El 2,3,3,3-tetrafluoropropeno , HFO-1234yf , es una hidrofluoroolefina (HFO) con la fórmula C H 2 = C F CF 3 . También se designa R-1234yf como el primero de una nueva clase de refrigerantes : [1] que se comercializa bajo el nombre Opteon YF por Chemours y como solsticio YF por Honeywell . [2]
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido 2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno | |
Otros nombres HFO-1234yf; R1234yf; R-1234yf; 2,3,3,3-tetrafluoropropileno | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.104.879 |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 3 H 2 F 4 | |
Masa molar | 114 g / mol |
Apariencia | Gas incoloro |
Densidad | 1,1 g / cm 3 a 25 ° C (líquido); 4 (gas, relativo, aire es 1) |
Punto de ebullición | −30 ° C (−22 ° F; 243 K) |
198,2 mg / la 24 ° C, 92/69 / CEE, A.6 | |
log P | 2,15, n-octanol / agua, 92/69 / CEE, A.8 |
Presión de vapor | 6.067 hPa a 21,1 ° C; 14.203 hPa a 54,4 ° C |
Peligros | |
Pictogramas GHS | |
H220 , H280 | |
P210 , P260 , P281 , P308 + 313 , P410 + 403 | |
405 ° C (761 ° F; 678 K) | |
Límites explosivos | 6,2% vol .; 12,3% vol. |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
El HFO-1234yf tiene un potencial de calentamiento global (GWP) de menos de 1, [3] [4] en comparación con 1.430 para el R-134a [5] y 1 para el dióxido de carbono . Este gas incoloro se utiliza como sustituto del R-134a como refrigerante en aires acondicionados de automóviles. A partir de 2018, se estima que el 50% de los vehículos nuevos de "fabricantes de equipos originales" (OEM) utilizan HFO-1234yf. [6] Se descompone en PFCA de cadena corta contaminantes orgánicos persistentes . [7]
Adopción por la industria automotriz
HFO-1234yf fue desarrollado por un equipo de DuPont , dirigido por Barbara Haviland Minor , que trabajó en conjunto con investigadores de Honeywell. [8] [9] Su objetivo era cumplir con la directiva europea 2006/40 / EC, que entró en vigor en 2011 y requería que todas las plataformas de automóviles nuevas a la venta en Europa usaran un refrigerante en su sistema de aire acondicionado con un GWP por debajo de 150. [ 10] [11]
Inicialmente se consideró que el HFO-1234yf tenía un GWP a 100 años de 4, y ahora se considera que tiene un GWP a 100 años inferior a 1. [4] [3] Se puede usar como un "reemplazo casi inmediato" para el R-134a, [12] el producto que se usaba anteriormente en los sistemas de aire acondicionado de los automóviles, que tiene un GWP de 100 años de 1430. [5] [13] Esto significaba que los fabricantes de automóviles no tendrían que hacer modificaciones significativas en las líneas de ensamblaje o en el vehículo. diseños de sistemas para acomodar el producto. HFO-1234yf tuvo el costo de cambio más bajo para los fabricantes de automóviles entre las alternativas propuestas. [14] [15] El producto se puede manipular en talleres de reparación de la misma forma que el R-134a, aunque requiere de algún equipo especializado diferente para realizar el servicio. Una de las razones de esto es la leve inflamabilidad del HFO-1234yf. [16] Otro problema que afecta la compatibilidad entre los sistemas basados en HFO-1234yf y R-134a es la elección del aceite lubricante. [17]
Poco después de la confirmación de los fabricantes de automóviles de que el HFO-1234yf sería adoptado como reemplazo del refrigerante de aire acondicionado automotriz R-134a, en 2010, Honeywell y DuPont anunciaron que construirían conjuntamente una planta de fabricación en Changshu , provincia de Jiangsu, China para producir HFO. -1234yf. [18] En 2017, Honeywell abrió una nueva planta en Geismar, Luisiana , EE. UU. Para producir también el nuevo refrigerante. [19] [20] Aunque otros afirman poder fabricar y vender HFO-1234yf, Honeywell y DuPont poseen la mayoría o todas las patentes emitidas para HFO-1234yf [18] y se consideran los principales actores en esta área a partir de 2018 . [21]
Inflamabilidad
Aunque el producto está clasificado como levemente inflamable por ASHRAE , varios años de pruebas realizadas por SAE International demostraron que el producto no podía encenderse en las condiciones que normalmente experimenta un vehículo. [10] Además, varias autoridades independientes evaluaron la seguridad del producto en los vehículos y algunas de ellas concluyeron que su uso era tan seguro como el R-134a, el producto que entonces se usaba en los automóviles. En la atmósfera, HFO-1234yf se degrada a ácido trifluoroacético , [22] , que es un ligeramente fitotóxico [23] ácido orgánico fuerte [24] con ningún mecanismo de biodegradación conocida en agua. En caso de incendio, libera fluoruro de hidrógeno altamente corrosivo y tóxico y el gas altamente tóxico fluoruro de carbonilo . [25]
En julio de 2008, Honeywell / Du-Pont publicó un informe en el que afirmaba que "el HFO-1234yf es muy difícil de encender con chispa eléctrica" detallando las pruebas que hicieron pasando el gas sobre una placa calefactora calentada a varias temperaturas en el rango de 500 a 900 ° C. C. La ignición solo se vio cuando HFO-1234yf se mezcló con aceite PAG y se pasó sobre una placa que estaba a> 900 ° C. [26]
En agosto de 2012, Mercedes-Benz demostró que la sustancia se encendió cuando los investigadores rociaron con aceite del compresor del aire acondicionado en el motor caliente de un automóvil. Un ingeniero senior de Daimler que realizó las pruebas, declaró: "Estábamos paralizados por la conmoción, no lo voy a negar. Necesitábamos un día para comprender lo que acabábamos de ver". La combustión ocurrió en más de dos tercios de sus colisiones frontales simuladas. Los ingenieros también notaron un grabado en el parabrisas causado por los gases corrosivos. [27] El 25 de septiembre de 2012, Daimler emitió un comunicado de prensa [10] y propuso un retiro del mercado de los automóviles que utilizan refrigerante. Los fabricantes de automóviles alemanes abogaron por el desarrollo de refrigerantes de dióxido de carbono, que, según ellos, serían más seguros. [27]
En octubre de 2012, SAE International estableció un nuevo Proyecto de Investigación Cooperativa, CRP1234-4, que incluía a miembros de 13 compañías automotrices, para extender sus pruebas anteriores e investigar las afirmaciones de Daimler. [10] Una actualización preliminar a diciembre de 2012 [28] y un informe final publicado públicamente el 24 de julio de 2013 [10] acordaron que el R-1234yf era seguro de usar en sistemas de aire acondicionado de expansión directa para automóviles. Se creía que el R-1234yf no aumentaba el riesgo estimado de exposición al fuego del vehículo. El informe indicó además que "las pruebas de liberación de refrigerante completadas por Daimler no fueron realistas" y "crearon condiciones extremas que favorecieron la ignición". [10] [29] El informe final fue apoyado por Chrysler / Fiat, Ford, General Motors, Honda, Hyundai, Jaguar Land Rover, Mazda, PSA, Renault y Toyota. Daimler, BMW y Audi optaron por retirarse del equipo SAE R-1234yf CRP. [10]
Tras las afirmaciones de Mercedes de que el nuevo refrigerante podría encenderse, la Kraftfahrt-Bundesamt (KBA, Autoridad Federal de Transporte Motorizado) de Alemania llevó a cabo sus propias pruebas. Presentaron un informe a la Unión Europea en agosto de 2013. La Autoridad concluyó que, si bien el R-1234yf era potencialmente más peligroso que el R-134a usado anteriormente, no representaba un peligro grave. Daimler no estuvo de acuerdo con esta conclusión y argumentó que el informe respaldaba su decisión de continuar usando refrigerantes más antiguos. [30]
El 23 de julio de 2010, General Motors anunció que introduciría el HFO-1234yf en los modelos Chevrolet, Buick, GMC y Cadillac 2013 en los EE . UU. [31] Cadillac se convirtió en el primer automóvil estadounidense en usar R-1234yf en 2012. [32]
Desde entonces, Chrysler , [33] GMC [34] y Ford [35] han comenzado la transición de vehículos a R1234yf. [16] Los fabricantes de automóviles japoneses también están haciendo la transición a R1234yf. Honda y Subaru comenzaron a introducir el nuevo refrigerante con los modelos 2017. [32] De 2017 a 2018, BMW cambió todos sus modelos a R-1234yf. A partir de 2018, se estima que el 50% de los vehículos nuevos de los fabricantes de equipos originales (OEM) utilizan R-1234yf. [6]
"El tema de la inflamabilidad ha atraído mucha atención, lo que ha llevado a la industria a realizar algunas pruebas serias por parte de terceros. La conclusión es la siguiente: el refrigerante se quema, pero se necesita mucho calor para encenderlo y se quema lentamente. Casi todos los demás fluidos debajo del capó se encenderán más fácilmente y arderán más que el R1234yf, por lo que la industria ha determinado que con un diseño adecuado del sistema de A / C, no aumentan las posibilidades de incendio en el vehículo ". [dieciséis]
Se está desarrollando la mezcla de HFO-1234yf con 10-11% de R-134A para producir un gas híbrido que ASHRAE está revisando para su clasificación como A2L, que se describe como "prácticamente no inflamable". Estos gases están bajo revisión con los nombres de R451A y R451B. Estas mezclas tienen un GWP de ~ 147. [36]
Se han propuesto otros aditivos para reducir la inflamabilidad del HFO-1234yf, como el trifluoroyodometano , que tiene un GWP bajo debido a su corta vida atmosférica, pero es ligeramente mutagénico . [37]
Producción
Los métodos típicos para producir HFO-1234yf comienzan con 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno . La hidrogenación de este alqueno da 1,2,3,3,3-pentafluoropropano, que al calentarse con un catalizador a base de Al sufre deshidrofluoración : [38]
- CF 3 CFHCFH 2 → CF 3 CF = CH 2 + HF
Ver también
- 1,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234ze)
Referencias
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