutano (HFC-392see) y
ciclopentano,
1,1,1-trifluoro-2-metoxietano
(263fbE\gamma\beta) y ciclopentano o
bis(pentafluoroetil)sulfuro
(CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3}) y ciclopentano.
Cantidades de un 1-99% en peso de
cada uno de los componentes de las composiciones pueden ser usadas
como refrigerantes, agentes limpiadores, agentes expansores para
poliolefinas y poliuretanos, propelentes de aerosol, medios de
termotransferencia, dieléctricos gaseosos, agentes extintores de
incendios, fluidos de trabajo para ciclos de trabajo, medios de
polimerización, fluidos de remoción de particulados, fluidos
portadores, agentes abrasivos de pulimento y agentes secadores por
desplazamiento. Además, la presente invención se refiere también al
descubrimiento de composiciones azeotrópicas o de tipo azeotrópico
de cantidades eficaces de cada una de las mezclas anteriormente
mencionadas para formar una composición azeótropica o de tipo
azeotrópico.
Se entiende por composición "azeotrópica"
una mezcla líquida de punto de ebullición constante de dos o más
sustancias que se comporta como una sustancia única. Una manera de
caracterizar una composición azeotrópica es la de que el vapor
producido por evaporación o destilación parcial del líquido tiene
la misma composición como el líquido a partir del cual dicho vapor
fue evaporado o destilado, es decir que la mezcla se destila/refluye
sin modificación composicional. Las composiciones de punto de
ebullición constante son caracterizadas como azeotrópicas porque
presentan un punto de ebullición máximo o mínimo en comparación con
el de las mezclas no azeotrópicas de los mismos componentes.
Se entiende por composición "de tipo
azeotrópico" una mezcla líquida de punto de ebullición constante
o de punto de ebullición prácticamente constante de dos o más
sustancias que se comporta como una sustancia única. Una manera de
caracterizar una composición de tipo azeotrópico es la de que el
vapor producido por evaporación o destilación parcial del líquido
tiene prácticamente la misma composición como el líquido a partir
del cual dicho vapor fue evaporado o destilado, es decir que la
mezcla se destila/refluye sin una importante modificación de la
composición. Otra manera de caracterizar una composición de tipo
azeotrópico es la de que la presión de vapor del punto de burbujeo
y la presión de vapor del punto de rocío de la composición a una
temperatura determinada son prácticamente las mismas.
Se reconoce en la técnica que una composición es
de tipo azeotrópico si, tras haber sido retirado el 50 por ciento
en peso de la composición por ejemplo por evaporación o ebullición,
la diferencia entre las presiones de vapor de la composición
original y de la composición que queda tras haber sido retirado el
50 por ciento en peso de la composición original es inferior al 10
por ciento, medida en unidades absolutas. Se entienden por unidades
absolutas medidas de presión, y por ejemplo, psia (psia = presión
absoluta en libras/pulgada^{2}), atmósferas, bares, torr, dinas
por centímetro cuadrado, milímetros de columna de mercurio, pulgadas
de columna de agua y otras expresiones equivalentes que son
perfectamente conocidas en la técnica. Si está presente un
azeótropo, no hay diferencia entre las presiones de vapor de la
composición original y de la composición que queda tras haber sido
retirado el 50 por ciento en peso de la composición original.
Por consiguiente, están incluidas en esta
invención composiciones de cantidades efectivas de
HFC-236ca y ciclopentano, HFC-245ca
y ciclopentano, HFC-245ea y ciclopentano,
HFC-245eb y ciclopentano, HFC-245fa
y ciclopentano, HFC-254ca y ciclopentano,
HFC-263fa y ciclopentano, HFC-272ea
y ciclopentano, HFC-272fa y ciclopentano,
HFC-338mcc y ciclopentano,
HFC-338mee y ciclopentano, HFC-338mf
y ciclopentano, HFC-356mcf y ciclopentano,
HFC-356mff y ciclopentano,
HFC-365mfc y ciclopentano, HFC-329p
y ciclopentano, HFC-392see y ciclopentano,
263fbE\gamma\beta y ciclopentano o
CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3} y ciclopentano tales que, tras
haber sido retirado por evaporación o ebullición un 50 por ciento en
peso de una composición original para producir una composición
restante, la diferencia entre las presiones de vapor de la
composición original y de la composición restante es de un 10 por
ciento o menos.
Para las composiciones que son azeotrópicas, hay
habitualmente una cierta gama de composiciones en torno al punto
azeotrópico que, para un azeótropo de punto de ebullición máximo,
tienen puntos de ebullición a una presión determinada que son
superiores a los de los componentes puros de la composición a esa
presión y tienen presiones de vapor a una temperatura determinada
que son inferiores a las de los componentes puros de la composición
a esa temperatura, y que, para una azeótropo de punto de ebullición
mínimo, tienen puntos de ebullición a una presión determinada que
son inferiores a los de los componentes puros de la composición a
esa presión y tienen presiones de vapor a una temperatura
determinada que son superiores a las de los componentes puros de la
composición a esa temperatura. Las temperaturas de ebullición y las
presiones de vapor situadas por encima o por debajo de las de los
componentes puros son ocasionadas por fuerzas intermoleculares
inesperadas entre las moléculas de las composiciones, que pueden
ser una combinación de fuerzas repulsivas y atractivas tales como
fuerzas de van der Waals y enlaces de hidrógeno.
La gama de composiciones que tienen un punto de
ebullición máximo o mínimo a una presión determinada o una presión
de vapor máxima o mínima a una temperatura determinada puede ser o
puede no ser coextensiva con la gama de composiciones que tienen una
variación de la presión de vapor de menos de aproximadamente un 10%
cuando es evaporado un 50 por ciento en peso de la composición. En
aquellos casos en los que las gamas de composiciones que tienen
temperaturas de ebullición máximas o mínimas a una presión
determinada o presiones de vapor máximas o mínimas a una
temperatura determinada son más amplias que la gama de
composiciones que tienen una variación de la presión de vapor de
menos del 10% aproximadamente cuando es evaporado el 50 por ciento
en peso de la composición, se cree sin embargo que las fuerzas
intermoleculares inesperadas son importantes por cuanto que las
composiciones refrigerantes que tienen esas fuerzas y no presentan
un punto de ebullición prácticamente constante pueden presentar
inesperados incrementos de la capacidad o del rendimiento en
comparación con los componentes de la composición refrigerante.
Los componentes de las composiciones de esta
invención tienen a 25ºC las presiones de vapor que se indican a
continuación:
| Componentes | Psia | kPa |
| Ciclopentano | 6.14 | 42 |
| HFC-236ca | 24.9 | 172 |
| HFC-245ca | 14.6 | 101 |
| HFC-245ea | 8.62 | 59 |
| HFC-245eb | 16.9 | 117 |
| HFC-245fa | 21.4 | 148 |
| HFC-254ca | 13.7 | 94 |
| HFC-263fa | 7.27 | 50 |
| HFC-272ea | 44.88 | 309 (50ºC) |
| HFC-272fa | 8.31 | 57 |
| HFC-338mcc | 14.7 | 101 |
| HFC-338mee | 14.7 | 101 |
| HFC-338mf | 18.8 | 130 |
| HFC-356mcf | 7.51 | 52 |
| HFC-356mff | 15.2 | 105 |
| HFC-365mfc | 8.75 | 60 |
| HFC-329p | 21.4 | 148 |
| HFC-392see | 7.63 | 53 |
| 263fbE\Downarrow\gamma | 11.8 | 81 |
| CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3} | 9.51 | 66 |
Las composiciones azeotrópicas o de tipo
azeotrópico de punto de ebullición prácticamente constante de esta
invención comprenden las siguientes (todas las composiciones son
medidas a 25ºC):
\newpage
| Componentes | Gamas de pesos | Preferidas |
| (% en peso/% en peso) | (% en peso/% en peso) | |
| HFC-23ca/ciclopentano | 62-99/1-38 | 70-99/1-30 |
| HFC-245ca/ciclopentano | 51-99/1-49 | 60-99/1-40 |
| HFC-145ea/ciclopentano | 40-86/14-60 | 40-86/14-60 |
| HFC-245eb/ciclopentano | 54-99/1-46 | 60-99/1-40 |
| HFC-245fa/ciclopentano | 68-99/1-32 | 80-99/1-20 |
| HFC-254ca/ciclopentano | 47-99/1-53 | 60-99/1-40 |
| HFC-263fa/ciclopentano | 30-99/1-70 | 40-99/1-60 |
| HFC-272ea/ciclopentano(50ºC) | 51-99/1-49 | 80-99/1-20 |
| HFC-272fa/ciclopentano | 29-99/1-71 | 40-99/1-60 |
| HFC-338mcc/ciclopentano | 62-99/1-38 | 62-99/1-38 |
| HFC-338mee/ciclopentano | 59-99/1-41 | 59-99/1-41 |
| HFC-338mf/ciclopentano | 70-99/1-30 | 70-99/1-30 |
| HFC-356mcf/ciclopentano | 43-99/1-57 | 43-99/1-57 |
| HFC-356mff/ciclopentano | 67-99/1-33 | 80-99/1-20 |
| HFC-365mfc/ciclopentano | 37-99/1-63 | 50-99/1-50 |
| HFC-329p/ciclopentano | 68-99/1-32 | 80-99/1-20 |
| HFC-392see/ciclopentano | 23-99/1-77 | 40-99/1-60 |
| 263fbE\Downarrow\gamma/ciclopentano | 52-99/1-48 | 60-99/1-40 |
| CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3}/ciclopentano | 62-99/1-38 | 62-99/1-38 |
A los efectos de esta invención, "cantidad
eficaz" se define como la cantidad de cada componente de las
composiciones inventivas que, al ser combinada, tiene como
resultado la formación de una composición azeotrópica o de tipo
azeotrópico. Esta definición incluye las cantidades de cada
componente, cuyas cantidades pueden variar en dependencia de la
presión aplicada a la composición mientras que las composiciones
azeotrópicas o de tipo azeotrópico continúen existiendo a las
distintas presiones, pero con posibles puntos de ebullición
diferentes.
Por consiguiente, la expresión "cantidad
eficaz" incluye las cantidades, que pueden expresarse en
porcentajes en peso, de cada componente de las composiciones de la
presente invención que formen composiciones azeotrópicas o de tipo
azeotrópico a temperaturas o presiones distintas de las aquí
descritas.
A los efectos de esta exposición, por
"azeotrópica" o "de punto de ebullición constante" se
entiende también "prácticamente azeotrópica" o "de punto de
ebullición prácticamente constante". En otras palabras, dentro
del significado de estas expresiones están incluidos no tan sólo
los azeótropos auténticos anteriormente descritos, sino también
otras composiciones que contengan los mismos componentes en
proporciones distintas y que sean azeótropos auténticos a otras
temperaturas y presiones, así como aquellas composiciones
equivalentes que sean parte del mismo sistema azeotrópico y que
sean de tipo azeotrópico en cuanto a sus propiedades. Como es
perfectamente reconocido en este campo de la tecnología, hay una
gama de composiciones que contienen los mismos componentes como el
azeótropo y que no solo presentarán propiedades prácticamente
equivalentes para refrigeración y otras aplicaciones, sino que
presentarán también propiedades prácticamente equivalentes a las de
la composición auténticamente azeotrópica en materia de las
características de punto de ebullición constante o de la tendencia
a no segregarse ni fraccionarse al tener lugar la ebullición.
Es posible caracterizar, en efecto, una mezcla de
punto de ebullición constante que puede aparecer de muchas guisas,
en dependencia de las condiciones elegidas, por medio de cualquiera
de varios criterios:
La composición puede ser definida como un
azeótropo de A, B, C (y D ...) puesto que la misma expresión
"azeótropo" es al mismo tiempo definitoria y limitativa y
requiere cantidades eficaces de A, B, C (y D ...) para esta
composición específica de materia que es una composición de punto
de ebullición constante.
Es perfectamente sabido por los expertos en la
materia que a distintas presiones la composición de un determinado
azeótropo variará al menos en cierto grado, y las variaciones de
presión modificarán también, al menos en cierto grado, la
temperatura del punto de ebullición. Así, un azeótropo de A, B, C
(y D ...) representa un tipo específico de relación pero con una
composición variable que depende de la temperatura y/o presión. Por
consiguiente, a menudo se utilizan para definir azeótropos gamas
composicionales en lugar de composiciones fijas.
La composición puede ser definida como una
determinada relación porcentual en peso o relación porcentual molar
de A, B, C (y D ...), reconociendo que tales valores específicos
señalan tan sólo una determinada relación, y que en realidad existe
para un determinado azeótropo una serie de tales relaciones,
representada por A, B, C (y D ...), variadas por la influencia de
la presión.
Un azeótropo de A, B, C (y D ...) puede ser
caracterizado definiendo las composiciones como un azeótropo
caracterizado por un punto de ebullición a una presión determinada,
dando así características identificativas sin indebidamente limitar
el alcance de la invención mediante una composición numérica
específica, lo cual está limitado por y es tan sólo tan preciso
como el equipo analítico del que se disponga.
Las composiciones azeotrópicas o de tipo
azeotrópico de la presente invención pueden prepararse por
cualquier método conveniente, incluyendo la mezcla o combinación de
las cantidades deseadas. Un método preferido es el de pesar las
cantidades deseadas de los componentes y combinarlas a continuación
en un recipiente apropiado.
Se indican a continuación ejemplos específicos
ilustrativos de la invención. A no ser que se indique lo contrario,
todos los porcentajes son en peso. Se entiende que estos ejemplos
son meramente ilustrativos y en modo alguno deben interpretarse como
limitativos del alcance de la invención.
Un estudio de fases demuestra que las
composiciones siguientes son azeotrópicas, todas ellas a 25ºC.
| Composición Nº | Presión de vapor, | ||
| psia (kPa) | |||
| HFC-236ca/ciclopentano | 91.5/8.5 | 26.8 | 185 |
| HFC-245ca/ciclopentano | 79.4/20.6 | 17.0 | 117 |
| HFC-245ea/ciclopentano | 69.0/31.0 | 12.6 | 87 |
| HFC-245eb/ciclopentano | 86.4/13.6 | 18.4 | 127 |
| HFC-245fa/ciclopentano | 97.2/2.8 | 21.5 | 148 |
| HFC-254ca/ciclopentano | 79.4/20.6 | 15.7 | 108 |
| HFC-263fa/ciclopentano | 58.8/41.2 | 9.63 | 66 |
| HFC-272ea/ciclopentano (50ºC) | 98.3/1.7 | 44.9 | 310 |
| HFC-272fa/ciclopentano | 58.0/42.0 | 10.6 | 73 |
| HFC-338mcc/ciclopentano | 89.5/10.5 | 16.0 | 110 |
| HFC-338mee/ciclopentano | 88.4/11.6 | 16.3 | 112 |
| HFC-338mf/ciclopentano | 97.0/3.0 | 19.0 | 131 |
| HFC-356mcf/ciclopentano | 71.3/28.7 | 9.78 | 67 |
| HFC-356mff/ciclopentano | 99.9/0.1 | 15.2 | 105 |
| HFC-365mfc/ciclopentano | 82.4/17.6 | 9.30 | 64 |
| HFC-329p/ciclopentano | 94.3/5.7 | 22.2 | 1536 |
| HFC-392see/ciclopentano | 62.4/37.6 | 8.79 | 61 |
| 263fbE\Downarrow\gamma/ciclopentano | 86.9/13.1 | 12.2 | 84 |
| CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3}/ciclopentano | 85.6/14.4 | 11.4 | 79 |
Un recipiente es cargado con una composición
inicial a 25ºC, y se mide la presión de vapor inicial de la
composición. Se permite que la composición se fugue del recipiente,
manteniéndose constante la temperatura al nivel de 25ºC, hasta haber
sido evacuado el 50 por ciento en peso de la composición inicial,
en cuyo momento es medida la presión de vapor de la composición que
queda en el recipiente. Los resultados están resumidos a
continuación.
| % en peso de A/% en peso de B | Inicial | 50% de Fuga | |||
| PSIA | KPA | PSIA | KPA | DELTA | |
| %P | |||||
| HFC-236ca/ciclopentano | |||||
| 91.5/8.5 | 26.8 | 185 | 26.8 | 185 | 0.0 |
| 99/1 | 25.6 | 177 | 25.2 | 174 | 1.6 |
| 70/30 | 26.1 | 180 | 25.4 | 175 | 2.7 |
| 62/38 | 25.8 | 178 | 23.8 | 164 | 7.8 |
| 61/39 | 25.8 | 178 | 23.1 | 159 | 10.5 |
(Continuación)
| % en peso de A/% en peso de B | Inicial | 50% de Fuga | |||
| PSIA | KPA | PSIA | KPA | DELTA | |
| %P | |||||
| HFC-245ca/ciclopentano | |||||
| 79.4/20.6 | 17.0 | 117 | 17.0 | 117 | 0.0 |
| 90/10 | 16.8 | 116 | 16.5 | 114 | 1.8 |
| 99/1 | 15.1 | 104 | 14.8 | 102 | 2.0 |
| 60/40 | 16.6 | 114 | 16.2 | 112 | 2.4 |
| 51-49 | 16.5 | 114 | 15.2 | 105 | 7.9 |
| 50/50 | 16.5 | 114 | 14.7 | 101 | 10.9 |
| HFC-245ea/ciclopentano | |||||
| 69.0/31.0 | 12.6 | 87 | 12.6 | 87 | 0.0 |
| 86/14 | 12.3 | 85 | 11.3 | 78 | 8.1 |
| 87/13 | 12.3 | 85 | 11.0 | 76 | 10.6 |
| 40/60 | 12.5 | 86 | 11.6 | 80 | 7.2 |
| HFC-245eb/ciclopentano | |||||
| 86.4/13.6 | 18.4 | 127 | 18.4 | 127 | 0.0 |
| 95/5 | 18.0 | 124 | 17.8 | 123 | 1.1 |
| 99/1 | 17.2 | 119 | 17.1 | 118 | 0.6 |
| 60/40 | 17.8 | 123 | 17.0 | 117 | 4.5 |
| 54/46 | 17.6 | 121 | 15.9 | 110 | 9.7 |
| 53/47 | 17.6 | 121 | 15.5 | 107 | 11.9 |
| HFC-245fa/ciclopentano | |||||
| 97.2/2.8 | 21.52 | 148.4 | 21.52 | 148.4 | 0.0 |
| 99/1 | 21.49 | 148.2 | 21.49 | 148.2 | 0.0 |
| 80/20 | 20.52 | 141.5 | 19.82 | 136.7 | 3.4 |
| 68/32 | 19.64 | 135.4 | 17.83 | 122.9 | 9.2 |
| 67/33 | 19.56 | 134.9 | 17.60 | 121.3 | 10.0 |
| 90/10 | 21.24 | 146.4 | 21.09 | 145.4 | 0.7 |
| HFC-254ca/ciclopentano | |||||
| 79.4/20.6 | 15.7 | 108 | 15.7 | 108 | 0.0 |
| 85/15 | 15.7 | 108 | 15.6 | 108 | 0.6 |
| 99/1 | 14.0 | 97 | 13.8 | 95 | 1.4 |
| 60/40 | 15.5 | 107 | 15.1 | 104 | 2.6 |
| 47/53 | 15.2 | 105 | 13.9 | 96 | 8.6 |
| 46/54 | 15.2 | 105 | 13.6 | 94 | 10.5 |
| HFC-263fa/ciclopentano | |||||
| 58.8/41.2 | 9.63 | 66 | 9.63 | 66 | 0.0 |
| 80/20 | 9.29 | 64 | 8.89 | 61 | 4.3 |
| 90/10 | 8.66 | 60 | 8.00 | 55 | 7.6 |
| 99/1 | 7.46 | 51 | 7.32 | 50 | 1.9 |
| 40/60 | 9.49 | 65 | 9.25 | 64 | 2.5 |
| 30/70 | 9.32 | 64 | 8.42 | 58 | 9.7 |
| 29/71 | 9.29 | 64 | 8.28 | 57 | 10.9 |
(Continuación)
| % en peso de A/% en peso de B | Inicial | 50% de Fuga | |||
| PSIA | KPA | PSIA | KPA | DELTA | |
| %P | |||||
| HFC-272ea/ciclopentano | |||||
| 98.3/1.6 | 44.90 | 309.6 | 44.90 | 309.6 | 0.0 |
| 99/1 | 44.89 | 309.5 | 44.89 | 309.5 | 0.0 |
| 80/20 | 43.73 | 301.5 | 43.22 | 298.0 | 1.2 |
| 60/40 | 41.21 | 284.1 | 38.79 | 267.4 | 5.9 |
| 51/49 | 39.90 | 275.1 | 35.85 | 247.2 | 10.2 |
| 90/10 | 44.61 | 307.6 | 44.53 | 307.0 | 0.2 |
| HFC-272fa/ciclopentano | |||||
| 58.0/42.0 | 10.6 | 73 | 10.6 | 73 | 0.0 |
| 80/20 | 10.2 | 70 | 9..81 | 68 | 3.8 |
| 99/1 | 8.48 | 58 | 8.36 | 58 | 1.4 |
| 40/60 | 10.5 | 72 | 10.3 | 71 | 1.9 |
| 29/71 | 10.3 | 71 | 9.28 | 64 | 9.9 |
| 28/72 | 10.3 | 71 | 9.08 | 63 | 11.8 |
| HFC-338mcc/ciclopentano | |||||
| 89.5/10.5 | 16.0 | 110 | 16.0 | 110 | 0.0 |
| 99/1 | 15.0 | 103 | 14.9 | 103 | 0.7 |
| 62/38 | 15.2 | 105 | 13.8 | 95 | 9.2 |
| 61/39 | 15.1 | 104 | 13.5 | 93 | 10.6 |
| HFC-338mee/ciclopentano | |||||
| 88.4/11.6 | 16.3 | 112 | 16.3 | 112 | 0.0 |
| 99/1 | 15.1 | 104 | 14.9 | 103 | 1.3 |
| 59/41 | 15.5 | 107 | 14.0 | 97 | 9.7 |
| 58/42 | 15.5 | 107 | 13.5 | 93 | 12.9 |
| HFC-338mf/ciclopentano | |||||
| 97.2/3.0 | 19.0 | 131 | 19.0 | 131 | 0.0 |
| 99/1 | 18.9 | 130 | 18.9 | 130 | 0.0 |
| 80/20 | 17.9 | 123 | 17.1 | 118 | 4.5 |
| 70/30 | 17.2 | 119 | 15.5 | 107 | 9.9 |
| 69/31 | 17.1 | 118 | 15.2 | 105 | 11.1 |
| 90/10 | 18.6 | 128 | 18.4 | 127 | 1.1 |
| HFC-356mcf/ciclopentano | |||||
| 71.3/28.7 | 9.78 | 67 | 9.78 | 67 | 0.0 |
| 85/15 | 9.56 | 66 | 9.30 | 64 | 2.7 |
| 99/1 | 7.81 | 54 | 7.61 | 52 | 2.6 |
| 43/57 | 9.48 | 65 | 8.62 | 59 | 9.1 |
| 42/58 | 9.46 | 65 | 8.50 | 59 | 10.1 |
| HFC-356mff/ciclopentano | |||||
| 99.9/0.1 | 15.2 | 105 | 15.2 | 105 | 0.0 |
| 80/20 | 14.3 | 99 | 13.8 | 95 | 3.5 |
| 70/30 | 13.6 | 94 | 12.6 | 87 | 7.4 |
| 67/33 | 13.4 | 92 | 12.2 | 84 | 9.0 |
| 66/34 | 13.4 | 92 | 12.0 | 83 | 10.4 |
(Continuación)
| % en peso de A/% en peso de B | Inicial | 50% de Fuga | |||
| PSIA | KPA | PSIA | KPA | DELTA | |
| %P | |||||
| HFC-365mfc/ciclopentano | |||||
| 82.4/17.6 | 9.30 | 64 | 9.30 | 64 | 0.0 |
| 90/10 | 9.23 | 64 | 9.20 | 63 | 0.3 |
| 99/1 | 8.82 | 61 | 8.80 | 61 | 0.2 |
| 60/40 | 9.00 | 62 | 8.77 | 60 | 2.6 |
| 37/63 | 8.32 | 57 | 7.50 | 52 | 9.9 |
| 36/64 | 8.29 | 57 | 7.44 | 51 | 10.3 |
| 50/50 | 8.74 | 60 | 8.29 | 57 | 5.1 |
| HFC-329p/ciclopentano | |||||
| 94.3/5.7 | 22.2 | 153 | 22.2 | 153 | 0.0 |
| 99/1 | 21.7 | 150 | 21.6 | 149 | 0.5 |
| 80/20 | 21.4 | 148 | 20.7 | 143 | 3.3 |
| 68/32 | 20.8 | 143 | 19.0 | 131 | 8.7 |
| 67/33 | 20.8 | 143 | 18.6 | 128 | 10.6 |
| HFC-329see/ciclopentano | |||||
| 62.4/37.6 | 8.79 | 61 | 8.79 | 61 | 0.0 |
| 80/20 | 8.61 | 59 | 8.51 | 59 | 1.2 |
| 99/1 | 7.71 | 53 | 7.68 | 53 | 0.4 |
| 40/60 | 8.59 | 59 | 8.39 | 58 | 2.3 |
| 23/77 | 8.14 | 56 | 7.33 | 51 | 10.0 |
| 263fbE\Downarrow\gamma/ciclopentano | |||||
| 86.9/13.1 | 12.2 | 84 | 12.2 | 84 | 0.0 |
| 99/1 | 11.9 | 82 | 11.8 | 81 | 0.8 |
| 60/40 | 11.6 | 80 | 11.0 | 76 | 5.2 |
| 52/48 | 11.3 | 78 | 10.2 | 70 | 9.7 |
| 51/49 | 11.3 | 78 | 10.1 | 70 | 10.6 |
| CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3}/ciclopentano | |||||
| 85.6/14.4 | 11.4 | 79 | 11.4 | 79 | 0.0 |
| 99/1 | 9.96 | 69 | 9.71 | 67 | 2.5 |
| 62/38 | 10.9 | 75 | 9.94 | 69 | 8.8 |
| 61/39 | 10.9 | 75 | 9.77 | 67 | 10.4 |
Los resultados de este Ejemplo muestran que estas
composiciones son azeotrópicas o de tipo azeotrópico porque al ser
retirado el 50% en peso de una composición original la presión de
vapor de la composición restante es con una tolerancia de
aproximadamente un 10% igual a la presión de vapor de la
composición original, a una temperatura de 25ºC.
Es llevado a cabo un ensayo de fuga con
composiciones de HFC-272fa y ciclopentano, a la
temperatura de 50ºC. Los resultados están resumidos a
continuación.
\newpage
| % en peso de A/% en peso de B | Inicial | 50% de Fuga | |||
| PSIA | KPA | PSIA | KPA | DELTA | |
| %P | |||||
| HFC-272fa/ciclopentano | |||||
| 56.9/43.1 | 25.0 | 172 | 25.0 | 172 | 0.0 |
| 80/20 | 24.0 | 165 | 23.0 | 159 | 4.0 |
| 90/10 | 22.5 | 155 | 21.0 | 145 | 6.7 |
| 99/1 | 19.9 | 137 | 19.6 | 135 | 1.5 |
| 40/60 | 24.7 | 170 | 24.3 | 168 | 1.6 |
| 28/72 | 24.2 | 167 | 21.8 | 150 | 9.9 |
| 27/73 | 24.1 | 166 | 21.4 | 1448 | 11.2 |
Estos resultados ponen de manifiesto que las
composiciones de HFC-272fa y ciclopentano son
azeotrópicas o de tipo azeotrópico a distintas temperaturas, pero
que los porcentajes en peso de los componentes varían al ser
variada la temperatura.
La tabla siguiente muestra el rendimiento de
varios refrigerantes. Los datos están basados en las condiciones
siguientes:
| Temperatura del evaporador | 45,0ºF (7,2ºC) |
| Temperatura del condensador | 130,0ºF (54,4ºC) |
| Subfusión | 15,0ºF (8,3ºC) |
| Gas de retorno | 65,0ºF (18,3ºC) |
| El rendimiento del compresor es de un 75%. |
La capacidad de refrigeración está basada en un
compresor con un desplazamiento fijo de 3,5 pies cúbicos por minuto
y un rendimiento volumétrico de un 75%. La capacidad significa la
variación de entalpía del refrigerante en el evaporador por libra de
refrigerante en circulación, es decir el calor retirado por el
refrigerante en el evaporador por unidad de tiempo. El Coeficiente
de Rendimiento (COP) significa la relación de la capacidad al
trabajo del compresor. Dicha relación constituye una medida del
rendimiento energético del refrigerante.
| Comp. Refrig. | Pres. Evap., | Pres. Cond., | Temp. Desc. | COP | Capacidad, BTU/ | ||||
| psia (kPa) | psia (kPa) | Comp.,ºF (ºC) | min.(kW) | ||||||
| HFC-236ca/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.3 | 119 | 152.3 | 66.8 | 3.84 | 18.3 | 0.3 |
| 99/1 | 12.8 | 88 | 60.9 | 420 | 151.2 | 66.2 | 3.61 | 63.9 | 1.1 |
| HFC-245ca/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.2 | 119 | 152.4 | 66.9 | 3.82 | 18.0 | 0.3 |
| 99/1 | 6.9 | 48 | 36.4 | 251 | 157.9 | 69.9 | 3.74 | 38.8 | 0.7 |
| HFC-245ea/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 2.9 | 20 | 17.1 | 118 | 152.5 | 66.9 | 3.81 | 17.9 | 1.3 |
| 99/1 | 3.9 | 27 | 23.5 | 162 | 167.5 | 75.3 | 3.83 | 24.6 | 0.4 |
| HFC-245eb/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.2 | 119 | 152.4 | 66.9 | 3.82 | 18.1 | 0.3 |
| 99/1 | 8.4 | 58 | 42.6 | 294 | 156.4 | 69.1 | 3.72 | 45.5 | 0.8 |
| HFC-245fa/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.2 | 119 | 152.3 | 66.8 | 3.83 | 18.2 | 0.3 |
| 99/1 | 11.0 | 76 | 53.2 | 367 | 154.7 | 68.2 | 3.67 | 56.8 | 1.0 |
(Continuación)
| Comp. Refrig. | Pres. Evap., | Pres. Cond., | Temp. Desc. | COP | Capacidad, BTU/ | ||||
| psia (kPa) | psia (kPa) | Comp.,ºF (ºC) | min.(kW) | ||||||
| HFC-254ca/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 2.9 | 20 | 17.1 | 118 | 152.5 | 66.9 | 3.82 | 18.0 | 0.3 |
| 99/1 | 6.7 | 46 | 35.0 | 241 | 161.3 | 71.8 | 3.77 | 37.8 | 0.7 |
| HFC-263fa/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 2.9 | 20 | 17.0 | 117 | 152.6 | 67.0 | 3.81 | 17.9 | 0.3 |
| 99/1 | 3.2 | 22 | 19.7 | 136 | 177.5 | 80.8 | 3.88 | 21.0 | 0.4 |
| HFC-272ea/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.2 | 119 | 152.6 | 57.0 | 3.82 | 18.1 | 0.3 |
| 99/1 | 10.5 | 72 | 50.3 | 347 | 171.0 | 77.2 | 3.80 | 56.9 | 1.0 |
| HFC-272fa/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 2.9 | 20 | 17.1 | 118 | 152.7 | 67.1 | 3.81 | 17.9 | 0.3 |
| 99/1 | 3.8 | 26 | 22.1 | 152 | 180.3 | 82.4 | 3.89 | 24.0 | 0.4 |
| HFC-338mcc/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.4 | 120 | 151.8 | 66.6 | 3.86 | 18.6 | 0.3 |
| 99/1 | 7.4 | 51 | 38.8 | 268 | 132.3 | 55.7 | 3.45 | 37.2 | 0.7 |
| HFC-338mee/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.3 | 119 | 152.1 | 66.7 | 3.84 | 18.4 | 0.3 |
| 99/1 | 7.4 | 51 | 39.21 | 270 | 135.1 | 57.3 | 3.48 | 37.7 | 0.7 |
| HFC-338mf/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.1 | 21 | 17.5 | 121 | 151.5 | 66.4 | 3.89 | 18.9 | 0.3 |
| 99/1 | 9.7 | 67 | 48.4 | 334 | 121.2 | 55.1 | 3.39 | 46.0 | 0.8 |
| HFC-356mcf/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 2.9 | 20 | 17.1 | 118 | 152.4 | 66.9 | 3.81 | 18.0 | 0.3 |
| 99/1 | 3.5 | 24 | 20.9 | 144 | 142.1 | 61.2 | 3.67 | 20.5 | 0.4 |
| HFC-356mff/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.2 | 119 | 152.1 | 66.7 | 3.84 | 18.3 | 0.3 |
| 99/1 | 7.3 | 50 | 38.4 | 265 | 137.8 | 58.8 | 3.54 | 37.9 | 0.7 |
| HFC-365mfc/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.1 | 118 | 152.3 | 66.8 | 3.82 | 18.0 | 0.3 |
| 99/1 | 4.2 | 29 | 23.4 | 161 | 142.7 | 61.5 | 3.67 | 23.6 | 0.4 |
| HFC-329p/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.1 | 21 | 17.6 | 121 | 150.9 | 66.1 | 3.93 | 19.3 | 0.3 |
| 99/1* | 11.2 | 77 | 54.7 | 377 | 134.7 | 57.1 | 3.28 | 50.4 | 0.9 |
| *70ºF Gas de Retorno | |||||||||
| HFC-392see/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 2.9 | 20 | 17.1 | 117 | 152.6 | 67.0 | 3.80 | 17.9 | 0.3 |
| 99/1 | 3.5 | 24 | 2.2 | 139 | 158.9 | 70.5 | 3.82 | 21.4 | 0.4 |
| 263fbE\Downarrow\gamma/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 2.9 | 20 | 17.1 | 118 | 152.5 | 66.9 | 3.81 | 17.9 | 0.3 |
| 99/1 | 5.5 | 38 | 31.2 | 215 | 159.5 | 70.8 | 3.77 | 32.6 | 0.6 |
(Continuación)
| Comp. Refrig. | Pres. Evap., | Pres. Cond., | Temp. Desc. | COP | Capacidad, BTU/ | ||||
| psia (kPa) | psia (kPa) | Comp.,ºF (ºC) | min.(kW) | ||||||
| CF_{3}CF_{2}SCF_{2}CF_{3}/ciclopentano | |||||||||
| 1/99 | 3.0 | 21 | 17.3 | 119 | 152.0 | 66.7 | 3.85 | 18.3 | 0.3 |
| 99/1* | 4.7 | 32 | 27.5 | 190 | 130.2 | 54.6 | 3.34 | 24.2 | 0.4 |
| *70ºF Gas de Retorno |
Este Ejemplo está dirigido a mediciones de la
curva de equilibrio líquido/vapor para las mezclas de las Figuras
1-7
y 9-19.
y 9-19.
Haciendo referencia a la Figura 1, la curva
superior representa la composición del líquido, y la curva inferior
representa la composición del vapor.
Los datos para las composiciones del líquido en
la Figura 1 son obtenidos de la manera siguiente: Es evacuado un
cilindro de acero inoxidable, y es introducida en el cilindro una
cantidad pesada de HFC-236ca. El cilindro es
enfriado para reducir la presión de vapor del
HFC-236ca, y entonces es añadida al cilindro una
cantidad pesada de ciclopentano. El cilindro es agitado para
mezclar el HFC-236ca y el ciclopentano, y entonces
el cilindro es puesto en un baño de temperatura constante hasta que
la temperatura alcanza el equilibrio a 25ºC, en cuyo momento es
medida la presión de vapor del HFC-236ca y del
ciclopentano en el cilindro. Son medidas de la misma manera
muestras adicionales de líquido, y los resultados son registrados
gráficamente en la Figura 1.
La curva que muestra la composición del vapor
está calculada utilizando una ecuación de estado del gas ideal.
Los datos del equilibrio de líquido/vapor son
obtenidos de la misma manera para las mezclas que están ilustradas
en las Figuras 1-7 y 9-19.
Los datos de las Figuras 1-7 y
9-19 ponen de manifiesto que a 25ºC hay gamas de
composiciones que tienen unas presiones de vapor que son más altas
que las presiones de vapor de los componentes puros de la
composición a esa misma temperatura. Como se ha indicado
anteriormente, las presiones de estas composiciones, que son más
altas que las previstas, pueden redundar en un inesperado
incremento de la capacidad y del rendimiento de refrigeración para
estas composiciones en comparación con los componentes puros de las
composiciones.
Haciendo referencia a la Figura 8, los datos
ponen de manifiesto que a 50ºC hay gamas de composiciones que
tienen unas presiones de vapor que son más altas que las presiones
de vapor de los componentes puros de la composición a esa misma
temperatura.
Las nuevas composiciones de esta invención,
incluyendo las composiciones azeotrópicas o de tipo azeotrópico,
pueden ser usadas para producir refrigeración a base de condensar
las composiciones y de evaporar a continuación el condensado en las
inmediaciones de un cuerpo a enfriar. Las nuevas composiciones
pueden ser también usadas para producir calor a base de condensar
el refrigerante en las inmediaciones del cuerpo a calentar y de
evaporar a continuación el refrigerante.
Además de las aplicaciones de refrigeración, las
nuevas composiciones de punto de ebullición constante o de punto de
ebullición prácticamente constante de la invención son también
útiles como propelentes de aerosol, medios de termotransferencia,
dieléctricos gaseosos, agentes extintores de incendios, agentes
expansores para poliolefinas y poliuretanos y fluidos de trabajo en
ciclos de trabajo.
Otros componentes tales como hidrocarburos
alifáticos que tengan un punto de ebullición de -60 a +100ºC,
hidrofluorocarbonoalcanos que tengan un punto de ebullición de -60
a +100ºC, hidrofluoropropanos que tengan un punto de ebullición de
entre -60 y +100ºC, ésteres hidrocarbúricos que tenga un punto de
ebullición de entre -60 y +100ºC, hidrocarburos clorofluorados que
tengan un punto de ebullición de entre -60 y +100ºC, hidrocarburos
fluorados que tengan un punto de ebullición de -60 a +100ºC,
hidrocarburos clorados que tenga un punto de ebullición de entre
-60 y +100ºC, clorocarburos y compuestos perfluorados pueden ser
añadidos a las composiciones azeotrópicas o de tipo azeotrópico
anteriormente descritas sin que varíen considerablemente las
propiedades de las mismas, incluyendo el comportamiento de las
composiciones según el cual las mismas presentan un punto de
ebullición constante.
\newpage
Pueden ser añadidos a las nuevas composiciones de
la invención para una serie de finalidades aditivos tales como
lubricantes, inhibidores de la corrosión, agentes superficiactivos,
estabilizadores, colorantes y otros materiales apropiados, siempre
que los mismos no ejerzan una influencia negativa en la composición
de cara a su aplicación prevista. Los lubricantes preferidos
incluyen ésteres que tienen un peso molecular de más de 250.
Claims (5)
1. Composición azeotrópica o de tipo azeotrópico,
constando dicha composición en esencia de: un 51-99
por ciento en peso de 1,1,2,2,3-pentafluoropropano
y un 1-49 por ciento en peso de ciclopentano; un
40-86 por ciento en peso de
1,1,2,3,3-pentafluoropropano y un
14-60 por ciento en peso de ciclopentano; un
54-99 por ciento en peso de
1,1,1,2,3-pentafluoropropano y un
1-46 por ciento en peso de ciclopentano; un
68-99 por ciento en peso de
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y un
1-32 por ciento en peso de ciclopentano; un
47-99 por ciento en peso de
1,2,2,3-tetrafluoropropano y un 1-53
por ciento en peso de ciclopentano; un 30-99 por
ciento en peso de 1,1,3-trifluoropropano y un
1-70 por ciento en peso de ciclopentano; un
51-99 por ciento en peso de
1,2-difluoropropano y un 1-49 por
ciento en peso de ciclopentano; un 29-99 por ciento
en peso de 1,3-difluoropropano y un
1-71 por ciento en peso de ciclopentano; un
62-99 por ciento en peso de
1,1,1,2,2,3,3,4-octafluorobutano y un
1-38 por ciento en peso de ciclopentano; un
59-99 por ciento en peso de
1,1,1,2,3,4,4,4-octafluorobutano y un
1-41 por ciento en peso de ciclopentano; un
70-99 por ciento en peso de
1,1,1,2,2,4,4,4-octafluorobutano y un
1-30 por ciento en peso de ciclopentano; un
43-99 por ciento en peso de
1,1,1,2,2,4-hexafluorobutano y un
1-57 por ciento en peso de ciclopentano; un
67-99 por ciento en peso de
1,1,1,4,4,4-hexafluorobutano y un
1-33 por ciento en peso de ciclopentano; un
37-99 por ciento en peso de
1,1,1,3,3-pentafluorobutano y un
1-63 por ciento en peso de ciclopentano; un
68-99 por ciento en peso de
1,1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluorobutano y un
1-32 por ciento en peso de ciclopentano; un
23-99 por ciento en peso de
2,3-difluorobutano y un 1-77 por
ciento en peso de ciclopentano; un 52-99 por ciento
en peso de
1,1,1-trifluoro-2-metoxietano
y un 1-48 por ciento en peso de ciclopentano; o un
62-99 por ciento en peso de
bis(pentafluoroetil)sulfuro y un 1-38
por ciento en peso de ciclopentano.
2. Cantidades eficaces de
1,1,2,2,3-pentafluoropropano y ciclopentano;
1,1,2,3,3-pentafluoropropano y ciclopentano;
1,1,1,2,3-pentafluoropropano y ciclopentano;
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y ciclopentano;
1,2,2,3-tetrafluoropropano y ciclopentano;
1,1,3-trifluoropropano y ciclopentano;
1,2-difluoropropano y ciclopentano;
1,3-difluoropropano y ciclopentano;
1,1,1,2,2,3,3,4-octafluorobutano y ciclopentano;
1,1,1,2,3,4,4,4-octafluorobutano y ciclopentano;
1,1,1,2,2,4,4,4-octafluorobutano y ciclopentano;
1,1,1,2,2,4-hexafluorobutano y ciclopentano;
1,1,1,4,4,4-hexafluorobutano y ciclopentano;
1,1,1,3,3-pentafluorobutano y ciclopentano;
1,1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluorobutano y ciclopentano;
2,3-difluorobutano y ciclopentano;
1,1,1-trifluoro-2-metoxietano
y ciclopentano; o bis(pentafluoroetil)sulfuro y
ciclopentano para formar composiciones binarias que tienen una
presión de vapor superior o inferior a las presiones de vapor de
los componentes de la composición binaria.
3. Proceso que es para producir refrigeración y
comprende los pasos de condensar una composición de cualquiera de
las reivindicaciones 1 ó 2, y evaporar a continuación dicha
composición en las inmediaciones de un cuerpo a enfriar.
4. Proceso que es para producir calor y comprende
los pasos de condensar una composición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2 en las inmediaciones de un cuerpo a
calentar, y evaporar a continuación dicha composición.
5. Proceso que es para preparar una espuma de
termoendurente o una espuma de termoplástico y comprende el paso de
usar una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2
como agente espumante.
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