ES2926825T3 - Estabilización de 1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere al uso conjunto de un compuesto alqueno C3 a C6 que comprende un único doble enlace y de al menos un tamiz molecular para limitar o prevenir la isomerización de trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno a cis-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno, y/o para limitar o prevenir la degradación de trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno. La invención también se refiere a un método para calentar o enfriar un fluido o un cuerpo, a un método para producir electricidad ya una instalación de transferencia de calor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Estabilización de 1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno
Campo de la invención
La presente invención se refiere a compuestos que permiten estabilizar el 1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno y, más concretamente, limitar o evitar la isomerización de la forma trans a la forma cis, o la degradación del compuesto. La invención también se refiere al uso de dichos compuestos en aplicaciones de transferencia de calor.
Antecedentes técnicos
El trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HCFO-1233zdE) es un producto con un bajo potencial de calentamiento global (GWP). Tiene propiedades termodinámicas y termofísicas muy favorables para su uso como fluido caloportador en aplicaciones de refrigeración, aire acondicionado, generación de energía (incluidos los ciclos orgánicos de Rankine) y bombas de calor de alta temperatura.
El HCFO-1233zdE exhibe una inestabilidad que se manifiesta especialmente a temperaturas relativamente altas. Esta inestabilidad consiste en una isomerización de una fracción de la carga inicial que da como resultado la formación de cis-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HCFO-1233zdZ).
Sin embargo, el HCFO-1233zdZ es un producto menos volátil que el HCFO-1233zdE. El punto de ebullición es de aproximadamente 40 °C para el isómero Z y de aproximadamente 18,3 °C para el isómero E. Esta diferencia implica un cambio en las propiedades termodinámicas y termofísicas del producto en las instalaciones, y una pérdida de rendimiento, cuando se produce la isomerización.
El documento WO 2016/146940 describe el uso de compuestos de alqueno C3-C6 para la estabilización de 1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno.
El documento FR 3041 632 describe un proceso de purificación y secado de una corriente de hidrofluoroolefinas que comprende una hidrofluoroolefina elegida entre HFO-1234yf y HCFO-1233zd, agua e impurezas basadas en compuestos de carbono halogenado, caracterizado por que dicha corriente se pone en contacto con un adsorbente. El documento FR 2973809 se refiere al uso de zeolitas para mejorar la estabilidad térmica de cualquier tipo de aceite y, en particular, de aceites o formulaciones basadas en aceite que entran en la composición de fluidos refrigerantes. El documento FR 2973 717 se refiere a un proceso para reducir la acidez de los fluidos refrigerantes, en particular fluidos refrigerantes usados en aparatos de refrigeración y acondicionadores de aire, comprendiendo el método una etapa de poner el fluido refrigerante en contacto con al menos un adsorbente zeolítico.
El documento FR 3 032 131 describe el uso, para la separación y/o secado de gases (en particular de hidrofluorocarbonos o hidrofluoroolefinas), de materiales adsorbentes zeolíticos particulares.
El documento FR 3041 632 se refiere a un proceso para la purificación y secado de una corriente de hidrofluoroolefina que comprende una hidrofluoroolefina, agua e impurezas basadas en compuestos halogenados de carbono, caracterizado por que dicha corriente se pone en contacto con un agente adsorbente (en particular un tamiz molecular). El documento WO 2012/067980 se refiere a un proceso para la fabricación de HFO-1234yf por deshidrohalogenación de una corriente de 2-cloro-1,1,1,2-tetrafluoropropano que no contiene impurezas tales como propanos, propenos y propinos halogenados.
El documento WO 2017/031046 describe un método para eliminar impurezas ácidas presentes en olefinas halogenadas tales como HFO-1234ze, HFO-1234yf, HCFO-1233zd y HCFO-1233xf, método que comprende hacer pasar la corriente de olefina a través de un adsorbente sólido que puede ser, en particular, un tamiz molecular. El documento EP 2 035 117 se refiere a un proceso para secar un fluido que comprende un fluoropropeno, comprendiendo el método una etapa de poner en contacto el fluido con un desecante que comprende un tamiz molecular. Existe la necesidad de proporcionar un método mejorado que permita limitar o prevenir la isomerización de HCFO-1233zdE a HCFO-1233zdZ, en particular en sistemas de compresión de vapor tales como sistemas de climatización, de refrigeración, sistemas de bomba de calor y ciclo orgánico de Rankine y, más particularmente, sistemas que comprenden un evaporador inundado.
Compendio de la invención
La invención se refiere, en primer lugar, al uso conjunto de un compuesto de alqueno C3 a C6 que comprende un doble enlace simple y al menos un tamiz molecular para limitar o evitar la isomerización de trans-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno a cis-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno, y/o para limitar o prevenir la degradación de trans-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno. En ciertas realizaciones, el compuesto de alqueno es un buteno o un penteno.
En ciertas realizaciones, el compuesto de alqueno tiene:
• un punto de ebullición inferior o igual a 100 °C, preferiblemente inferior o igual a 75 °C y, más particularmente preferiblemente inferior o igual a 50 °C; y/o
• una temperatura de solidificación inferior o igual a 0 °C, preferiblemente inferior o igual a -25 °C y, más particularmente preferiblemente, inferior o igual a -50 °C.
En ciertas realizaciones, el compuesto de alqueno es 2-metil-but-2-eno.
En ciertas realizaciones, el al menos un tamiz molecular es al menos un adsorbente zeolítico.
En ciertas realizaciones, el al menos un adsorbente zeolítico se elige entre zeolitas de tipo zeolita A, zeolitas de tipo faujasita, zeolitas de tipo zeolita Y, así como mezclas de las mismas.
En ciertas realizaciones, el al menos un adsorbente zeolítico se elige entre zeolita 3A, zeolita 5A, zeolita 13X y mezclas de las mismas.
En ciertas realizaciones, se usa al menos un tamiz molecular para adsorber aire y al menos un tamiz molecular para adsorber agua, preferiblemente dispuestos en capas sucesivas en un cartucho.
La invención también se refiere a un método para calentar o enfriar un fluido o un cuerpo por medio de un circuito de compresión de vapor que contiene un fluido caloportador, comprendiendo dicho método sucesivamente: la evaporación del fluido caloportador, la compresión del fluido caloportador, la condensación del fluido caloportador y la expansión del fluido caloportador, donde el fluido caloportador comprende trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno y un compuesto de alqueno C3 a C6, y donde el fluido caloportador se pone en contacto con un tamiz molecular.
La invención también se refiere a un método para producir electricidad mediante un motor térmico que contiene un fluido caloportador, comprendiendo dicho método sucesivamente: la evaporación del fluido caloportador, la expansión del fluido caloportador en una turbina para generar electricidad, la condensación el fluido caloportador y la compresión del fluido caloportador, donde el fluido caloportador comprende trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno y un compuesto de alqueno C3 a C6, y donde el fluido caloportador se pone en contacto con un tamiz molecular .
En ciertas realizaciones, el fluido caloportador alcanza una temperatura superior o igual a 100 °C, preferiblemente superior o igual a 150 °C, más preferiblemente superior o igual a 200 °C, más preferiblemente superior o igual a 220 °C
La invención también se refiere a una instalación de transferencia de calor que comprende un circuito de compresión de vapor que contiene un fluido caloportador, el fluido caloportador comprende trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno y un compuesto de alqueno C3 a C6, y estando provisto el circuito de compresión de vapor de un tamiz molecular.
En ciertas realizaciones, la instalación se elige entre instalaciones móviles o fijas de calefacción por bomba de calor, climatización, refrigeración, congelación y motores térmicos.
En ciertas realizaciones, el compuesto de alqueno es 2-metil-but-2-eno.
En ciertas realizaciones, el tamiz molecular es un adsorbente zeolítico, o preferiblemente al menos dos adsorbentes zeolíticos dispuestos en capas.
La presente invención satisface la necesidad expresada anteriormente. Más particularmente, proporciona un medio mejorado para estabilizar HCFO-1233zdE, especialmente en sistemas de compresión de vapor tales como sistemas de climatización, de refrigeración, bombas de calor y motores térmicos, especialmente sistemas que comprenden un evaporador inundado, especialmente en aplicaciones de alta temperatura.
De hecho, los presentes inventores han encontrado que los problemas de isomerización y degradación de HCFO-1233zeE que ocurren a alta temperatura se ven favorecidos por la presencia de aire y humedad, incluso acidez, por lo que estos problemas ocurren en cierta medida a pesar de la presencia de un estabilizador. El uso de un tamiz molecular permite limitar o evitar la presencia de aire y humedad en el circuito de refrigeración y, sorprendentemente, no afecta a los estabilizadores de alquenos C3 a C6.
Descripción de realizaciones de la invención
La invención se describe ahora con más detalle y sin limitación en la descripción que sigue.
A menos que se indique lo contrario, a lo largo de la solicitud, las proporciones de los compuestos indicados se dan en porcentajes en masa.
La invención propone poner en contacto el HCFO-1233zdE con un compuesto de alqueno C3 a C6 que comprende un solo doble enlace así como con al menos un tamiz molecular para estabilizar el HCFO-1233zdE, es decir, limitar o impedir su isomerización a HCFO-1233zdZ, en particular a altas temperaturas y en particular cuando hay trazas de
humedad y/o aire y/o acidez. Este contacto también permite estabilizar el HCFO-1233zdE evitando su degradación. Por "degradación" se entiende la conversión de moléculas de HCFO-1233zd en otras especies. La degradación de HCFO-1233zdE puede dar como resultado, en particular, un aumento de la concentración de iones fluoruro y cloruro presentes en la composición que comprende HCFO-1233zdE.
Los compuestos de alqueno según la invención son propeno, butenos, pentenos y hexenos. Se prefieren butenos y pentenos. Los pentenos son aún más particularmente preferidos.
Los compuestos de alqueno según la invención pueden ser de cadena lineal o ramificados, y preferiblemente ramificados. Preferiblemente, tienen un punto de ebullición inferior o igual a 100 °C, más preferiblemente inferior o igual a 75 °C y, más particularmente, preferiblemente inferior o igual a 50 °C.
Por "temperatura de ebullición"se entiende la temperatura de ebullición a una presión de 101,325 kPa, determinada según la norma NF EN 378-1 de abril de 2008.
También preferiblemente, tienen una temperatura de solidificación inferior o igual a 0 °C, preferiblemente inferior o igual a -25 °C y, más particularmente, preferiblemente inferior o igual a -50 °C.
La temperatura de solidificación se determina según el Ensayo n° 102:punto de fusión/Intervalo de fusión (Directrices de la OCDE para el Ensayo de Productos Químicos, Sección 1, Publicación de la OCDE, París, 1995, disponible en http://dx.doi.org/10.1787/9789264069534-es).
Los compuestos de alqueno según la invención son, en particular:
• but-1-eno;
• cis-but-2-eno;
trans-but-2-eno;
• 2-metil-prop-1-eno;
• pent-1-eno;
• cis-pent-2-eno;
• trans-pent-2-eno;
2-metil-but-1-eno;
• 2-metil-but-2-eno; y
• 3-metil-but-1-eno.
Entre los compuestos preferidos, se encuentran, en particular, el 2-metil-but-2-eno, de fórmula (CH3)2C=CH-CH3 (temperatura de ebullición de aproximadamente 39 °C).
También se pueden usar dos o más de los compuestos anteriores en combinación.
Los compuestos de alqueno según la invención se usan ventajosamente en combinación con HCFO-1233zd y, más particularmente, se mezclan con HCFO-1233zdE, para proporcionar fluidos de transferencia de calor usados en aplicaciones de transferencia de calor.
La proporción másica de los compuestos de alqueno anteriores en el fluido caloportador puede ser, en particular: de 0,01 a 0,05 %; o de 0,05 a 0,1 %; o de 0,1 a 0,2 %, o de 0,2 a 0,3 %; o de 0,3 a 0,4 %; o de 0,4 a 0,5 %; o de 0,5 a 0,6 %; o de 0,6 a 0,7 %; o de 0,7 a 0,8 %; o de 0,8 a 0,9 %; o de 0,9 a 1 %; o de 1 a 1,2 %; o de 1,2 a 1,5 %, o de 1,5 a 2 %; o de 2 a 3 %; o de 3 a 4 %; o de 4 a 5 %.
El fluido caloportador puede incluir HCFO-1233zdE y, opcionalmente, HCFO-1233zdZ. Ventajosamente, la proporción de HCFO-1233zdE, respecto al total de HCFO-1233zd, es superior o igual a 90 %, o a 91 %, o a 92 %, o a 93 %, o a 94 %, o a 95 %, o a 96 %, o a 97 %, o a 98 %, o a 99 %, o a 99,1 %, o a 99,2 %, o a 99,3 %, o a 99,4 %, o a 99,5 %, o a 99,6 %, o a 99,7 %, o a 99,8 %, o a 99,9 %, o a 99,91 % o a 99,92 % o a 99,93 % o a 99,94 % o a 99,95 % o a 99,96 % o a 99,97 % o a 99,98 % o a 99,99 %.
La presencia del compuesto de alqueno permite limitar o evitar un aumento de la proporción de HCFO-1233zdZ en la composición a lo largo del tiempo y/o en caso de aplicación de temperaturas relativamente elevadas. La presencia del compuesto de alqueno permite también limitar la concentración de iones fluoruro y cloruro presentes en la composición y, más generalmente, limitar la degradación de HCFO-1233zdE.
Además, es probable que el compuesto de alqueno también tenga una función caloportadora, al igual que HCFO-1233zdE y otros posibles compuestos de transferencia de calor. En ciertas realizaciones, es capaz de formar mezclas azeotrópicas o casi azeotrópicas con HCFO-1233zdE (y, cuando sea apropiado, con los otros compuestos de transferencia de calor posiblemente presentes).
El fluido caloportador puede asociarse opcionalmente con diversos aditivos, para formar con ellos una composición de transferencia de calor. Los aditivos pueden elegirse, en particular, entre lubricantes, nanopartículas, estabilizantes (distintos de los compuestos estabilizantes de la invención), tensioactivos, trazadores, fluorescentes, odorantes y solubilizantes.
El o los estabilizadores, cuando están presentes, representan preferiblemente como máximo el 5 % en masa en la composición de transferencia de calor. Entre los estabilizadores, se pueden citar en particular nitrometano, ácido ascórbico, ácido tereftálico, azoles tales como tolutriazol o benzotriazol, compuestos fenólicos tales como tocoferol, hidroquinona, t-butilhidroquinona, 2,6-di-terc-butil-4-metilfenol, epóxidos (posiblemente alquilo o alquenilo o aromáticos fluorados o perfluorados) tales como n-butil glicidil éter, hexanodiol diglicidil éter, alil glicidil éter, butilfenilglicidil éter, fosfitos, fosfonatos, tioles, limoneno, óxido de limoneno y lactonas.
Como lubricantes, se pueden utilizar en particular aceites de origen mineral, aceites de silicona, parafinas de origen natural, naftenos, parafinas sintéticas, alquilbencenos, polialfaolefinas, polialquenoglicoles, poliolésteres y/o poliviniléteres.
Sin embargo, en ciertas realizaciones ventajosas de la invención, la composición de la invención está desprovista de lubricante.
Como nanopartículas, se pueden usar especialmente nanopartículas de carbono, óxidos metálicos (cobre, aluminio), TiO2, Al2O3, MoS2...
Como trazadores (detectables) se pueden citar hidrofluorocarburos deuterados o no deuterados, hidrocarburos deuterados, perfluorocarburos, fluoroéteres, compuestos bromados, compuestos yodados, alcoholes, aldehídos, cetonas, óxido nitroso y combinaciones de los mismos. El agente trazador es diferente de los compuestos de transferencia de calor que componen el fluido caloportador.
Se pueden citar, como solubilizantes, hidrocarburos, dimetiléter, polioxialquilénéteres, amidas, cetonas, nitrilos, clorocarburos, ésteres, lactonas, ariléteres, fluoroéteres y 1,1,1-trifluoroalcanos. El agente solubilizante es diferente de los compuestos de transferencia de calor que componen el fluido caloportador.
Como agentes fluorescentes se pueden citar naftalimidas, perilenos, cumarinas, antracenos, fenantracenos, xantenos, tioxantenos, naftoxantenos, fluoresceínas y derivados y combinaciones de los mismos.
Como agentes olorosos se pueden citar alquilacrilatos, alilacrilatos, ácidos acrílicos, acrilésteres, alquiléteres, alquilésteres, alquinos, aldehídos, tioles, tioéteres, disulfuros, alilisotiocianatos, ácidos alcanoicos, aminas, norbornenos, derivados de norborneno, ciclohexeno, compuestos aromáticos heterocíclicos, ascaridol, ometoxi(metil)-fenol y combinaciones de los mismos.
El fluido caloportador (así como la composición de transferencia de calor que lo contiene) también puede incluir al menos otro compuesto de transferencia de calor, además de HCFO-1233zd. Dicho otro compuesto de transferencia de calor opcional puede ser, en particular, un compuesto de hidrocarburo, éter, hidrofluoroéter, hidrofluorocarburo, hidroclorofluorocarburo, hidrofluoroolefina, hidrocloroolefina o hidroclorofluoroolefina.
A modo de ejemplo, dicho otro compuesto caloportador puede elegirse entre 1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-eno (HFO-1336mzz, isómero E o Z), 3,3,4,4, 4-pentafluorobut-1 -eno (HFO-1345fz), 2,4,4,4-tetrafluorobut-1 -eno (HFO-1354mfy), 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa), 2 ,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), 1,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234ze), difluorometano (HFC-32), 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a) , 1,1,2,2-tetrafluoroetano (h Fc -134), 1,1-difluoroetano (HFC-152a), pentafluoroetano (HFC-125), 1,1,1,3,3-pentafluorobutano (HFC-365mfc) , metoxicononafluorobutano (HFE7100), butano (HC-600), 2-metilbutano (HC-601a), pentano (HC-601), éter etílico, acetato de metilo y combinaciones de los mismos.
En el fluido caloportador, el HCFO-1233zd puede representar, en particular, en masa, de 50 a 55 % del fluido; o de 55 a 60 % del fluido; o de 60 a 65 % del fluido; o de 65 a 70 % del fluido; o de 70 a 75 % del fluido; o de 75 a 80 % del fluido; o de 80 a 85 % del fluido; o de 85 a 90 % del fluido; o de 90 a 95 % del fluido; o de 95 a 99 % del fluido; o de 99 a 99,5 % del fluido; o de 99,5 a 99,9 % del fluido; o más del 99,9 % del fluido. El contenido de HFO-1233zd también puede variar dentro de varios de los intervalos anteriores: por ejemplo, 50-55 % y 55-60 %, es decir, 50-60 %, etc.
La composición de transferencia de calor/fluido caloportador descrito anteriormente se pone en contacto, según la invención, con al menos un tamiz molecular que se coloca preferiblemente en un cartucho.
El tamiz molecular es preferiblemente un adsorbente zeolítico.
Los adsorbentes zeolíticos o, más simplemente, zeolitas, que pueden utilizarse en el contexto de la presente invención,
pueden ser de cualquier tipo conocido por los expertos en la materia y, en particular, zeolitas de tipo A, zeolitas de tipo faujasita, es decir, las zeolitas X y LSX (para “Bajo contenido de sílice X ’), y zeolitas de tipo Y. Se entiende que estas diferentes zeolitas se pueden usar solas o como una mezcla de dos o más de ellas.
Las zeolitas normalmente son compuestos basados en aluminosilicatos, cristalinos y porosos, que tienen una estructura cristalina tridimensional que consiste en un ensamblaje de tetraedros de SiÜ4 y AlÜ4 interconectados por la agrupación de uno o más átomos de oxígeno. Estos compuestos forman así redes cristalinas que contienen poros de tamaño nanométrico.
Estos edificios generalmente contienen cationes para hacer que el sistema sea eléctricamente neutro, estos cationes suelen ser cationes que comprenden sodio, potasio o calcio, pero también bario, tierras raras o incluso mezclas de dos o más de estos cationes en todas las proporciones.
En general, las zeolitas utilizadas son zeolitas sintéticas obtenidas en forma de polvo tras un proceso de nucleación y cristalización de geles de aluminosilicato. También se pueden utilizar zeolitas naturales, como por ejemplo zeolitas del tipo clinoptilolita, mordenita o chabazita, cuyas principales aplicaciones son generalmente operaciones de purificación o deshidratación.
Según una realización preferida de la presente invención, la(s) zeolita(s) utilizada(s) comprende(n) zeolitas de tipo A, zeolitas de tipo faujasita, es decir zeolitas X, LSX, y zeolitas de tipo Y.
Las zeolitas corresponden a la siguiente fórmula general:
Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y] . w H2O
en la que:
M representa uno o más cationes de valencia total n, w representa el número de moléculas de agua, la razón (y/x) está entre 1 y 5, dependiendo de las estructuras de las zeolitas y la suma (x+y) representa el número de tetraedros por celda unitaria.
La estructura y propiedades de la zeolita A son conocidas y abundantemente descritas en la literatura, en particular en el trabajo de Donald W. Breck, "Zeolite Molecular Sieves", ediciones de John Wiley and Sons, (1974), págs. 83 y siguientes, y por los documentos US 2.882.243 y FR 1257034.
La razón Si/Al en las zeolitas A es siempre cercana a 1. La presencia de cationes de sodio asegura la electroneutralidad de la estructura.
La modificación de la naturaleza de los cationes por intercambio total o parcial puede ir acompañada de una variación en el tamaño de los poros o una modificación de la selectividad por creación de interacciones específicas con las moléculas adsorbidas, cambiando así las propiedades de adsorción.
Así, para la zeolita A que, en forma de sodio después de la síntesis, tiene una apertura de poro de 4A, es posible realizar varios intercambios catiónicos A, con el fin de conferirle las propiedades deseadas.
Con frecuencia se trata de cationes alcalinos o alcalinotérreos tales como litio (Li+), potasio (K+), cesio (Cs+), magnesio (Mg2+), calcio (Ca2+), estroncio (Sr2+), bario (Ba2+), cerio (Ce3+), u otros como tierras raras o metales, por ejemplo lantano (La2+/La3+), plata (Ag+), cobre (Cu2+), níquel (Ni2+), zinc, hierro, cromo y otros.
Así, dependiendo del tipo de intercambio catiónico que se lleve a cabo, la zeolita A puede, por ejemplo, transformarse:
• en forma de calcio por intercambio con una sal de calcio en solución acuosa, para obtener una zeolita cuyos poros tengan una apertura efectiva de 5A;
• en forma de potasio por intercambio con una sal de potasio en solución acuosa para obtener una zeolita cuyos poros tengan una apertura efectiva de 3A;
• en diferentes formas mezclando soluciones acuosas de sales de litio, calcio o potasio, por ejemplo.
Por zeolita 4A se entiende aquí una zeolita de tipo A en la que esencialmente todos los sitios catiónicos intercambiables están ocupados por cationes de sodio Na+ (forma de sodio después de la síntesis).
Por zeolita 5A se entiende aquí una zeolita de tipo A de la cual al menos el 40 % de los sitios catiónicos (expresados como equivalentes) están ocupados por cationes Ca2+, pudiendo el resto de sitios ser ocupados por cationes sodio Na+, pero no se apartaría del alcance de la invención si estuvieran presentes otros cationes como se ha descrito anteriormente.
Por zeolita 3A se entiende aquí una zeolita de tipo A de la cual de 20 a 70 % (expresados como equivalentes) de los sitios catiónicos intercambiables están ocupados por cationes potasio, pero no se apartaría de la invención si
estuvieran presentes otros cationes como los descritos anteriormente.
Las faujasitas constituyen un grupo de especies minerales caracterizadas por su estructura topográfica cristalográfica, que se describen particularmente en los trabajos de Donald W. Breck "Zeolite Molecular Sieves", ediciones de John Wiley and Sons, (1974), págs. 92 y siguientes.
La llamada regla de Lowenstein les impone una razón molar Si/Al mayor o al menos igual a 1. Se suele distinguir:
• faujasitas X convencionales con una razón Si/Al > 1,15;
• faujasitas LSX (acrónimo en inglés de Bajo contenido de sílice X ") o faujasitas con bajo contenido de sílice que son especies de zeolitas de tipo X con una razón atómica Si/Al menor o igual a 1,15, preferiblemente igual a 1 ± 0,05 (los valores menores que uno reflejan las incertidumbres analíticas en la medición de esta razón y los valores más altos, ya sea la misma incertidumbre analítica, o una diferencia tolerable en la pureza del producto); y
• faujasitas Y con una razón Si/Al > 1,5.
La celda elemental de la zeolita X es un tetraedro cuyos vértices están ocupados por poliedros del mismo tipo que los presentes en la zeolita A, cada uno de los cuales está conectado a otros cuatro poliedros gracias a una subestructura octaédrica, formada por un doble anillo que contiene ocho átomos de oxígeno. El centro de cada arista siempre está ocupado por un átomo de oxígeno, mientras que los átomos de silicio y aluminio ocupan los diferentes vértices de los poliedros. Una forma preferida de zeolita X es la zeolita 13X que tiene la siguiente fórmula química:
Na86 [(AlO2)86 (SiO2)106] . H2O
Las zeolitas X e Y están en forma de sodio después de su síntesis: NaX, NaY, la zeolita LSX después de su síntesis está en forma NaKLSX.
Estas zeolitas también pueden experimentar tratamientos de intercambio o modificación y generalmente se busca reemplazar los cationes alcalinos (Na, K) por ejemplo por protones, iones alcalinos, iones alcalinotérreos, iones de tierras raras o de metales como por ejemplo los mencionados anteriormente.
Las zeolitas de la invención pueden presentarse en forma de polvo o aglomerados. Por aglomeración se entiende la conformación del polvo de zeolita utilizando un aglutinante inorgánico y/u orgánico. Este conformado en forma de aglomerados puede realizarse según cualquier método conocido por el experto en la materia. Por ejemplo, los aglomerados pueden estar en forma de placas, bolas de unos pocos nanómetros a unos pocos milímetros de diámetro medio, alambres o extruidos, barras, varillas, o incluso piezas moldeadas de varios tamaños y formas, pueden denominarse genéricamente núcleos según la terminología inglesa, y otros.
Este conformado se realiza mezclando una mezcla pastosa de zeolita(s), aglutinante(s) y eventualmente uno o más aditivos destinados, por ejemplo, a facilitar la manipulación de la pasta modificando la reología y/o la pegajosidad. Este aglutinante, generalmente inerte, está destinado a asegurar la cohesión del o de los cristales de zeolita entre ellos.
Entre los aglutinantes minerales, se pueden utilizar alúmina, montmorillonita (bentonita), atapulgita, sepiolita, arcillas zeolitizables, tal como las elegidas entre los caolines, caolinitas, nacritas, dicquitas, halloysitas, metacaolines, arcillas coloidales, por ejemplo del tipo Attagel. u otros minerales naturales o zeolitas (clinoptilolita, mordenita o chabazita), tierra de diatomeas, talco y otros aglutinantes minerales conocidos por el experto en la materia, que pueden utilizarse solos o como mezcla de dos o más de ellos.
Entre los aglutinantes orgánicos que pueden utilizarse solos o en combinación con los aglutinantes minerales mencionados anteriormente, se entiende cualquier matriz polimérica conocida por sí misma por el experto en la materia especializado en polímeros. Puede comprender un homopolímero y/o copolímero termoplástico y/o termoendurecible, por ejemplo, y sin limitación, poliuretano, polímeros fluorados, tales como PVDF, resinas epoxi y similares. Estos polímeros pueden presentarse en cualquier forma, y por ejemplo en forma de espuma, expandida o semiexpandida.
Como ejemplos de matrices poliméricas se pueden citar las descritas en la solicitud internacional WO 2010/063975, en la que la matriz polimérica comprende una poliolefina (por ejemplo del tipo polietileno, polipropileno y otros), elastómeros (como los del tipo copolímero de acrilato, por ejemplo copolímero de etileno/acrilato de butilo), una poliamida, un poliéster o incluso una mezcla de dos o más de estos polímeros.
La matriz polimérica también puede comprender, total o parcialmente, uno o más polímeros, homo- y/o copolímeros, capaces de formar un ensamblaje supramolecular. Ensamblaje supramolecular significa polímeros, homo- y/o copolímeros, capaces de asociarse entre sí por medio de enlaces de hidrógeno.
Entre los denominados polímeros supramolecular", se pueden citar, como ejemplos no limitativos, los polímeros semicristalinos y, en particular, los formados por ensamblaje supramolecular de compuestos resultantes de la condensación de un ácido graso y/o de un dímero de ácido graso y/o un trímero de ácido graso y al menos una amina asociativa (capaz de formar enlaces de hidrógeno) elegida entre 1 -(2-aminoetil)-imidazolidin-2-ona (UDETA), 1 -(2-[(2aminoetil)amino]etil)imidazolidona (UTETA), 1-(2-{2-[(2-aminoetilamino]etil}amino)etil]imidazolidona (UTEPA) y N-(6-aminohexil)-N'-(6-metil-4- oxo-1,4-dihidropirimidin-2-il)urea (UPy), y mezclas de los mismos.
Además de los aglutinantes inorgánicos y/u orgánicos, se pueden añadir a las zeolitas uno o varios aditivos comúnmente utilizados y conocidos por el experto en la materia y, por ejemplo, aditivos elegidos entre sílice, sílice coloidal, celulosa, almidón de maíz o cualquier otro tipo de agente de expansión.
En general, las zeolitas utilizadas en la presente invención pueden estar en cualquier forma y, por ejemplo, en forma de aglomerado de zeolita con un aglutinante orgánico como se describe en la solicitud internacional WO 2010/063975 para la eliminación de agua en la aplicación de doble acristalamiento, o como se describe en las solicitudes de patente US 2.583.812, US 4.013.566 y las solicitudes de patente US 2001/0014707 y EP 1566600 en las que se dan a conocer sólidos basados en zeolitas y polímeros destinados al secado de fluidos refrigerantes.
En el sentido de la invención, el aglomerado de zeolita basada en aglutinante orgánico se obtiene generalmente a partir de un compuesto (mezcla), luego se le da forma, por ejemplo, por extrusión, moldeo, extrusión-moldeo, inyección-extrusión o cualquier otra técnica conocida por el experto en la materia, que permite obtener un artículo en forma sólida a partir de al menos una matriz polimérica fundida.
En una realización, el material adsorbente según la presente invención también puede comprender uno o más aditivos, comúnmente usados en técnicas de preparación de compuestos. Los ejemplos no limitativos de dichos aditivos pueden elegirse entre estabilizadores UV, pigmentos, colorantes, antioxidantes, modificadores de impacto, materiales de cambio de fase (PCM), retardantes de llama, odorantes, celulosa y otros, solos o en combinación.
Los compuestos zeolíticos, ya sea en forma aglomerada o en forma de polvo (es decir, en forma no aglomerada), que se pueden utilizar en el contexto de la presente invención, se pueden someter opcionalmente a un tratamiento por impregnación, por ejemplo, impregnación en la fase acuosa mediante hidróxido(s) de metal(es) alcalino(s) y/o metal(es) alcalinotérreo(s) o incorporando este(estos) hidróxido(s) y/o carbonato(s) y/o sal(es) de metal(es) alcalino(s) y/o metal(es) alcalinotérreo(s) antes, después o durante la etapa de aglomeración y/o antes, después o durante la etapa de conformación.
Esta operación de impregnación tiene por objeto impregnar las zeolitas o aglomerados de zeolitas con uno o varios metales, no metales y/o tierras raras, por ejemplo elegidos entre aluminio, escandio, galio, hierro (III), cromo (III), indio, itrio, lantánidos o, más generalmente, las tierras raras, solos o en combinación y/o iones divalentes elegidos entre los iones calcio, estroncio, zinc, cobre, cromo (II), hierro (II), manganeso, níquel, cobalto, solos o como mezcla.
Según otro aspecto, debe entenderse que los tratamientos encaminados a realizar los cambios o modificaciones catiónicos definidos anteriormente pueden realizarse tanto sobre los cristales de zeolita (polvo) como sobre las zeolitas ya conformadas (aglomeradas, impregnadas, etc.), o incluso antes y después de la conformación de los adsorbentes zeolíticos.
Según una realización preferida de la presente invención, los adsorbentes zeolíticos están basados en zeolita A o zeolita faujasita y, aún más preferiblemente, los adsorbentes zeolíticos están basados en zeolita(s) A (3A, 4A o 5A) y/o zeolita 13X y, aún más preferiblemente, bien polvo de zeolita 3A o bien aglomerados basados en polvo de zeolita A, intercambiado con potasio, pudiendo realizarse el intercambio de potasio bien sobre el polvo de partida y/o sobre el aglomerado final.
Según ciertas realizaciones, se pueden usar dos o más adsorbentes zeolíticos. Estas realizaciones son preferidas dadas las diferentes propiedades de las zeolitas con respecto a la adsorción de aire y agua. Más precisamente, ciertas zeolitas como la zeolita 3A son particularmente efectivas para adsorber agua mientras que otras zeolitas como la zeolita 5A o la zeolita 13X son particularmente efectivas para adsorber aire. Por lo tanto, su uso combinado puede proporcionar una protección más eficaz contra el aire y el agua. Por ejemplo, los dos o más adsorbentes zeolíticos pueden ser zeolita 13X y zeolita 3A, o zeolita 3A y zeolita 5A, o zeolita 13X, zeolita 3A y zeolita 5A.
Según ciertas realizaciones preferidas, los dos o más adsorbentes zeolíticos se pueden colocar como capas en un cartucho. Por ejemplo, la zeolita 3A puede constituir una primera capa seguida de una segunda capa que comprende zeolita 5A y/o zeolita 13X. Por " primera capa se entiende la capa que es la primera en estar en contacto con el flujo del fluido caloportador en la dirección del fluido.
Según otra realización preferida, los adsorbentes zeolíticos que se pueden utilizar en el contexto de la presente invención están basados en zeolitas A intercambiadas con potasio, y cuya tasa de intercambio está entre 20 % y 70 % (expresado en equivalentes molares) de todos los sitios catiónicos intercambiables, preferiblemente entre 30 % y 70 %, más preferiblemente entre 40 % y 70 % y muy particularmente preferiblemente entre 50 % y 70 %.
Cuando los adsorbentes zeolíticos son aglomerados de zeolitas, el aglutinante de aglomeración es preferiblemente atapulgita, atapulgita coloidal, sepiolita, bentonita, caolín, haloisita, pudiendo utilizarse estos aglutinantes de aglomeración solos o en combinación(es) con otras arcillas o zeolitas naturales (clinoptilolita , mordenita o chabazita). Preferiblemente, el aglutinante de aglomeración contiene principalmente atapulgita o caolín e incluso más preferiblemente atapulgita.
Como ejemplos no limitativos de adsorbentes zeolíticos utilizables en el marco de la presente invención, se pueden citar los adsorbentes comercializados por CECA con las denominaciones Siliporite® H3Ri, Siliporita® NK10, Siliporita® NK30, Siliporita® SA 1720, Siliporita® NK20, Siliporita® G5 XP, los comercializados por ZeOCHEM con los nombres Purmol® 3ST (3A), Purmol® 4ST (A), Zeoquim® Z4-01, Zeochem® 4A-8BL, o los comercializados por GRACE con los nombres Sylosiv®, Criosiv®, o por u Op con los nombres de Molsiv™ 3A, Molsiv™ 4A, Molsiv™ 5A, XH-7™, XH-9™ y XH-11™.
Según ciertas realizaciones, también se pueden utilizar en combinación con los tamices moleculares, y en particular con los adsorbentes zeolíticos, uno o más compuestos capaces de eliminar las trazas de acidez presentes en el fluido caloportador. Este o estos compuestos pueden elegirse entre óxidos de metales tales como óxido de aluminio, óxidos de metales alcalinotérreos, óxidos de metales alcalinos, hidróxidos de metales tales como hidróxido de aluminio, hidróxidos de metales alcalinotérreos, hidróxidos de metales alcalinos, minerales aluminosilicatos tales como andalucita, cianita, silimanita, aluminosilicato de calcio, aluminosilicato de sodio y óxido de sílice. Preferiblemente, este compuesto es óxido de aluminio y, más preferiblemente, este compuesto es óxido de aluminio activado. El óxido de aluminio activado es una sustancia granular porosa que puede fabricarse a partir de hidróxido de aluminio deshidroxilándolo para producir un material altamente poroso. La alúmina activada puede tener una superficie superior a 200 m2/gramo.
Los tamices moleculares tales como los adsorbentes zeolíticos adsorben aire y agua, lo que permite la reducción de la reactividad del medio y consecuentemente la reducción de la acidez. Sin embargo, se prefiere, para eliminar cualquier rastro de acidez, usar también uno o más compuestos mencionados anteriormente.
En el caso de que se utilicen uno o más compuestos capaces de eliminar trazas de acidez, este o estos compuestos también pueden colocarse en forma de al menos una capa en el cartucho que comprende el o los adsorbentes zeolíticos. La capa que comprende el compuesto o compuestos capaces de eliminar las trazas de acidez se coloca preferiblemente aguas arriba de la capa o capas que comprenden los tamices moleculares (en particular adsorbentes zeolíticos) y en particular aguas arriba de la primera capa que comprende el adsorbente zeolítico (con respecto a la dirección de circulación del flujo del fluido caloportador).
Alternativamente, este o estos compuestos se pueden usar como una mezcla con el(los) tamiz(es) molecular(es).
La invención se implementa preferiblemente en una instalación de transferencia de calor que comprende un sistema de compresión de vapor.
La instalación de transferencia de calor se utiliza para un proceso de transferencia de calor. El proceso de transferencia de calor puede ser un proceso de calentamiento o enfriamiento de un fluido o un cuerpo.
La instalación de transferencia de calor también se puede utilizar en un proceso para producir trabajo mecánico o electricidad, en particular conforme a un ciclo de Rankine.
Para aplicaciones de calefacción y refrigeración, el sistema de compresión de vapor incluye al menos un evaporador, un compresor, un condensador y un expansor, así como líneas de transporte de fluido caloportador entre estos elementos. El evaporador y el condensador incluyen un intercambiador de calor que permite el intercambio de calor entre el fluido caloportador y otro fluido o cuerpo.
Como compresor, es posible utilizar, en particular, un compresor centrífugo con una o más etapas o un minicompresor centrífugo. También se pueden utilizar compresores rotativos, de espiral, de pistón o de tornillo. El compresor puede ser accionado por un motor eléctrico o por una turbina de gas (por ejemplo accionado por los gases de escape de un vehículo, para aplicaciones móviles) o por engranajes.
El sistema de compresión de vapor funciona entonces según un ciclo de compresión de vapor convencional. El ciclo incluye el cambio de estado del fluido caloportador de una fase líquida (o bifásica líquido/vapor) a una fase vapor a una presión relativamente baja, luego la compresión del fluido en fase vapor a una presión relativamente baja, el cambio de estado (condensación) del fluido caloportador de la fase vapor a la fase líquida a una presión relativamente alta, y la reducción de la presión para volver a iniciar el ciclo.
Preferiblemente, el tamiz molecular se dispone en un cartucho como se ha descrito anteriormente, que se coloca en el sistema de compresión de vapor o en un sistema de tipo ciclo orgánico de Rankine. El fluido que atraviesa el cartucho puede estar en estado de vapor, en estado líquido o en estado bifásico (líquido y vapor). El cartucho se puede colocar aguas arriba o aguas abajo de un expansor, un compresor, una turbina o entre una serie de intercambiadores. Preferiblemente, el cartucho se puede colocar en la zona de temperatura más baja entre la turbina y la bomba de líquido en un ciclo orgánico de Rankine. Preferiblemente, el fluido que pasa a través del cartucho está en estado líquido.
La instalación de transferencia de calor también puede comprender opcionalmente al menos un circuito de fluido caloportador utilizado para transmitir calor (con o sin cambio de estado) entre el circuito de fluido caloportador y el fluido o cuerpo a calentar o enfriar.
La instalación de transferencia de calor también puede comprender, opcionalmente, dos (o más) sistemas de
compresión de vapor, que contienen fluidos de transferencia de calor idénticos o distintos. Por ejemplo, los sistemas de compresión de vapor se pueden acoplar entre sí.
Los procesos e instalaciones de refrigeración según la invención incluyen métodos e instalaciones de aire acondicionado (con instalaciones móviles, por ejemplo en vehículos, o estacionarias), refrigeración (con instalaciones móviles, por ejemplo en contenedores, o estacionarias) y congelación o criogenia.
Las instalaciones de calefacción según la invención incluyen bombas de calor.
Para aplicaciones de trabajo mecánico o producción de electricidad, la instalación de transferencia de calor es un motor térmico, que incluye al menos un evaporador, un dispositivo de expansión, un condensador y una bomba, así como líneas de transmisión de calor entre estos elementos. La instalación de transferencia de calor puede entonces funcionar según un ciclo de Rankine.
Preferiblemente, el tamiz molecular se coloca en un cartucho como se ha descrito anteriormente colocado en el sistema termodinámico, preferiblemente después del elemento de expansión. Así, el fluido caloportador a la salida del órgano de expansión atraviesa el cartucho que comprende el tamiz molecular.
Como dispositivo de expansión, es posible utilizar, en particular, turbinas con una o más etapas o también expansores. A modo de ejemplo, también se pueden utilizar reguladores rotativos, de espiral, de pistón o de tornillo.
Es posible utilizar cualquier tipo de intercambiador de calor para implementar los fluidos caloportadores según la invención y, en particular, intercambiadores de calor a favor de la corriente o, preferiblemente, intercambiadores de calor a contracorriente.
En particular, el evaporador utilizado en el contexto de la invención puede ser un evaporador de sobrecalentamiento o un evaporador inundado. En un evaporador sobrecalentado, todo el fluido caloportador se evapora a la salida del evaporador y la fase vapor se sobrecalienta.
En un evaporador inundado, el fluido caloportador en forma líquida no se evapora por completo. Un evaporador inundado comprende un separador de fase líquida y fase de vapor.
La invención es particularmente útil cuando se utiliza un evaporador de este tipo. De hecho, los estabilizadores de alta temperatura de ebullición del estado de la técnica son ineficaces cuando se emplea un evaporador de este tipo, porque se concentran en el evaporador y no migran con el fluido caloportador al condensador.
El compuesto estabilizador de alqueno no queda o prácticamente no queda atrapado por el tamiz molecular. Así, la acción conjunta del compuesto de alqueno y el tamiz molecular permite el uso del fluido caloportador a altas temperaturas limitando la isomerización y degradación del fluido.
Por lo tanto, la invención es también particularmente útil cuando existe una temperatura elevada en al menos un punto del circuito de fluido y, más particularmente, una temperatura superior o igual a 100 °C, o 110 °C, o 120 °C, o a 130 °C, o a 140 °C, o a 150 °C, o a 160 °C, o a 170 °C, o a 180 °C, o a 190 °C, o a 200 °C, o a 210 °C, o a 220 °C, o a 230 °C, o a 240 °C, o a 250 °C, o a 260 °C, o a 270 °C. De hecho, es en estas condiciones cuando es más probable que el HCFO-1233zdE se convierta en HCFO-1233zdZ o se degrade.
En particular, en las unidades de aire acondicionado, la temperatura general de funcionamiento es inferior a 100 °C, pero los puntos calientes a la salida del compresor pueden alcanzar temperaturas superiores a 100 °C, lo que afecta al fluido caloportador en una pequeña proporción de su tiempo de circulación total (por ejemplo de menos del 1 %).
En las bombas de calor, la temperatura de condensación puede alcanzar aproximadamente los 160 °C. En este caso, el fluido caloportador puede estar a una temperatura de aproximadamente 160 °C durante una proporción significativa de su tiempo de circulación total (por ejemplo, de aproximadamente el 50 %). Además, también se pueden observar puntos calientes entre 150 y 200 °C en la salida del compresor. El impacto de un largo tiempo de residencia a temperaturas superiores a 100 °C y la existencia de puntos a temperaturas que pueden acercarse o incluso superar los 200 °C requieren por tanto un estabilizador.
En motocicletas para la producción de electricidad del tipo de ciclo orgánico Rankine, la temperatura puede alcanzar los 165 °C. En este caso, el fluido caloportador puede estar a una temperatura de aproximadamente 165 °C o superior durante una proporción significativa de su tiempo de circulación total (por ejemplo, de aproximadamente el 50 %). Además, también se pueden observar puntos calientes entre 180 y 250 °C, o más de 250 °C, en la entrada de la turbina. El impacto de un largo tiempo de residencia a temperaturas superiores a 100 °C y la existencia de puntos a temperaturas que pueden acercarse o incluso superar los 250 °C requieren, por tanto, un estabilizador.
Preferiblemente también, en la instalación de transferencia de calor, la temperatura de la composición utilizada como fluido caloportador permanece por encima de la temperatura de solidificación del compuesto de alqueno, con el fin de evitar cualquier depósito de materia sólida en el circuito.
Gracias a la capacidad de trabajar a temperaturas más altas, la invención también permite aumentar el
sobrecalentamiento del fluido caloportador. Este aumento en el sobrecalentamiento da como resultado una mayor eficiencia y, por lo tanto, un mejor rendimiento del sistema.
Así pues, el sobrecalentamiento puede ser de 1 a 90 °C, y preferiblemente de 10 a 80 °C. Por ejemplo, el sobrecalentamiento se puede aumentar de 1 a 5 °C; o de 5 a 10 °C; o de 10 a 15 °C; o de 15 a 20 °C; o de 20 a 25 °C; o de 25 a 30 °C; o de 30 a 35 °C; o de 35 a 40 °C; o de 40 a 45; o de 45 a 50 °C; o de 50 a 55 °C; o de 55 a 60 °C; o de 60 a 65 °C; o de 65 a 70 °C; o de 70 a 75 °C; o de 75 a 80 °C; o de 80 a 85 °C; o de 85 a 90 °C.
Se denomina "sobrecalentamiento" (equivalente aquí a “sobrecalentamiento en el evaporado?’) a la diferencia de temperatura entre la temperatura máxima alcanzada por el fluido caloportador antes del compresor o la turbina (es decir, la temperatura máxima alcanzada por el fluido caloportador al final de la etapa de sobrecalentamiento que sigue a la evaporación) y la temperatura final de evaporación.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos ilustran la invención sin limitarla.
Ejemplo 1-Estudio de estabilidad térmica de HCFO-1233zdE
Se considera un ciclo orgánico de Rankine que trabaja entre una temperatura ambiente de 30 °C y una temperatura de fuente caliente entre 300 y 600 °C y utilizando HCFO-1233zdE como fluido caloportador. La temperatura del HCFO-1233zdE puede alcanzar una temperatura superior a 200 °C a la salida del evaporador.
Se utiliza 2-metil-but-2-eno como compuesto de alqueno.
Los resultados de estabilidad térmica a 220 °C en estos tubos sellados se presentan en la siguiente tabla:
Así pues, los resultados muestran que el 2-metil-but-2-eno es capaz de reducir el fenómeno de la acidez gracias a la acción de los tamices sobre el agua y el aire. Sin utilizar tamiz, los resultados muestran que la presencia de agua y aire impacta a la estabilidad de esta composición a muy alta temperatura (> 200 °C) a pesar de la presencia de 2-metil-but-2-eno.
Ejemplo 2-Uso de un cartucho que comprende un adsorbente zeolítico
Un cartucho que comprende un tamiz molecular 3A como adsorbente se coloca en condiciones representativas de la salida de la turbina de un ciclo orgánico de Rankine.
Se preparó una mezcla de fluido caloportador (HCFO-1233zdE) con una masa total de 1400 g, añadiéndole 0,5 % en masa de 2-metil-but-2-eno y 250 ppm de agua.
El cartucho contiene 200 g de tamiz molecular 3A.
El fluido caloportador en fase líquida atraviesa el cartucho a una temperatura de 80 °C y una presión de 7 bar. El fluido caloportador se recuperó y analizó después de pasar por el cartucho de tamiz molecular.
Se encontró que el contenido de agua del fluido caloportador se redujo a 15 ppm y todo el compuesto de 2-metil-but-2-eno alqueno se recuperó en el fluido caloportador.
Ejemplo 3-Rendimiento del ciclo orgánico de Rankine
Se ha realizado un análisis del rendimiento de un ciclo orgánico de Rankine que funciona con HCFO-1233zdE, con una temperatura de evaporación de 150 °C y una temperatura de condensación de 40 °C en una instalación según la invención.
Los resultados se presentan en la siguiente tabla:
Los resultados de capacidad volumétrica y eficiencia se dan como un porcentaje de los resultados obtenidos a 0 °C de sobrecalentamiento.
Los resultados anteriores muestran que, a pesar de una disminución de la capacidad volumétrica, el aumento del sobrecalentamiento del fluido caloportador de 0 a 68 °C (lo que está permitido gracias a la invención) permite un aumento de la eficiencia del 30 %.
Claims (15)
1. Uso combinado de un compuesto de alqueno C3 a C6 que incluye solo un doble enlace y de al menos un tamiz molecular, para limitar o prevenir la isomerización de trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno a cis-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno, y/o para limitar o prevenir la degradación de trans-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno.
2. Uso según la reivindicación 1, en el que el compuesto de alqueno es un buteno o un penteno.
3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el compuesto de alqueno tiene:
- un punto de ebullición inferior o igual a 100 °C, preferiblemente inferior o igual a 75 °C y más particularmente preferiblemente inferior o igual a 50 °C; y/o
- una temperatura de solidificación inferior o igual a 0 °C, preferiblemente inferior o igual a -25 °C y más particularmente preferiblemente inferior o igual a -50 °C.
4. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el compuesto de alqueno es 2-metil-but-2-eno.
5. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos un tamiz molecular es al menos un adsorbente zeolítico.
6. Uso según la reivindicación 5, en el que el al menos un adsorbente zeolítico se elige entre zeolitas de tipo A, zeolitas de tipo faujasita, zeolitas de tipo Y y mezclas de las mismas.
7. Uso según la reivindicación 5, en el que el al menos un adsorbente zeolítico se elige entre zeolita 3A, zeolita 5A, zeolita 13X y mezclas de las mismas.
8. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se utilizan al menos un tamiz molecular para adsorber aire y al menos un tamiz molecular para adsorber agua, preferiblemente dispuestos en capas sucesivas en un cartucho.
9. Proceso para calentar o enfriar un fluido o un cuerpo por medio de un circuito de compresión de vapor que contiene un fluido caloportador, comprendiendo dicho proceso sucesivamente: evaporación del fluido caloportador, compresión del fluido caloportador, condensación del fluido caloportador y expansión del fluido caloportador, en el que el fluido caloportador comprende trans-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno y un compuesto de alqueno C3 a C6, y en el que el fluido caloportador se pone en contacto con un tamiz molecular.
10. Proceso para producir electricidad por medio de un motor térmico que contiene un fluido caloportador, comprendiendo dicho proceso sucesivamente: evaporación del fluido caloportador, expansión del fluido caloportador en una turbina generadora de electricidad, condensación del fluido caloportador y compresión del fluido caloportador, en el que el fluido caloportador comprende trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno y un compuesto de alqueno C3 a C6, y en el que el fluido caloportador se pone en contacto con un tamiz molecular.
11. El proceso según la reivindicación 8 o 9, en el que el fluido caloportador alcanza una temperatura superior o igual a 100 °C, preferiblemente superior o igual a 150 °C, más preferiblemente superior o igual a 200 °C, más preferiblemente superior o igual a 220 °C.
12. Instalación de transferencia de calor que comprende un circuito de compresión de vapor que contiene un fluido caloportador, comprendiendo el fluido caloportador trans-1 -cloro-3,3,3-trifluoropropeno y un compuesto de alqueno C3 a C6, estando equipado el circuito de compresión de vapor con un tamiz molecular.
13. Instalación según la reivindicación 12, seleccionada entre instalaciones móviles o estacionarias de calefacción por bomba de calor, aire acondicionado, refrigeración o congelación y motores térmicos.
14. Proceso o instalación según una de las reivindicaciones 8 a 13, en el que el compuesto de alqueno es 2-metil-but-2-eno.
15. Proceso o instalación según una de las reivindicaciones 8 a 14, en el que el tamiz molecular es un adsorbente zeolítico o, preferiblemente, al menos dos adsorbentes zeolíticos dispuestos en capas.
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