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      一種環(huán)保型的制冷劑及其制備方法

      文檔序號:3751487閱讀:407來源:國知局
      專利名稱:一種環(huán)保型的制冷劑及其制備方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及制冷劑,尤其涉及ー種環(huán)保型的制冷劑及其制備方法。
      背景技術
      由于HCFC-22 (ニ氟ー氯甲烷)具有一定的ODP (臭氧消耗潛能值)和較高的GWP(全球變暖潛能值),屬于被要求限期淘汰的物質,而現(xiàn)有的主要替代物R-407C( I, I, I, 2-四氟こ烷、五氟こ烷和ニ氟甲烷的混合物)、R-410A (ニ氟甲烷和五氟こ烷的混合物)等本身就具有一定的缺陷,在制冷性能方面不能滿足要求,并且環(huán)境性能也不理想,GWP相對較高,甚至高于HCFC-22。HFC_32(ニ氟甲烷)具有良好的熱カ性能,ODP為0,GWP為716,環(huán)境性能優(yōu)異,雖然具有一定的可燃性,但可燃性不強,屬于A2L類制冷劑;HFC-32的飽和液體比體積較大,能減少系統(tǒng)的制冷劑充灌量;同時HFC-32的単位容積制冷量較大,可以縮小壓縮機的體積,降低制冷系統(tǒng)的成本;但是HFC-32的排氣溫度較高,工作壓カ也較高。HFC-152a(l, 1_ ニ氟こ烷)具有良好的熱カ性能,ODP為0,GWP僅為133,環(huán)境性能優(yōu)異,但是具有一定的可燃性。在相同的空調(diào)エ況下,HFC-152a的制冷系數(shù)優(yōu)于HFC_134a,能降低能源消耗;同吋,HFC-152a具有較大的飽和液體比體積,能減少系統(tǒng)的制冷劑充灌量。HFC-134 (I, I, 2,2_四氟こ烷)是HFC_134a的同分異構體,熱カ性質和HFC_134a相似,ODP為0,GWP為1110,低于HFC-134a,不可燃;在相同的空調(diào)エ況下,HFC-134的制冷系數(shù)優(yōu)于HCFC-22和R-410A。雖然HFC-32,HFC_152a和HFC-134三種制冷劑單獨使用時均具有各自的不足,但是如果將HFC-32,HFC-152a和HFC-134混合使用,形成ー種新型的環(huán)保型的制冷劑,可以結合三者各自的優(yōu)勢,最大程度減小不利因素?,F(xiàn)有技術中,中國專利文件CN1412266A (02124112. O)公布了 ー種ニ氟甲烷(HFC-32)、1,I, 1,2-四氟こ烷(HFC_134a)和 1,I, I-三氟こ烷(HFC_143a)組成的混合物;中國專利文件CN 1200067C (03148532. 4)公布了 ー種ニ氟甲烷(HFC-32)、五氟こ烷(HFC-125)、1,1,1,2-四氟こ烷(HFC_134a)和/或 1,1,2,2-四氟こ烷(HFC-134)、丙烯(R1270)組成的混合物;中國專利CN1244663C (200310118983. O)公布了 ー種ニ氟甲烷(HFC-32)、五氟こ烷(HFC-125)和1,I-ニ氟こ烷(HFC_152a)組成的混合物;中國專利文件 CN 100400615C (200410077955. 3)公開了ー種 1,I-ニ氟こ烷(HFC_152a)和1,I, 1,3, 3,3-六氟丙烷(HFC-236fa)組成的混合物;中國專利文件CN101006154A(200580028315. 6)公布了一種ニ元或三元混合物(選自1,I, I, 2-四氟こ烷(HFC_134a)、五氟こ烷(HFC-125)、1,I, I-三氟こ烷(HFC-143a)、l,I-ニ氟こ烷(HFC_152a)、ニ甲醚(DME)、異丁烷(HC-600a));中國專利文件 CN 100489051C (200710114770. 9)公布了 一種ニ氟甲烷(HFC-32)、五氟こ烷(HFC-125)和異丁烷(HC_600a)組成的混合物;中國專利文件 CN100500793C (200810014733. 5)公布了 ー種五氟こ烷(HFC_125)、1, I, I, 2-四氟乙烷(HFC-134a)和ニ甲醚(DME)組成的混合物;中國專利文件CN100485010C(200610016352. I)公布了 ー種ニ氟甲烷(HFC-32)、ニ甲醚(DME)和 I, I, I, 2-四氟こ烷(HFC-134a)組成的混合物;中國專利CN101381595B (200810231909. 2)公布了一種ニ甲醚(DME)、丙烯(R1270)和I, I, 1,2, 3,3,3-七氟丙烷(HFC_227ea)組成的混合物;中國專利文件 CN101649188A (200910023799. 5)公布了ー種ニ甲醚(DME)、丙烯(R1270)和三氟碘甲烷(R13I1)組成的混合物;中國專利文件CN 102079964A (200910225801. 7)公布了ー種ニ氟甲烷(HFC-32)和1,I, 1,2-四氟こ烷(HFC_134a)組成的混合物;中國專利文件 CN102079966A (200910225803. 6)公布了 ー種ニ氟甲烷(HFC-32)、1,I-ニ氟こ烷(HFC-152a)和1,I, I, 2-四氟こ烷(HFC_134a)組成的混合物;中國專利文件CN 102079967A(200910225804. O)公布了ー種ニ氟甲烷(HFC-32)、五氟こ烷(HFC-125)和 I, I, I, 2-四氟こ烷(HFC-134a)組成的混合物。上述專利中公開的制冷劑組合物存在或GWP值偏高、或不可直接充 灌應用于HFC-134a系統(tǒng)、或可燃性較大等缺點,因此,需要開發(fā)具有更好制冷性能,與現(xiàn)有系統(tǒng)更好兼容以及具有更好環(huán)保性能的新制冷劑。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明提供了ー種低GWP (全球變暖潛能值)的環(huán)保型的制冷劑,該制冷劑不僅不破壞大氣臭氧層,而且產(chǎn)生的溫室效應更小,同時具有和HCFC-22相當?shù)臒幞▍?shù)和熱エ性能。一種環(huán)保型的制冷劑,由ニ氟甲烷、1,I-ニ氟こ烷和1,1,2, 2-四氟こ烷組成,各組分質量百分比為:ニ氟甲烷40 90%、1,I-ニ氟こ烷5 40%和I, 1,2, 2-四氟こ烷5 50%。所述的ニ氟甲烷,即HFC-32,分子式為CH2F2,相對分子量為52. 02,標準沸點為-51. 7°C,臨界溫度為78. I°C,臨界壓カ為5. 78MPa。HFC-32具有良好的熱カ性能,ODP為0,GffP為716,環(huán)境性能優(yōu)異,雖然具有一定的可燃性,但可燃性不強,屬于A2L類制冷劑。HFC-32的飽和液體比體積較大,能夠在很大程度上減少系統(tǒng)的制冷劑充灌量,從而達到間接降低新型制冷劑GWP的目的。HFC-32的単位容積制冷量較大,可以縮小壓縮機的體積,降低制冷系統(tǒng)的成本;但是HFC-32的排氣溫度較高,工作壓カ也較高,因此,需要根據(jù)需要,適量添加。所述的1,I- ニ氟こ烷,即HFC-152a,分子式為CH3CHF2,相對分子量為66. 05,標準沸點為-24. (TC,臨界溫度為113. 3°C,臨界壓カ為4. 52MPa。HFC-152a具有良好的熱カ性能,在相同的空調(diào)エ況下,HFC_152a的制冷系數(shù)優(yōu)于HFC-134a,可降低能源消耗。HFC-152a的ODP為0,GffP僅為133,具有優(yōu)異的環(huán)境友好性,而且HFC_152a的飽和液體比體積較大,能夠減少系統(tǒng)的制冷劑充灌量,從而達到降低制冷劑GWP的目的。由于HFC_152a具有一定的可燃性,作為制冷劑的組分,要考慮其安全性,因此HFC-152a的用量不能過多,可以保證在使用安全的前提下,最大程度發(fā)揮HFC_152a制冷系數(shù)高、飽和液體比體積大以及環(huán)境友好等優(yōu)點。所述的1,I, 2,2-四氟こ烷,即HFC-134,分子式為CHF2CHF2,相對分子量為102. 03,標準沸點為-17. 6°C,臨界溫度為119. (TC,臨界壓カ為4. 64MPa。HFC-134是HFC_134a的同分異構體,熱カ性質和現(xiàn)有制冷劑HFC_134a相似,具有優(yōu)良的熱エ參數(shù)和熱エ性能,ODP為0,GffP為1110,低于HFC-134a,不可燃;在相同的空調(diào)エ況下,HFC-134的制冷系數(shù)優(yōu)于HCFC-22和R-410A,適量添加,可以降低制冷劑的可燃性,提高其安全性能。作為優(yōu)選,制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷5(Γ80%、1,I- ニ氟こ烷1(Γ30%和I, I, 2,2-四氟こ烷10 40%。在此比例范圍內(nèi),制冷劑各組分之間具有協(xié)同作用,尤其是在安全性、環(huán)保性和經(jīng)濟性方面,制冷劑的各項性能指標都有所提高。作為優(yōu)選,制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷48飛2%、1,I-ニ氟こ烷8 12%和1,1,2, 2-四氟こ烷38 42%。當制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷50%、1,I-ニ氟こ烷10%和1,I, 2,2-四氟こ烷40%時,制冷劑可燃體積下限最高,使用時最安全。 作為優(yōu)選,制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷48 52%、1,I-ニ氟こ烷28 32%和1,1,2, 2-四氟こ烷18 22%。當制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷50%、1,I-ニ氟こ烷30%和I, I, 2,2-四氟こ烷20%時,GffP最低,對環(huán)境影響最小。作為優(yōu)選,制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷68 72%、1,1_ ニ氟こ烷8 12%和1,1,2, 2-四氟こ烷18 22%。當制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷70%、1,I-ニ氟こ烷10%和1,I, 2,2-四氟こ烷20%時,飽和液體比體積較大,相對單位容積制冷量較高,可以減少系統(tǒng)制冷劑的充灌量。作為優(yōu)選,制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷68 72%、1,1_ ニ氟こ烷18 22%和1,1,2,2-四氟こ烷8 12%。當制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷70%、1,I-ニ氟こ烷20%和1,I, 2,2-四氟こ烷10%時,飽和液體比體積最大,可以有效減少系統(tǒng)制冷劑的充灌量。作為優(yōu)選,制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷78 82%、1,1_ ニ氟こ烷8 12%和1,I, 2,2-四氟こ烷8 12%。當制冷劑各組分質量百分比為ニ氟甲烷80%、1,I-ニ氟こ烷10%和1,I, 2,2-四氟こ烷10%時,単位容積制冷量最大,減小壓縮機的體積,降低制冷系統(tǒng)的成本,同時具有較大的飽和液體比體積,可以有效減少系統(tǒng)制冷劑的充灌量。本發(fā)明還提供了一種制備本發(fā)明所述的環(huán)保型的制冷劑的方法,即將所述組分按其質量百分比在液相狀態(tài)下進行物理混合,得到所述的環(huán)保型的制冷劑。本發(fā)明提供的制冷劑與現(xiàn)有技術相比,具有以下優(yōu)點(I)飽和液體比體積較大,可以大大減少制冷系統(tǒng)中制冷劑的充灌量,相當于降低制冷劑的GWP,同時降低制冷劑泄漏后可燃物燃燒的可能性;(2)単位體積制冷量較大,可以縮減壓縮機的體積,降低制冷系統(tǒng)的成本;(3)環(huán)境性能好,ODP為0,GffP相對于HCFC-22和R-410A大大降低。


      附圖I是本發(fā)明實施例I、實施例4與HCFC-22以及R-410A蒸汽壓的比較。
      具體實施例方式實施例I
      將HFC-32、HFC-152a和HFC-134在液相下按50 10 40的質量百分比進行物理混合,得到環(huán)保型的制冷劑。實施例2將HFC-32、HFC-152a和HFC-134在液相下按50 20 30的質量百分比進行物理混合,得到環(huán)保型的制冷劑。實施例3將HFC-32、HFC-152a和HFC-134在液相下按50 30 20的質量百分比進行物理混合,得到環(huán)保型的制冷劑。實施例4 將HFC-32、HFC-152a和HFC-134在液相下按70 10 20的質量百分比進行物理混合,得到環(huán)保型的制冷劑。實施例5將HFC-32、HFC-152a和HFC-134在液相下按70 20 10的質量百分比進行物理混合,得到環(huán)保型的制冷劑。實施例6將HFC-32、HFC-152a和HFC-134在液相下按80 10 10的質量百分比進行物理混合,得到環(huán)保型的制冷劑?,F(xiàn)將實施例I飛中所制得的制冷劑的性能與HCFC-22及其主要替代物R-410A的性能進行比較,說明本發(fā)明的特點與效果。A.環(huán)境性能表I比較了實施例I飛中所制得的制冷劑與HCFC-22及R-410A的環(huán)境性能。其中ODP值以CFC-Il作為基準值I. O, GffP值以CO2作為基準值I. O (100年)。表I制冷劑環(huán)境性能比較
      權利要求
      1.一種環(huán)保型的制冷劑,其特征在于,由二氟甲烷、1,I- 二氟乙烷和1,1,2,2-四氟乙烷組成,各組分質量百分比為二氟甲烷40 90%、1,I-二氟乙烷5 40%和1,1,2, 2-四氟乙烷5 50%。
      2.如權利要求I所述的環(huán)保型的制冷劑,其特征在于,各組分質量百分比為二氟甲烷.50 80%、1,I-二氟乙烷10 30%和I, I, 2,2-四氟乙烷10 40%。
      3.如權利要求I所述的環(huán)保型的制冷劑,其特征在于,各組分質量百分比為二氟甲烷.48 52%、1,I-二氟乙烷8 12%和I, I, 2, 2-四氟乙烷38 42%。
      4.如權利要求I所述的環(huán)保型的制冷劑,其特征在于,各組分質量百分比為二氟甲烷.48 52%、1,I-二氟乙烷28 32%和I, I, 2,2-四氟乙烷18 22%。
      5.如權利要求I所述的環(huán)保型的制冷劑,其特征在于,各組分質量百分比為二氟甲烷.68 72%、1,I-二氟乙烷8 12%和I, I, 2, 2-四氟乙烷18 22%。
      6.如權利要求I所述的環(huán)保型的制冷劑,其特征在于,各組分質量百分比為二氟甲烷.68 72%、1,I-二氟乙烷18 22%和I, I, 2, 2-四氟乙烷8 12%。
      7.如權利要求I所述的環(huán)保型的制冷劑,其特征在于,各組分質量百分比為二氟甲烷.78 82%、1,I-二氟乙烷8 12%和I, I, 2, 2-四氟乙烷8 12%。
      8.一種制備權利要求r7所述的環(huán)保型的制冷劑的方法,其特征在于,將所述組分按其質量百分比在液相狀態(tài)下進行物理混合,得到所述的環(huán)保型的制冷劑。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種環(huán)保型的制冷劑及其制備方法,其中制冷劑由二氟甲烷、1,1-二氟乙烷和1,1,2,2-四氟乙烷組成,各組分質量百分比為二氟甲烷40~90%、1,1-二氟乙烷5~40%和1,1,2,2-四氟乙烷5~50%。本發(fā)明制備的環(huán)保型的制冷劑飽和液體比體積較大,可以大大減少制冷系統(tǒng)中制冷劑的充灌量,相當于降低制冷劑的GWP,同時降低制冷劑泄漏后可燃物燃燒的可能性;單位體積制冷量較大,可以縮減壓縮機的體積,降低制冷系統(tǒng)的成本;環(huán)境性能好,ODP為0,GWP相對于HCFC-22和R-410A大大降低。
      文檔編號C09K5/04GK102676122SQ20121016972
      公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權日2012年5月24日
      發(fā)明者周強, 唐黎明, 王樹華, 童繼紅, 賀輝龍, 陳光明, 陳琪, 韓曉紅, 高贊軍 申請人:浙江大學, 浙江衢化氟化學有限公司
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