R22替代物致冷剂制造技术

一种含有包括１，１，１，２－四氟乙烷（ＨＣＦＣ１３４ａ）在内的氢氟烃组分的致冷剂组合物，所述的组合物还含有选自沸点为－５至＋７０℃的饱和烃或其混合物的添加物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种致冷剂，特别是用于、但不专门用于空调体系的致冷剂。所述的体系特别涉及对大气臭氧层没有不良影响的致冷剂组合物，以及涉及可加到与通常用于致冷体系和空调体系的润滑剂相容的现有致冷剂中的组合物。本专利技术还涉及一种改进致冷体系和空调体系的方法。氟氯烃(CFCs)例如CFC11和CFC12是稳定的、低毒性的和不可燃的，用在致冷体系和空调体系有低危险的工作条件。当它们被释放时，它们能进入大气层并破坏使环境免受紫外线有害作用的臭氧层。由超过160个国家签署的蒙特利尔协议书—一个国际环境协议—要求根据同意的时间表逐渐停止使用CFCs。现在它还包括对臭氧层也有不良影响的氢氟氯烃(HCFCs)。R22是一种化学品流体，迄今是全球致冷设备和空调设备中使用的最大量HCFC致冷剂。R22的臭氧消耗潜能(ODP)为CFC11的大约5％。CFCs停止使用以后，就体积来说，R22的氯含量使它成为最大量的臭氧消耗物质。R22也是蒙特利尔协定书停用计划的对象。R22在某些国家的新设备中被禁用。HCFC22的任何替代物都必须没有消耗臭氧的能力。本专利技术的组合物不含氯原子，因此它们对臭氧层没有有害的影响，同时在致冷体系中提供类似R22工作流体的性能。在本专利文献已使用各种术语来描述致冷剂混合物。它们可规定如下非共沸混合物一种在规定温度下其蒸汽和液体组成不同的流体混合物。温度滑移如果非共沸混合物液体在恒压下蒸馏，那么它的沸点不断升高。从蒸馏开始一直到液相刚好消失时沸点的变化称为温度滑移。当非共沸混合物的饱和蒸汽在恒压下冷凝时，也观测到这一滑移。共沸混合物一种在规定温度下其蒸汽和液体组成相同的、规定组成的流体混合物。严格地说，例如在蒸发器条件下是共沸混合物的流体混合物在冷凝器条件下也可能不是共沸混合物。但是，只要混合物在其工作范围内、在某些温度下满足上述规定，致冷文献就可能将这种混合物称为共沸混合物。近共沸混合物这样一种掺混物，它在很小的温度范围内沸腾，即有小的温度滑移。改型致冷剂混合物一种用来完全替代原CFC或HCFC致冷剂的不含氯的混合物。补充致冷剂混合物一种在对设备中存留的HCFC致冷剂进行维护的过程中加入的、不含氯的混合物，它是一种位于顶上部的致冷剂以改善渗漏性。密封压缩机这样一种压缩机，电动机像压缩机一样在完全焊接密封的机壳中。电动机用返回压缩机的致冷剂蒸汽冷却。电动机产生的热量通过冷凝器除去。半密封压缩机类似密封压缩机；主要的差别是机壳有螺栓连接，它可打开，便于电动机和压缩机进行维护。开式压缩机一种用外部电动机通过压缩机壳的驱动轴驱动的压缩机。电动机产生的热量直接消散到环境中，而不通过冷凝器除去。这就使它比密封压缩机的性能稍更有效，但在轴密封处可出现致冷剂泄露。除非另加说明；本说明书涉及的百分数和比率都以重量表示，选择百分数和比率共计100％。下文用字母R指HFC和HCFC。根据本专利技术的第一个方面，致冷剂组合物由1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)、五氟乙烷(R125)和一种选自沸点范围为-5至+70℃的饱和烃或其混合物的添加物组成，其中R125和R134a的重量在以下范围内R125 50-80％R134a50-20％。所述组合物可用作改型致冷剂混合物。正如下面讨论的，组合物也可用作补充。组合物可用于半密封体系和密封体系。R125和R134a的优选重量在以下范围R125 60-80％R134a40-20％。更优选的范围是R125 60-78％R134a40-22％。最优选的范围是R125 64-76％R134a34-24％。对于密封体系和半密封体系来说，这些范围是优选的。所述的组合物也可用于开式体系。在开式体系中，优选的重量在以下范围内R125 57-78％R134a43-22％。更优选的范围是R125 63-76％R134a33-24％。在开式体系中使用的R125比率可比在密封体系或半密封体系中高至多10％，优选高至多4-5％。在本专利技术的第一方面，在混合物中不含其他致冷剂。在第二方面，可加入适合用作R22补充的另外的致冷剂R32。优选的烃类添加物选自2-甲基丙烷、2，2-＝甲基丙烷、丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、环戊烷、己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2，2-＝甲基丁烷和甲基环戊烷。烃类添加剂的沸点优选为20-40℃。优选使用正戊烷、环戊烷、异戊烷及其混合物。特别优选使用正戊烷、异戊烷或其混合物。商业上可提供的饱和烃混合物可由Phillips Petroleum International NV的商业级环戊烷、Exxon Chemical的NorparP5 S正戊烷和Shell Chemicals的异戊烷Q1111提供。可这样选择戊烷和丁烷组分的相对比率，使得占组合物的0.2-5％、优选2-4％、更优选3-4％。在总计含有5％烃类的组合物中，可使用其数量为0.2-2％的戊烷、优选异戊烷和相应数量为4.8-3％的丁烷。在＜5％烃类的组合物中，例如1％或4％，可使用相对更高的丁烷/戊烷比，以便减少烃类产生的泄露。因此减小了可燃性危险。根据本专利技术的第二方面，致冷剂补充混合物包含本专利技术第一方面的组合物。根据本专利技术的第三方面，致冷剂组合物包含本专利技术第一方面的组合物和R22。本专利技术还提供一种改进加有R22作为致冷剂的致冷机或空调体系的方法，所述的方法包括将本专利技术第二方面的组合物加到体系的致冷剂中的步骤。在致冷体系中使用的正排量压缩机即活塞压缩机或旋转压缩机从曲轴箱吸入少量润滑剂，通过排出阀与致冷剂蒸汽一起排出。为了维持压缩机的润滑，润滑油必须强制通过致冷剂流围绕的循环回路，并返回曲轴箱。CFC和HCFC致冷剂可与烃油混溶，从而将烃油带到循环回路周围。但是，HFC致冷剂和烃类润滑剂有低的互溶性，因此有效的烃油回流不可能出现。这一问题在蒸发器中特别严重，在那里低温可使烃油的粘度增加到足以阻止它们带到管壁。使用CFCs和HCFCs，足够多的致冷剂留在油中，使粘度降到使油回流出现。当使用有烃类润滑剂的HFCs时，通过将具有以下性质的烃类流体加到体系中可使油回流变得容易(a)在蒸发器的温度下在润滑剂中有足够高的溶解性，以便使其粘度下降；以及(b)足够高的挥发性，在压缩机曲轴箱中能从润滑剂中蒸出。烃类能满足这些要求。本专利技术的致冷剂组合物有以下几个优点。R125具有防燃特性。R125的存在使致冷剂混合物可燃性下降。HFC含量越高可使更多的正戊烷加到混合物中，从而改进了含有传统润滑剂例如矿物油和烷基苯油的混合物的溶解性质。与R22相比本专利技术可能有许多好处，其中包括零臭氧消耗、更低的排出温度和更高的能力。与HTC替代物R407C相比，本专利技术可能有许多好处，其中包括更好的烃油油流、在密封压缩机中更好的电动机冷却、更低的排出温度和更低的排出压力。本专利技术用以下实施例进一步描述，但没有任何限制的意思。实施例1为了确定5种R125/R134a/戊烷组合物在密封体系或半密封体系中作为R22的改型替代物的适用性，用标准致冷循环分析技术评价了它们的性能。选择分析使用的操作条件为空调体系中的典型条件。因为掺混物为非共沸混合物，所以这样选择蒸发器和冷凝器中温度滑移的中点，以确定循环的温度范围。相同的温度也用于得到R22的性能数据。按R125/R13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有１，１，１，２－四氢乙烷（Ｒ１３４ａ），五氟乙烷（Ｒ１２５）和一种选自沸点为－５至＋７０Ｃ饱和烃或其混合物的添加物的致冷剂组合物；其中Ｒ１２５与Ｒ１３４ａ的重量为 Ｒ１２５ ５０－８０％ Ｒ１３４ａ ５０－２０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德鲍威尔，约翰爱德华普尔，约翰德里克卡珀，詹姆斯维克托托马斯，
申请(专利权)人：制冷产品有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]