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MX2011004346A - Composiciones similares a azeotropos de 1, 1, 2, 3 - tetracloropropeno y fluoruro de hidrogeno. - Google Patents

Composiciones similares a azeotropos de 1, 1, 2, 3 - tetracloropropeno y fluoruro de hidrogeno.

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MX2011004346A
MX2011004346A MX2011004346A MX2011004346A MX2011004346A MX 2011004346 A MX2011004346 A MX 2011004346A MX 2011004346 A MX2011004346 A MX 2011004346A MX 2011004346 A MX2011004346 A MX 2011004346A MX 2011004346 A MX2011004346 A MX 2011004346A
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tetrachloropropene
hydrogen fluoride
weight percent
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MX2011004346A
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Hang T Pham
Rajiv R Singh
Hsueh S Tung
Daniel C Merkel
Robert Johnson
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Honeywell Int Inc
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Abstract

Use provee una composición similar a azeotropo que consiste esencialmente de 1,1,2,3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrógeno, así como métodos que implican dicha composición similar a azeotropos.

Description

COMPOSICIONES SIMILARES A AZEOTROPOS DE 1,1,2,3- TETRACLOROPROPENO Y FLUORURO DE HIDRÓGENO REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de prioridad de la Solicitud Provisional de EUA No. 61/110,227, presentada él 31 de octubre de 208, que se incorpora aquí por referencia.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la invención La presente invención se dirige a composiciones similares ' azeotropos. Más par icularmente, la invención se dirige a composiciones similares a azeotropos que comprenden una hidrofluorolefina y fluoruro de hidrógeno. . 2. Descripción de la Técnica Anterior Muchos azeotropos tienen propiedades que los hacen útiles como solventes. Por ejemplo, los azeotropos tienen un punto de ebullición constante que evita el cambio de temperatura de ebullición durante el proceso y uso. Además, cuando se usa un azeotropo como un solvente, las propiedades del solvente permanecen constantes debido a que la composición del solvente no cambia durante la ebullición reflujo. Los azeotropos que se usan como solventes también pueden recuperarse convenientemente por destilación.
Sin embargo, la identificación de nuevas mezclas sin fraccionamiento ambientalmente seguras que son comercialmente útiles se complica debido al hecho de que la formación de azeotropos no es fácilmente predecible. Por lo tanto, la industria está buscando continuamente nuevos azeotropos y mezclas similares a azeotropos. Esta invención cumple con estas necesidades entre otras.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado una composición similar a heteroazeotropo que consiste esencialmente de 1,1,2,3-tetraclorópopeno (TCP) y fluoruro de hidrógeno (HF) . Esta composición similar a azeotropo es útil como un solvente en varias aplicaciones, tales como remoción de oxidación superficial de metales. Además, esta composición similar a azeotropo es útil como un intermedio en la síntesis de ciertas hidrofluoroolefinas, tales como HFO-1234yf .¦ Consecuentemente, se provee una composición similar a azeotropo que consiste esencialmente de 1,1,2,3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrogeno.
En otro aspecto de la invención, se provee un método para formar una composición azeotrópica o similar a azeotropo que comprende mezclar fluoruro de hidrógeno con 1 , 1 , 2 , 3-tetracloropropeno a una temperatura de aproximadamente 0°C alrededor de 60 °C y a una presión de aproximadamente 0.492 kg/cm2 a 4.077 kg/cm2 para producir una mezcla similar a azeotropos que consiste esencialmente de aproximadamente 1 a alrededor de 95 por ciento en eso de fluoruro de hidrógeno y de aproximadamente 5 a alrededor de 99 por ciento en peso de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno .
En aún otro aspecto de la invención, se provee un solvente que comprende una composición similar a azeotropo que consiste esencialmente de 1, 1 , 2 , 3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrógeno.
En otro aspecto de la invención, se provee una composición rociable que comprende una composición similar a azeotropo que consiste esencialmente de 1,1,2,3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrógeno.
Y en otro aspecto de la invención, se provee un método para remover oxidación superficial de un sustrato que comprende poner en contacto una superficie oxidada de un sustrato metálico con un solvente que comprende las composiciones similares a azeotropos descritas en la presente bajo condiciones efectivas para remover una cantidad de óxidos de metales de la superficie.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra una gráfica de las presiones de vapor de las mezclas formadas en el Ejemplo 2 según se midió a 0, 25 y 60°C.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN La presente invención provee composiciones que comprenden fluoruro de hidrógeno (HF) y 1,1,2,3-tetracloropropeno (TCP) en cantidades efectivas para formar una composición similar a azeotropo, asi como métodos que implican dichas composiciones similares a azeotropos. En ciertas modalidades preferidas, estas composiciones similares a azeotropos son azeotropos binarios que consisten esencialmente de comunicaciones únicamente de fluoruro de hidrógeno con TCP.
Como se usa en la presente, el término "similar a azeotropo" se refiere a composiciones que son estrictamente azeotrópicas y/o que generalmente se comportan como mezclas azeotrópicas . Una mezcla azeotrópica es un sistema de dos o más componentes en los cuales la composición liquida y composición de vapor son iguales a la presión y temperatura establecidas. En la práctica, esto significa que los componentes de una mezcla azeotrópica son de ebullición constante o ebullición esencialmente constante y en general no pueden separarse termodinámicamente durante un cambio de fases. La composición de vapor formada por ebullición o evaporación de , una mezcla azeotrópica es idéntica, o sustancialmente idéntica, a la composición liquida original. Por lo tanto, la concentración de componentes en las fases líquida y de vapor de composiciones similares a azeotropos cambian solo mínimamente, si es que todo, a medida que hierve la composición o de aluna manera se evapora. En contraste, las mezclas no azeotrópicas en ebullición o evaporación cambian las concentraciones de componentes en la fase líquida a un grado importante.
Como se usa en la presente, los términos "heteroazeotropo" y "azeotropo heterogéneo" significa una composición similar a azeotropo que comprende una fase de vapor concurrentemente con dos fases líquidas.
Como se usa en la presente, el término "que consiste esencialmente de", con respecto a los componentes de una composición similar a azeotropo y puede contener componentes adicionales siempre y cuando los componentes adicionales no formen nuevos sistemas similares a azeotropos. Por ejemplo, las mezclas similares a azeotropos que consisten esencialmente de dos compuestos son aquellos que forman azeotropos binarios, que opcionalmente pueden incluir uno o más componentes adicionales, siempre y cuando los componentes adicionales no conviertan a la mezcla no azeotrópica y no formen un azeotropo con cualquiera o ambos compuestos (v.gr., no formen un azeotrcpo ternario) .
El término "cantidades efectivas" como se usa en la presente se refiere a la cantidad de cada componente que, al combinarse con el otro componente, da como resultado la formación de una composición similar a azeotropo de la presente invención.
El término "forma dispensada" como se usa en la presente se refiere a una forma física de un fluido que es dispersado, distribuido y/o difundido sobre un área o a través de un volumen. Ejemplos de formas dispensadas incluyen aerosoles y rociadores.
En ciertas modalidades preferidas, la composición similar a azeotropo contiene de aproximadamente 1 a alrededor de 95 por ciento en peso HF y de aproximadamente 5 a alrededor de 99 por ciento en peso TCP, más preferiblemente de aproximadamente 5 por ciento en peso a alrededor de 95 por ciento en peso de HF y de aproximadamente 5 por ciento en peso a alrededor de 95 por ciento en peso TCP, más preferiblemente de aproximadamente 55 por ciento en peso a aproximadamente 95 por ciento en peso HF y de aproximadamente 5 por ciento en peso a alrededor de 45 por ciento en peso TCP.
La composición de la presente invención tiene preferiblemente un punto de ebullición de aproximadamente 0°C a alrededor de 60°C a una presión de aproximadamente 0.492 kg/cm2 a 4.077 kg/cm2' Por ejemplo, una composición similar a azeotropo preferida consiste esencialmente de aproximadamente 95+2 por ciento en peso HF y de aproximadamente 9 + 2 por ciento en peso de TCP y tiene un punto de ebullición normal de aproximadamente 23 °C.
Las composiciones similares a azeotropos de la presente invención pueden producirse combinando cantidades efectivas de TCP con HF. Cualquiera de una amplia variedad de métodos conocidos en la materia para combinar dos o más componentes para formar una composición se pueden adaptar para usarse en los métodos presentes. Por ejemplo, se pueden mezclar, fusionarse, combinarse TCP y HF, manualmente y/o mediante una máquina, como parte de un lote o reacción continua y/o proceso, o vía combinaciones de dos o más de los pasos. En vista de la presente descripción, los expertos en la materia podrán preparar composiciones similares a azeotropos de acuerdo con la presente invención sin experimentación indebida.
En otra modalidad de la invención, las composiciones similares a azeotropos descritas en la se pueden usar como un solvente, particularmente un solvente de limpieza. En ciertas modalidades, el solvente se pone en contacto con una superficie oxidada de un sustrato metálico para remover o reducir por lo menos una porción de la superficie oxidada. Dichos solventes pueden aplicarse al sustito blanco vía cualquier medio conocido en la materia, tal como sumergimiento, rociado, limpieza y similares.
En ciertas modalidades preferidas, se provee una composición rociable que comprende las composiciones similares a azeotropos novedosas descritas en la presente'. En ciertas modalidades, la composición rociable es un aerosol. En cierta composición rociable comprende además otros componentes tales como ingredientes inertes, co-solventes , propulsores, co-propulsores y similares.
En ciertas modalidades, las composiciones similares a azeotropos novedosas descritas en la presente hay intermediaros útiles derivados de la síntesis de ciertos hidrofluorolefinas tales como 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf ) . Por ejemplo, en donde TCP y HF se introducen en un reactor durante una reacción de síntesis de HFO-12234yf, por lo menos una porción de estos componentes forma un azeotropo que puede recuperarse subsiguientemente- de la corriente del producto de reacción asociado.
En ciertas modalidades, el método para reducir el punto de ebullición de un hidrocloropropano se provee en donde el método comprende cantidades efectivas de mezclado de TCP y HF para formar una mezcla similar a azeotropo que consiste esencialmente de TCP y HF. La disminución del punto de ebullición de TCP es ventajoso cuando TCP se usa como un reactivo en una reacción de fluoración en fase de vapor. Más particularmente, la disminución del punto de ebullición facilita la vaporización del compuesto y, por lo tanto, ayuda a evitar la descomposición del compuesto y también reduce la cantidad de energía requerida por el proceso de fluoración.
Consecuentemente, también se provee un método para fluorar un compuesto orgánico que comprende (a) proveer una composición similar a azeotropo que consiste esencialmente de TCP y HF; y (b) hacer reaccionar por lo menos una porción de dicho TCP en la fase de vapor con un agente de fluoración para producir por lo menos un compuesto orgánico fluorado, preferiblemente una hidrofluorolefina, más preferiblemente un tetrafluoropropeno y aún más preferiblemente un 2,3,3,3-tetrafluoropropeno .
EJEMPLOS La invención se ilustra además en el siguiente ejemplo que se pretende que sea ilustrativo, pero no limitante de ninguna manera.
Ejemplo 1: Aproximadamente 9 g de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno (TCP) se mezcló en 91 g de HF a alrededor 25°C y alrededor de 1.026 kg/cm2. Se observó la formación de una composición similar a azeotropo heterogénea.
Ejemplo 2: TCP y HF se mezcló para formar mezclas azeotropicas heterogéneas en diferentes composiciones. Las presiones de vapor de las mezclas se midieron a aproximadamente 0, 25 60°C. Los resultados de estas mediciones se proveen en la Tabla 1.
Tabla 1: P-T-X del Sistema TCP/HF Los datos en la Tabla 1 demuestran que las mezclas exhiben características similares a azeotropos dado que las presiones de vapor de las mezclas de TCP y HF son superiores, a todas las proporciones de mezclas indicadas, que TCP y HF solos, es decir, como se indica en las primer ay última hilera cuando HF es de 0.0 % en peso y TCP es 100.0 % en peso asi como TCP es 0.0 % en peso y HF es 100.0 % en peso.
Los datos de la Tabla 1 se describen gráficamente en las Figuras 1.
Ejemplo 3: Este ejemplo demuestra las propiedades similares a azeotropicas de mezclas de TCP/HF vía Equilibrio de vapor-liquido-líquido (VLLE) .
Aproximadamente 14.4 g de 1, 1 , 2 , 3-tetracloropropeno (TCP) se mezcló con 15.7 g de HF para formar, por observación visual, una mezcla heterogénea a 23°C. El resultado muestra que el porcentaje en peso de HF en el vapor de mezcla 1 es de 90.9 y el porcentaje en peso de HF en el vapor de la mezcla 2 es de 91.5. Consecuentemente, una composición similar a azeotropo se formó teniendo aproximadamente 91 + 2 % peso HF

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. - Una composición que comprende una mezcla similar a azeotropo que consiste esencialmente de 1,1,2,3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrógeno.
2. - La composición de la reivindicación 1, en donde la mezcla similar a azeotropo consiste esencialmente de aproximadamente 1 a alrededor de 95 por ciento en peso y de aproximadamente 5 a alrededor de 99 por ciento en peso de 1,1,2, 3-tetracloropropeno .
3. - La composición de la reivindicación 1, en donde la mezcla similar a azeotropo consiste esencialmente de aproximadamente 5 a alrededor de 95 por ciento en peso de fluoruro de hidrógeno y de aproximadamente 5 a alrededor de 95 por ciento en peso de 1 , 1 , 2 , 3-tetracloropropeno .
4. - La composición de la reivindicación 1, en donde la mezcla similar a azeotropo consiste esencialmente de aproximadamente 55 a alrededor de 95 por ciento en peso de fluoruro de hidrógeno y alrededor de 5 a aproximadamente 45 por ciento en peso de 1 , 1 , 2 , 3-tetracloropropeno .
5. - La composición de la reivindicación 1, en donde la composición consiste esencialmente de la mezcla similar a azeotropo .
6. - La composición de la reivindicación 1, que comprende además por lo menos un componente seleccionado del diluyente inerte, agente de limpieza, propulsor, co-'propulsor y co-solvente.
7. - La composición de la reivindicación 6, que tiene por lo menos aproximadamente 50 por ciento en peso de la mezcla similar a azeotropo.
8. - Una composición rociable que comprende la composición de las reivindicaciones 1 a 7.
9. - Un método para fluorar un compuesto orgánico que comprende : a. proveer una composición similar a azeotropo que consiste esencialmente de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrógeno; y b. hacer reaccionar por lo menos una porción de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno en fase de vapor con una gente de fluoración para producir por lo menos un compuesto orgánico fluorado.
10. - Un método para reducir el punto de ebullición de un hidrocloropropano que comprende mezclar cantidades efectivas de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrógeno para formar una mezcla similar a azeotropo que consiste esencialmente de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno y fluoruro de hidrógeno.
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