含有经氟取代烯烃的组合物制造技术

本发明专利技术涉及含有经氟取代烯烃的组合物。四氟丙烯的各种用途，特别是(HFO-1234)在各种应用包括致冷装置中的各种用途。这些材料通常用于作为加热和冷却的致冷剂、作为发泡剂、作为气雾剂推进剂、作为溶剂组合物和作为扑灭和抑制火焰剂。

【技术实现步骤摘要】
含有经氟取代烯烃的组合物本申请是申请号为200680031093.8(国际申请日为2006年06月26曰)、专利技术名称为“含有经氟取代烯烃的组合物”的进入国家阶段的PCT申请的分案申请。专利
本专利技术涉及在许多应用中有益的组合物、方法和体系，特别是包括传热系统如致冷系统中的组合物。在优选的方面，本专利技术提供了包括至少一种本专利技术的多氟化烯烃致冷剂的组合物。
技术介绍
已发现碳氟化合物基流体广泛用于许多商用和工业应用中，包括作为空气调节、热泵和致冷系统中的工作流体，作为气溶胶推进剂、发泡剂、传热介质和气体电介质。因为与这些流体中的一些使用相关的可疑的环境问题，包括相对较高的全球变暖潜能，在使用具有低乃至零臭氧消耗潜势的流体如氢氟烃(“HFCs”)时，它愈加理想。所以希望使用不舍氯氟烃(“CFCs”)或氢氯氟烃(“HCFCs”)实际数量的流体。此外，一些IIFC流体可能具有与之相关的相对高全球变暖潜能，当在使用特性中维持理想的性能时，希望尽可能使用具有低全球变暖潜能的氢氟烃或其它氟化流体。另外，在一些环境中希望使用不在沸腾和蒸发分馏的单组分流体或类似共沸物的混合物。多年来，在许多应用中，一些碳氟化合物在如致冷剂的许多传热流体中已经是优选组分。例如氟代烷、如氯氟甲烷和氯氟乙烷衍生物，由于它们独特化学和物理特性结合，它们在如应用的致冷剂包括空气调节和热泵应用中获得广泛应用。在蒸气压缩体系使用的许多致冷剂通常是单一组分流体或共沸混合物。如上述所述，近年来已经增加了对地球大气和气候潜在损害的关注，在这方面已确定一些氯基化合物特别有问题。含氯组合物(如氯氟烃(CFC)、氢氟氟烃(HCF)等)作为工作流体在加传热系统如致冷和空气调节系统的使用，由于与消耗臭氧特性相关的许多这样化合物而被厌恶。因此，越来越需要提供新的氟烃和氢碳氟化合物和组合物，它们在这些和其它应用中作为有吸引力的组合物备选方案。例如，它希望通过非含氯化合物替换含氯化合物如氢氟烃(HFC)来改进含氯系统如发泡剂系统或致冷系统，这样将不会消耗臭氧层。通常工业上特别是传热工业上需要考虑环境安全性，不断地寻找新的氟烃基混合物以作为CFC和HCFC的替换物。然而，通常认为重要的是任何潜在的替代也必须具有大部分广泛使用传热流体中所存在的那些特性，例如极佳的化学稳定性、低毒或无毒性、低易燃性、不易燃性和/或润滑剂相容性。申请人已经开始意识到在许多应用中润滑剂相容性特别重要。更特别的，非常希望在大部分致冷系统中使用的致冷流体与在压缩机组中使用的润滑剂相容。不幸的是，许多非含氯致冷流体包括氢氟烃，在传统使用含氟氟烃和氢氟烃类型润滑剂包括如矿物油、烷基苯或聚(α-烯烃)中相对不溶和/或不混溶。为了使致冷流体-润滑剂混合物在压缩致冷、空气调节和/或热泵系统中以理想的水平有效运作，润滑剂应该在很宽的操作温度范围内充分溶于致冷流体。该溶解度低于润滑剂的粘度，并且使之更容易流遍系统。在缺乏所述溶解度的情况下，润滑剂将进入并固定在致冷蒸发器、冷气设备或热泵系统以及其它部分的旋管中，因此降低了系统效率。关于使用效率，重要的是应注意到由于电能的需求增加，通过增加矿物燃料使用致冷剂热力性能或能量效率的损失可以具有次级的环境影响。此外，通常认为需要当前用于CFC致冷剂替换物是有效的，无需将主要工程改变为常规使用CFC致冷剂的蒸气压缩技术。对于许多应用而言，易燃性是另一个重要的性能。也就是说，许多应用包括特别在传热应用中要考虑使用不易燃组合物被认为是重要或必要的。因此，使用不易燃的这些成分的化合物常常是有益的。如在本文中术语“不易燃”意指根据签署日为2002年的ASTM标准E-681确定的来确定化合物或组合物的不易燃，引入本文作为参考。不幸地是，另外可能需要用于致冷剂组合物的许多氢氯氟烃是不易燃的。例如，氟代烷二氟乙烷(HFC-152a)和氟代烯烃1，1，1-三氟丙烯(HFO-1243zf)各自易燃，因此不能在许多应用中使用。已经提出将较高碳数的氟代烯烃，即具有至少5个碳原子的氟取代链烯用作致冷剂。Smutny的美国专利第4,788,352号描述了生产具有至少某一不饱和度的C6-C8化舍物。Smutny专利发现这些已知的较高碳数的烯烃在各种化学反应中用作致冷剂、杀虫剂、绝缘流体、热传送流体、溶剂和中间体(参见第1栏的11-22行)。Smutny专利中描述的氟化烯烃在传热应用中具有一定水平的有效性，然而相信这些化合物也可能具有一些缺点。例如，其中一些化合物可易于攻击酶作用物，特别是通用塑料如丙烯酸树脂和ABS树脂。此外，由于这些化合物潜在水平的毒性可以提高Smutny专利中注意的杀虫剂活性，所以Smutny专利中描述的较高碳数的烯烃在某些应用中也会令人不快。同时，这些化合物的沸点太高以至难以将它们在一些应用中有效用作致冷剂。溴氟甲烷和溴氟氟甲烷衍生物，特别是一溴三氟甲烷(Halon1301)和溴氯二氟甲烷(Halon1211)在封闭区域如飞机客舱和电脑室中作为抑制火焰剂已经获得广泛应用。然而，由于它们的高臭氧损耗正在停止使用各种卤化物(halons)。此外，作为halon常常用于人类存在的区域，适合的替换物在抑制或熄抑制火焰所需浓度也必须对人是安全的。因此，申请人已开始评价组合物的需要，特别是传热组合物、火灾熄灭/抑制组合物、发泡剂、溶剂组合物和相容剂，也就是说在众多应用包括蒸气压缩加热和冷却系统和方法中是潜在有用的，同时避免了上面提及的一个或多个缺点。专利技术简述申请人发现上述提到的需要和其它需要，对组合物、优选传热组合物感到满意，其包含一个或多个C3-C6氟代烯烃，更优选一个或多个C3、C4或C5氟代烯烃，优选具有如下的式I化合物：XCF2R3-Z(I)这里X是C2、C3、C4或C5不饱和、取代或未被取代的烷基，R各自独立为Cl、F、Br、I或H，z是1-3。在一些优选的实施方案中，本专利技术氟代烯烃具有至少四(4)卤素取代基，其中是至少三个F取代基，甚至更优选其中没有Br。在一些优选的实施方案中，分子式一的化合物包括一个化合物，优选三个碳的化合物，其中各个非末端不饱和碳具有一个氟取代基。用于实施方案中至少存在一个Br取代基，优选化合物不含氢。在这些实施方案中，通常优选Br取代基在不饱和碳上，甚至更优选Br取代基在非末端不饱和碳上。在该类型的一个特别优选的化合物是CFaCBr＝CF2，包括其所有异构体。在一些实施方案中，非常优选的式I化合物具有3-5个氟取代基的丙烯、丁烯、戊烯和己烯，其它取代基可存在或不存在。在一些优选实施方案中，R不为Br，优选不饱和基团不包含溴取代基。在丙烯中，四氟丙烯(HFO-1234)和氟氯代丙烯(如三氟单氯代丙烯(HFCO-1233))，甚至更优选CF3CCl＝CH2(HFO-1233xf)，以及在一些实施方案中特别优选CF3CH＝CHCl(HFO-1233zd))。在一些实施方案中，优选五氟丙烯，包括特别是那些氢取代基在末端不饱和碳的五氟丙烯，如CF3CF＝CFH(HFO-1225yez和/或yz)，特别由于申请人已发现这些化合物与至少化合物CF3CH＝CF2(HFO-1225zc)相比具有较低的毒性。在丁烯之中，在一些实施方案中特别优选氟氯丁烯。在本文中术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】
在离心式冷却系统中传热的方法，其包括：(a)提供包含制冷剂和至少一种润滑剂的传热组合物，所述制冷剂包括至少约50％重量的反式HFCO?1233zd；和(b)在所述离心式冷却系统中，使热传递至所述制冷剂和/或使热由所述制冷剂传递出。

【技术特征摘要】
2005.06.24 US 60/6938531.在离心式冷却系统中传热的方法，其包括：(a)提供离心式压缩机系统，所述离心式压缩机系统具有离心式压缩机、蒸发器和冷凝器；(b)在所述离心式冷却系统中提供包含制冷剂和至少一种润滑剂的传热组合物，所述制冷剂包括5％重量或以上的反式-1，1，1-三氟-3-氯丙烯(反式-HFCO-1233zd)；和在所述离心式冷却系统中，使热传递至所述制冷剂和/或使热由所述制冷剂传递出，其中所述蒸发器在35°F至50°F的温度范围运转，且所述冷凝器在80°F到120°F的温度范围运转。2.对离心式冷却系统提供反式-1，1，1-三氟-3-氯丙烯(反式-HFCO-1233zd)以进行使用的方法，其包括：(a)提供离心式压缩机系统，所述离心式压缩机系统适用于CFC制冷剂并具有离心式压缩机、蒸发器和冷凝器；(b)在所述系统中提供传热组合物，所述传热组合物基本上由以下组成：i.至少50％重量的基本上由反式-1，1，1-三氟-3-氯丙烯(反式-HFCO-1233zd)组成的制冷剂；和ii.润滑剂，其选自多元醇酯润滑剂和矿物油润滑剂；和(c)在所述离心式冷却系统中，使热传递至所述制冷剂和/或使热由所述制冷剂传递出，其中所述蒸发器在35°F至50°F的温度范围运转，且所述冷凝器在80°F到120°F的温度范围运转。3.离心式冷却致冷系统，在所述系统中包括压缩机、在80°F到120°F的温度范围可运转的冷凝器、在35°F至50°F的温度范围可运转的蒸发器和传热组合物，所述传热组合物基本上由制冷剂和矿物油润滑剂组成，所述制冷剂基本上由反式-HFCO-1233zd组成，其中，在基于制冷剂和润滑剂的重量，润滑剂为5％、20％和50％重量的各条件下测定，在-30℃-+50℃的温度范围，所述润滑剂和所述制冷剂具有一个液相。4.根据权利要求1或2的方法或者根据权利要求3的离心式致冷系统，其中，在基于制冷剂和润滑剂的重量，润滑剂为5％重量的条件下测定，在-50℃-+70℃的至少一个温度下，所述润滑剂和所述制冷剂具有一个液相。5.根据权利要求1或2的方法或者根据权利要求3的离心式致冷系统，其中，在基于制冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·R·辛格，H·T·范，D·P·威尔逊，R·H·托马斯，M·W·斯帕茨，D·A·梅特卡夫，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：