制冷剂组合物制造技术

一种制冷剂组合物，其主要由三种氢氟烃组分和一添加剂组成，氢氟烃组分选自ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１２５和ＨＦＣ１４３ａ，添加剂选自在－５０℃和＋４０℃范围内沸腾的饱和烃或不饱和烃或其混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制冷剂组合物本专利技术涉及制冷剂组合物。本专利技术尤其涉及对平流层臭氧无不利影响的制冷剂组合物。本专利技术还涉及用于为使用消耗臭氧层物质(0DS)包括HCFC22 (氯二氟甲烷)设计的制冷和空调系统中以及用于新型设备的组合物。这些 制冷剂组合物与制冷和空调系统内常用的润滑剂相容，也与新型合成润滑剂 (如多元醇酯油)相容。虽然人们相当小心地防止制冷剂泄漏到大气中，但是这种情况还是时有 发生。在一些地区烃的排放受到控制，这是为了将因烃和氧混合后在阳光的 作用下导致的对流层臭氧的产生减到最少。要将本专利技术所指的组合物的泄漏 而引起的烃对大气的作用减到最少，烃的含量优选地应少于5%，若少于3. 5% 则更佳。本专利技术的组合物也可用于为非消耗臭氧层物质设计的设备。 众所周知，虽然氯氟烃(CFCs)例如CFC 12和CFC502以及氢氯氟烃例 如HCFC 22是节能的，不可燃的且毒性低的，但这些物质会移往平流层，在 此处它们会由于紫外线的作用而分解以攻击臭氧层。宜用不消耗臭氧的替代 物如同样不可燃的、节能的且毒性低的氢氟烃(HFCs)代替消耗臭氧层物质。 有六种主要的HFCs，即HFC134a、 HFC32、 HFC125、 HFC143a、 HFC227ea和 HFC152a，其能够以或单独或混合成混合物的形式代替CFCs和HCFCs。 HFC134a、 HFC227ea和HFC152a可直接用来代替0DS，而HFC32、 HFC143a 和HFC125则通常在混合物中代替0DS。然而，因为HFCs在传统的润滑剂如 矿物油和烷基苯油中不具备足够的溶解性，所以合成的含氧润滑剂已被特别 地引入新型设备中。这些新型的润滑剂价格昂贵且具有吸湿性。制冷剂混合物如R404A， R507， R410A， R407C和其它制冷剂混合物作为 CFCs和HCFCs的替代物已商业化。但是，因为这些组合物仅包括HFC成分， 所以不能和经常与CFCs和HCFCs —起使用的传统润滑剂一起使用。如果用这 些混合物代替现有设备中的CFCs和HCFCs，大型化工制造商推荐在系统中保留不超过5%的传统润滑剂，这样可能需要把润滑剂几乎全部换为合成的含氧 润滑剂，甚至把系统全面翻新。这经常价格昂贵，且在技术上难以让人满意。虽然设备制造商已使其机组适应用HFC混合物工作，但是已发现可商购 的HFC产品不如CFCs和HCFCs那样令人满意。特别是为了保证油的充分回流， 烃润滑剂如矿物油等已被含氧的润滑剂特别是多元醇酯及聚烷撑二醇所代 替。遗憾的是，这些材料易于吸收大气中的水分，尤其是在维护期间；该水 分可造成设备的过度的腐蚀及磨损，从而使设备的耐用性降低。本专利技术的一 个目的是提供可在现有设备和新型设备中都能继续使用烃油的HFC/烃混合 物。在寻找易于用来代替新型和现有设备中R22的制冷剂混合物时，特别重 要的是该新的混合物应具有足够的制冷容量。该容量在类似的工作条件下应 至少为其替代的流体的90%,至少为其替代的流体的95%为优选，最优选为与 其替代的流体相等或更多。本专利技术涉及的制冷剂组合物在通常使用R22的高 温至低温空调和制冷应用范围中具有与R22类似的容量。某些制冷剂如R407C，其在蒸发器和冷凝器中具有较宽的温度滑移(〉4 °C)。设备制造者基于他们在CFC/HCFC单一流体或共沸混合物上所得的经验， 更愿意选择温度滑移低的制冷剂。本专利技术的另一个目的是提供能够代替 HCFC22和HFC混合物(如R407C)的HFC/烃混和物，以使烃润滑剂可继续在 设备中使用，并通过提供共沸的混合物和近共沸的混合物将热交换机中的温 度滑移减到最小。专利文献中使用了不同术语描述制冷剂混合物。以下定义来自美国供暖 制冷空调工程师学会(AS服AE)标准34;共沸混合物共沸混合物是包含两种或更多种的制冷剂，在一定压力下，这些制冷剂在平衡的蒸汽相和液相中的组成是相同的。共沸混合物在另外一 些条件下显示某程度成分的分离。分离程度取决于特定的共沸混合物以及其 应用。共沸温度在特定压力下，处于平衡状态的混合物的液相中各组分和气 相中各组分具有相同的摩尔分数时的温度。近共沸混合物在特定的应用的分析中，温度滑移+到可以忽略而不致 产生误差的非共沸混合物。非共沸混合物由多个挥发性不同的组分组成的混合物，当其在用于制 冷循环时，在恒定压力下蒸发(沸腾)或冷凝时，该混合物会改变容量组成 和饱和温度。温度滑移在制冷系统的机组内的制冷剂在相变过程开始时的温度和结 束时的温度之间差异值的绝对值，不包括任何过冷或过热的情况。该术语通 常用来描述非共沸混合物的冷凝或蒸发。本专利技术涉及近共沸和非共沸制冷剂组合物，其在ASHRAE标准34所定义 的所有分馏条件下都不可燃，并可用来代替在现有的机组中的0DS而无需改 变润滑剂，亦无需对系统硬件作任何显著的改变。这些制冷剂组合物可让烃 油继续使用在新型设备中，但也可改进机组例如选择最适当的毛细管长度使 新型制冷剂的性能最优化。在含氧油有水分进入或发生其它问题时，新型组 合物允许烃油代替此油。把少量烃加入含有HFC或HFC混合物的制冷剂组合物中可使足够的烃溶 解于在系统中传送的润滑剂，从而一直维持压縮机的润滑，这在本领域是已 知的。显而易见，组合物中烃的含量越大，制冷剂把润滑剂传送回至压縮机 的能力越强。然而，烃的含量太高会造成可燃烧的混合物。虽然可燃的制冷 剂在某些应用中是可以接受的，但是本专利技术涉及的是用于禁止使用可燃制冷 剂的设备的非可燃组合物。但是，还不太清楚的是如何在所有条件下(包括 在制冷剂从系统中或在贮存期间泄漏时，产生制冷剂组合物的分馏的条件下) 都可获得不可燃组合物。液相及气相中的可燃性都需要考虑。在ASHRAE标准34的定义下，并非所有HFCs都是不可燃的。HFC143a 及HFC32没有得到ASHRAE的不可燃性评级。本专利技术涉及的制冷剂组合物，其 不仅包括选定比例的不可燃的HFCs和烃的混合物，也包括选定比例的可燃的 HFCs、不可燃的HFCs和烃的混合物;所有这些混合物在分馏中都是不可燃的， 而且这些混合物提供与其所替代的0DS和HFC混合物相类似的制冷效果和热 力学性能。虽然本专利技术涉及可与传统润滑剂如矿物油和烷基苯油一起使用的制冷组 合物，但是其也适合与合成的含氧润滑剂一起使用。在具体应用中配制代替HCFC22的HFC/烃混合物时，有时需要把一或多 个高沸点HFCs和一个或多个低沸点HFCs —起使用。这种情况下优选的低沸 点HFCs为HFC143a和HFC125，而高沸点HFC为HFC134a。为防止混合物或由泄漏而产生的如ASHRAE标准34所定义的分馏物的 可燃性，应该将烃的总量减到最小。同时，需要将溶解于油中的烃混和物的 量增加到最大以使油的回流良好，尤其是在回路中油粘度最大的区域，如蒸 发器中。本专利技术的一个HFC成分即HFC143a分在ASHRAE安全分类A2上，这 使得HFC143a的用量以及对于烃的选择在获得该混合物的非可燃等级Al非常 关键。单一沸点较高的烃如戊烷或异戊烷会集中在液相中。这可通过对例1 所示HFC134a、 HFC125和戊烷的混合物进行泄漏测试得到证明。根据美国国家标准与技术研究机构(NIST)的程序R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主要由一氢氟烃组分和一添加剂组成的制冷剂组合物，该氢氟烃组分由以下混合物组成：　Ｒ１３４ａ，Ｒ１２５和Ｒ１４３ａ　而添加剂则选自－５０℃和＋４０℃范围内沸腾的饱和或不饱和烃或其混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰爱德华普尔，理查德鲍威尔，
申请(专利权)人：RPL控股有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]