專利名稱：：一種環(huán)保型制冷劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制冷劑，尤其涉及一種用于制冷、空調(diào)、熱泵等設備中直接替代HCFC-22而系統(tǒng)基本不變，破壞大氣臭氧潛能為零、溫室效應低的環(huán)保型制冷劑。
背景技術(shù)：
：HCFC-22由于具有優(yōu)良的物理化學和熱力學性能及良好的使用安全性、經(jīng)濟性，成為國內(nèi)外制冷空調(diào)行業(yè)中應用最廣、綜合性能最優(yōu)秀的制冷劑，但HCFC-22具有較高的GWP(全球變暖潛能)值與ODP(臭氧消耗潛能)值，對環(huán)境并不友好，是被要求限期淘汰的物質(zhì)。目前使用最廣泛的HCFC-22的替代品為R410A和R407C，但是它們又各自具有一定缺陷，即R407C的傳熱性較差，在名義工況下的單位容積制冷量和COP值都小于HCFC-22，為了達到與HCFC-22相同的制冷量，需要強化換熱器的傳熱效果，制造成本將增加；而R410A的蒸發(fā)壓力、冷凝壓力以及容積制冷量都比HCFC-22大很多，不能直接用來替代HCFC-22，在使用時要重新設計壓縮機、換熱器、管路和系統(tǒng)。由于這兩種混合制冷劑在性能上尚有改進之處，尤其是其具有較高的GWP值(溫室效應值)，R410A甚至比HCFC-22的GWP值還要高，因此還不是理想的HCFC-22替代物。除了R410A和R407C以外，國內(nèi)外還對HCFC-22替代物進行了大量的研究，主要如下1).公開號為C畫55300C和CN1244663C的發(fā)明專利，采用HFC-32、HFC-125和HFC-152a的三元混合物作為HCFC-22的替代物，具有與HCFC-22相近的熱力性能，但未解決在長期運行下，該替代工質(zhì)與HCFC-22壓縮機與潤滑油的相容性問題。2).公開號CN1412266A的發(fā)明專利，采用HFC-32、HFC-134a和HFC-143a的混合物替代HCFC-22;公開號CN1136065A的發(fā)明專利，采用HFC-32、HFC-125禾BHFC-227ea的混合物替代HCFC-22;CN1189525A采用HFC-32、HFC-134a和HFC-227ea的混合物替代HCFC-22，但均存在GWP值較高的問題。3).公開號CN1173525A的發(fā)明專利，采用HC-290、HC-600a和TS阻燃劑的混合物替代HCFC-22;公開號CN1255502C的發(fā)明專利，采用HC-1270、FC-13I1和HC-170的混合物替代HCFC-22，該類混合物以碳氫化合物及其組合物作為主體，具有光霧效應的隱患，有可能引起新的環(huán)境問題。4).公開號CN1189525A的發(fā)明專利還采用了HFC-32、HFC-134a、HFC-152a和FC-13I1的混合物替代HCFC-22;公開號CN1255502C的發(fā)明專利采用了FC-13I1、HFC-134a和C02的混合物替代HCFC-22，該類混合物采用了FC-13I1，具有較良好的環(huán)境性能和熱力性能，但由于碘(I)不可人工合成，使得FC-1311價格昂貴，使用成本極高，不利于廣泛使用。5).公開號CN1780892A的發(fā)明專利，采用了HFC-161、HFC-32和HFC-125的混合物替代HCFC-22,但該替代物不能使用HCFC-22的壓縮機和礦物油，必須使用R407C或R410A的壓縮機和酯類油，替代成本高，不適合在HCFC-22的系統(tǒng)中直接替代使用。6).還有部分發(fā)明是采用HCFC-22和其他物質(zhì)混合的方法替代HCFC-22的，如公開號CN1269391A采用HCFC-22和HFC-152a混合物；公開號CN1236801A的發(fā)明專利采用HCFC-22、HFC-152a和HFC-125的混合物；公開號CN1837323A的發(fā)明專利采用HCFC-22、HFC-152a和HCFC-124的混合物；該類替代物均屬于過渡性替代物，并非HCFC-22的長期替代物。面對日益緊迫的環(huán)境問題和ODP與GWP并重的環(huán)保新要求，尋找一種熱力性能不低于HCFC-22，環(huán)境性能尤其GWP優(yōu)于HCFC-22并能直接使用HCFC-22壓縮機和潤滑油從而降低替代成本的新型環(huán)保型制冷劑成為當務之急。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種符合當前保護臭氧層和抑制全球氣候變暖并重的環(huán)保要求的環(huán)保型制冷劑，尤其是提供一種具有優(yōu)于HCFC-22或者與其相當?shù)臒峁?shù)和熱力性能，可直接使用于HCFC-22及其潤滑油的系統(tǒng)，并可作為HCFC-22的長期替代物的制冷劑。為達到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種環(huán)保型制冷劑，所述環(huán)保型制冷劑主要包括組分A、組分B和組分C;所述組分A為氟乙烷(HFC-161)和l，1-二氟乙烷(HFC-152a)中的一種或二者任意比例的混合，所述組分B為二氣甲垸(HFC-32)，所述組分C為異丁烷(HC-600a)、正丁烷(HC-600)、丙烷(HC-290)和丙烯(HC-1270)中的一種或其中兩種或兩種以上任意比例的混合。本發(fā)明關(guān)鍵在于確定了組分A、組分B和組分C的成分，將這幾種組分組合，可達到替代HCFC-22之效果，其配比可以為任意比例，本發(fā)明中，優(yōu)選的，基于所述的組分A、組分B和組分C，組分A質(zhì)量百分含量為1089%，組分B質(zhì)量百分含量為10~50%，組分C質(zhì)量百分含量為1~40%。所述環(huán)保型制冷劑中還含有組分D，所述組分D為五氟乙烷(HFC-125)?；谒龅慕M分A、組分B、組分C和組分D，組分A質(zhì)量百分含量為10~85%，組分B質(zhì)量百分含量為1050%，組分C質(zhì)量百分含量為1~40%，組分D質(zhì)量百分含量為130°/。。優(yōu)選的，所述環(huán)保型制冷劑由組分A、組分B和組分C組成，組分A質(zhì)量百分含量為3589%，組分B質(zhì)量百分含量為10~50%，組分C質(zhì)量百分含量為卜40%。更為優(yōu)選的，所述環(huán)保型制冷劑由組分A、組分B和組分C組成，組分A質(zhì)量百分含量為75~89%，組分B質(zhì)量百分含量為1020%，組分C質(zhì)量百分含量為1~10%?；蛘撸霏h(huán)保型制冷劑由組分A、組分B、組分C和組分D組成，組分A質(zhì)量百分含量為35~75%，組分B質(zhì)量百分含量為10~30%，組分C質(zhì)量百分含量為1~10%，組分D質(zhì)量百分含量為1030%。本發(fā)明制冷劑由各組分在液相狀態(tài)下進行物理混合得到。上述組分中的氟乙垸(HFC-161)，其分子式為CH3CH2F，分子量為48.06，標準沸點為-37.rC，臨界溫度為102.2°C，臨界壓力為4.70Mpa。上述組分中的1,1-二氟乙烷(HFC-152a)其分子式為CH3CHF2，分子量為66.05，標準沸點為-24.02。C，臨界溫度為U3.26。C，臨界壓力為4.52MPa。上述組分中的五氟乙烷(HFC-125)，其分子式為CHF2CF3，分子量為120.02，標準沸點為-48.rC，臨界溫度為66.2'C,臨界壓力為3.63MPa。上述組分中的二氟甲烷(HFC-32)，其分子式為CH2F2，分子量為52.02，標準沸點為-51.7。C，臨界溫度為78.2"C，臨界壓力為5.78MPa。上述組分中的異丁垸(HC-600a)，其分子式為CH(CH3)2CH3，分子量為58.12，標準沸點為-11.6"C，臨界溫度為134.7°C，臨界壓力為3.64MPa。上述組分中的正丁垸(HC-600)，其分子式為CH3CH2CH2CH3，分子量為58.12，標準沸點為-0.5°C，臨界溫度為152.0°C，臨界壓力為3.80MPa。上述組分中的丙垸(HC-2卯)，其分子式為CH3CH2CH3，分子量為44.10，標準沸點為-42.rC，臨界溫度為96.7'C，臨界壓力為4.25MPa。上述組分中的丙烯(HC-1270)，其分子式為CH3CHCH2，分子量為42.08，標準沸點為-47.7。C，臨界溫度為92.4。C，臨界壓力為4.67MPa。本發(fā)明的制冷劑與現(xiàn)有公開的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1、環(huán)境性能良好，消耗臭氧層潛能ODP值為0，而且全球變暖潛能GWP值遠小于HCFC-22，更加符合環(huán)保要求；2、熱工參數(shù)如蒸發(fā)壓力、冷凝壓力和壓比與HCFC-22相近，在不改變設備主要部件的前提下，單位容積制熱量、COP值均不低于HCFC-22。本發(fā)明制冷劑可直接用于原使用HCFC-22的系統(tǒng)中，并可使用HCFC-22的壓縮機和潤滑油；質(zhì)量制冷量大而密度小，可以減少充灌量，提高能效比，具有節(jié)省資源、節(jié)約能源的優(yōu)點。本發(fā)明制冷劑可以作為HCFC-22的長期替代物。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例來對本發(fā)明進行進一步說明，但并不將本發(fā)明局限于這些具體實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該認識到，本發(fā)明涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。實施例h將HFC-161、HFC-125、HFC-32、HC-600在液相下按71:10:14:5的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例2:將HFC-161、HFC-32、HC-600在液相下按75:20:5的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例3:將HFC-152a、HFC-32、HC-600在液相下按45:50:5的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例4:將HFC-152a、HFC-125、HFC-32、HC-600a在液相下按35:30:30:5的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例5:將HFC-161、HFC-32、HC-1270在液相下按89:10:1的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例6:將HFC-152a、HFC-32、HC-600a在液相下按40:20:40的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例7:將HFC-161、HFC-32、HC-290在液相下按89:10:1的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例8:將HFC-152a、HFC-32、HC-290、HC-600在液相下按49:46:1:4的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例9:將HFC-161、HFC-32、HC-600a、HC-600在液相下按79:16:3:2的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例10:將HFC-161、HFC-32、HC-600a、HC-2卯在液相下按85:10:1:4的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例11:將HFC-161、HFC-32、HC-600a、HC-600、HC-290在液相下按84:10:h1:4的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例12-將HFC-161、HFC-32、HC-600a、HC-600、HC-2卯、HC-1270在液相下按80:15:1:2:1:1的質(zhì)量百分比進行物理混合。實施例13:將HFC-161、HFC-32、HFC-152a、HC-600在液相下按65:20:10:5的質(zhì)量百分比進行物理混合?，F(xiàn)將上述實施例所得制冷劑的性能與HCFC-22進行比較，以說明本發(fā)明的特點和效果。1)環(huán)境性能表1比較了上述實施例與HCFC-22的環(huán)境性能。其中ODP值以CFC-ll作為基準值l.O，GWP值以C02作為基準值1.0(IOO年)。表1環(huán)境性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例60193實施例7078實施例80372實施例90118實施例10079實施例11079實施例120112實施例130156HCFC-220.0501810R407C01800R410A02100從表1中可以看出，上述實施例的臭氧層消耗潛能(ODP)值均為零，對大氣臭氧層沒有破壞作用。不僅如此，上述實施例的全球變暖潛能(GWP)值均小于HCFC-22，除實施例4稍大，為HCFC-22GWP值的71.7%以外，其余實施例的GWP值僅為HCFC-22GWP值的4.3%~25.2%，遠小于HCFC-22的GWP值，更符合當前保護臭氧層、減小全球變暖效應并重的環(huán)境保護要求。2)熱工參數(shù)及熱力性能在標準空調(diào)工況下(即蒸發(fā)溫度=7.2"，冷凝溫度=54.4°<3，吸氣溫度=35°C，過冷溫度-46.rC)，上述實施例與HCFC-22的熱工參數(shù)(g卩蒸發(fā)壓力P0、冷凝壓力Pk、壓比Pk/Po、排氣溫度t2)及相對熱力性能(即相對COP、相對單位質(zhì)量制熱量qo、相對單位容積制熱量qv、相對單位容積耗功量Wv)的比較見表2。上述相對熱力性能是指各實施例熱力性能與HCFC-22熱力性能的比值，相對密度是指25°C時的相對液體密度。表2熱工參數(shù)及熱力性能的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從表2可見，在標準空調(diào)工況下，上述各實施例的冷凝壓力和壓比均與HCFC-22相當，除實施例3、8以外，排氣溫度均低于HCFC-22,可直接充灌于原使用HCFC-22的系統(tǒng)中。上述各實施例的單位質(zhì)量制冷量均遠高于HCFC-22,而密度遠小于HCFC-22,這意味著可以大幅減少系統(tǒng)工質(zhì)的充灌量。除實施例3、4以外，其余實施例的COP值均大于HCFC-22,因此，這些實施例具有節(jié)能效果。上述各實施例的容積制冷量均不低于HCFC-22,這表明可以提高制冷速度。權(quán)利要求1、一種環(huán)保型制冷劑，其特征在于所述環(huán)保型制冷劑主要包括組分A、組分B和組分C；所述組分A為氟乙烷和1，1-二氟乙烷中的一種或二者任意比例的混合，所述組分B為二氟甲烷，所述組分C為異丁烷、正丁烷、丙烷和丙烯中的一種或其中兩種或兩種以上任意比例的混合。2、如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型制冷劑，其特征在于基于所述的組分A、組分B和組分C，組分A質(zhì)量百分含量為10~89%，組分B質(zhì)量百分含量為1050%，組分C質(zhì)量百分含量為1~40%。3、如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型制冷劑，其特征在于所述環(huán)保型制冷劑中還含有組分D，所述組分D為五氟乙垸。4、如權(quán)利要求3所述的環(huán)保型制冷劑，其特征在于所述基于所述的組分A、組分B、組分C和組分D，組分A質(zhì)量百分含量為1085%，組分B質(zhì)量百分含量為10~50%，組分C質(zhì)量百分含量為1~40%，組分D質(zhì)量百分含量為130%。5、如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型制冷劑，其特征在于所述環(huán)保型制冷劑由組分A、組分B和組分C組成，組分A質(zhì)量百分含量為3589Q/。，組分B質(zhì)量百分含量為10~50%，組分C質(zhì)量百分含量為1~40%。6、如權(quán)利要求5所述的環(huán)保型制冷劑，其特征在于組分A質(zhì)量百分含量為7589°/。，組分B質(zhì)量百分含量為1020%，組分C質(zhì)量百分含量為1~10°/0。7、如權(quán)利要求3所述的環(huán)保型制冷劑，其特征在于所述環(huán)保型制冷劑由組分A、組分B、組分C和組分D組成，組分A質(zhì)量百分含量為3575M，組分B質(zhì)量百分含量為10~30%，組分C質(zhì)量百分含量為1~10%，組分D質(zhì)量百分含量為10~30%。全文摘要一種環(huán)保型制冷劑，用于制冷、空調(diào)、熱泵等設備直接替代HCFC-22制冷劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，包括組分A、組分B和組分C；組分A為氟乙烷和1，1-二氟乙烷中的一種或二者任意比例的混合，組分B為二氟甲烷，組分C為異丁烷、正丁烷、丙烷和丙烯中的一種或其中兩種或兩種以上任意比例的混合。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)替代工質(zhì)與HCFC-22壓縮機和潤滑油的相容性不足及GWP值較高等缺陷，提供環(huán)境性能良好、熱工參數(shù)與HCFC-22相近的制冷劑，本發(fā)明可直接用于原使用HCFC-22系統(tǒng)中，并可使用HCFC-22的壓縮機和潤滑油；質(zhì)量制冷量大而密度小，可減少充灌量，提高能效比，節(jié)省資源，可作為HCFC-22的長期替代物。文檔編號C09K5/00GK101157849SQ20071015680公開日2008年4月9日申請日期2007年11月9日優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日發(fā)明者郭心正,郭智愷申請人:浙江藍天環(huán)保高科技股份有限公司