一種環(huán)保型近共沸混合制冷劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保型近共沸混合制冷劑，基本由HFO-1234yf、HFE-143a和第三組分組成，且各組分的質(zhì)量百分比為：HFO-1234yf：70%-98%；HFE-143a：1%-15%；第三組分：1%-15%。本發(fā)明所述制冷劑環(huán)境友好、熱力性能優(yōu)秀、可直接在原使用HFC-134a的系統(tǒng)不更改任何零部件實(shí)現(xiàn)灌注式替代，可作為HFC-134a的長期替代物。
【專利說明】一種環(huán)保型近共沸混合制冷劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混合制冷劑，尤其涉及一種可不作任何改變而直接替代HFC-134a 的、不破壞大氣臭氧潛能且溫室效應(yīng)極低的制冷劑組合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a)作為CFC-12的替代物，以其優(yōu)異的使用性能得到 了廣泛的應(yīng)用，但由于其具有高達(dá)1430的溫室效應(yīng)值，被"京都議定書"列為首批淘汰的高 GWP值制冷劑之一。對于應(yīng)用于小型制冷設(shè)備中的HFC-134a，大部分已經(jīng)采用HC-600a予 以替代，而對于應(yīng)用于工商制冷與汽車空調(diào)中的HFC-134a的替代已經(jīng)成為世界各國研究 的熱點(diǎn)和急需解決的問題。
[0003] 目前國際社會對HFC_134a替代的研究方向主要為：二氧化碳（CO2)U, 1-二氟乙 烷（HFC-152a)、2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HF0-1234yf)等，但這些方案均各有優(yōu)缺點(diǎn)。使用CO2 環(huán)保性能好、不可燃，但系統(tǒng)壓力高、能效低，系統(tǒng)需重新設(shè)計(jì)、替代成本高；使用HFC-152a 雖然能效高、制冷劑價(jià)格低，但其可燃性強(qiáng)、需增加二次回路等造成替代成本高；使用 HF0-1234yf雖然可燃性低、系統(tǒng)改造小，但能效低、制冷量小。因此世界各國均在持續(xù)開展 HFC-134a替代物的研究，其中混合制冷劑是一個(gè)主要的研究方向。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，專利文件CN1285699C (200410084844. 5)公開了一種以氟乙烷 (HFC-161)、1，1-二氟乙烷（HFC-152a)和1，1，1，2_四氟乙烷（HFC-134a)組成的三元組合 物；CN101671542A (200910018489.4)公開了 一種以 2,3,3,3-四氟丙烯（HF0-1234yf)、 1，1-二氟乙烷（HFC-152a)和異丁烷組成的混合物；CN101864277A (201010196224. 6) 公開了 一種以2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HFC-1234yf)、l，1-二氟乙烷（HFC-152a)和二甲 醚（DME)組成的混合物；CN102703033A (201210165277. 0)公開了 一種以 2, 3, 3, 3-四 氟丙烯（HFC-1234yf)、l，1，1，2_四氟乙烷（HFC-134a)和二甲醚（DME)組成的混合物； CN102066518A (200980122002. 5)公開了 一種以 2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HFC-1234yf)、 1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a)和 1，1-二氟乙烷（HFC-152a)組成的混合物；CN102083935A (200980125796. 0)公開 了一種 1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a)、2, 3, 3, 3-四氟丙烯 (HFC-1234yf)組成的混合物；CN102083935A (200980125796. 0)公開了一種 1，1，1，2-四 氟乙烷（HFC-134a)、2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HFC-1234yf)組成的混合物；CN102712837A (201080038152. 0)公開 了一種 1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a)、2, 3, 3, 3-四氟丙烯 (HFC-1234yf)和二氟甲烷（HFC-32)組成的混合物等。
[0005] 上述專利中公開的制冷劑組合物存在或GWP值偏高、或可燃性較強(qiáng)、或溫度滑移 較大、或能效較低、或容積制冷量較小、或不可直接充灌應(yīng)用于HFC-134a系統(tǒng)等缺點(diǎn)，因此 需要開發(fā)具有制冷性能更優(yōu)秀、與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容性更好以及環(huán)保性能更佳的替代HFC-134a 的制冷劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型近共沸混合制冷劑，該種制冷劑的環(huán)境性能和 使用性能均優(yōu)于HFC-134a，可在使用HFC-134a的系統(tǒng)中不改變?nèi)魏尾考苯犹娲褂玫摹?低替代成本的制冷劑。
[0007] 為達(dá)到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0008] 一種環(huán)保型近共沸混合制冷劑，基本由2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HF0-1234yf)、三氟甲 醚（CF30CH3、HFE-143a)和第三組分組成，所述第三組分選自氟乙烷（HFC-161)、1，1，1，2-四 氟乙烷（HFC-134a)、二氟甲烷（HFC-32)、二甲醚（CH 30CH3、HFE-170)、丙烷（HC-290)、環(huán)丙烷 (C270)中的一種、兩種或三種以上組合，且各組分的質(zhì)量百分比為 ：
[0009] HF0-1234yf ：70%-98°/〇 ；
[0010] HFE-143a ：1%-15°/〇 ；
[0011] 第三組分：1%_15%。
[0012] 當(dāng)?shù)谌M分中的各物質(zhì)用于配制本發(fā)明所述近共沸混合制冷劑時(shí)，各物質(zhì)如氟 乙烷（HFC-161)、1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a)、二氟甲烷（HFC-32)、二甲醚（CH 30CH3、 HFE-170)、丙烷（HC-290)和環(huán)丙烷（C270)中，可以選擇任意一種、兩種或三種以上作為第 三組分，當(dāng)選擇兩種以上物質(zhì)作為第三組分時(shí)，各物質(zhì)間可以是任何比例。
[0013] 本發(fā)明所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其優(yōu)選的各組分質(zhì)量百分比為：
[0014] HF0-1234yf ：75%-94°/〇 ；
[0015] HFE-143a : 5%_ 15% ;
[0016] 第三組分：1%_10%。
[0017] 本發(fā)明所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其進(jìn)一步優(yōu)選的各組分質(zhì)量百分比為：
[0018] HF0-1234yf ：85%-94°/〇 ；
[0019] HFE-143a : 5%_ 10% ;
[0020] 第三組分：1%_5%。
[0021] 本發(fā)明所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，優(yōu)選溫度滑移小于1°C，GWP值小于150。
[0022] 本發(fā)明提供的環(huán)保型近共沸混合制冷劑適合用于替代HFC_134a，尤其適合在汽車 空調(diào)中用于替代HFC-134a。當(dāng)在在汽車空調(diào)中用于替代HFC-134a時(shí)，所述汽車空調(diào)系統(tǒng)可 以不改變?nèi)魏卧O(shè)備部件，直接充注所述混合制冷劑以替代HFC-134a。本發(fā)明的環(huán)保型近共 沸混合制冷劑與現(xiàn)有公開的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] (1)環(huán)境性能優(yōu)于HFC_134a，消耗臭氧層潛能ODP值為零，全球變暖潛能GWP值均 較HFC-134a有大幅度降低；
[0024] (2 )使用安全，可燃性弱；
[0025] (3)蒸發(fā)壓力、冷凝壓力和壓比等均與HFC_134a相當(dāng)，單位容積制冷量高于 HFC-134a，溫度滑移小，COP值大于HFC-134a，排氣溫度較低，使用性能優(yōu)秀；
[0026] (4)在不改變設(shè)備任何部件的前提下，本發(fā)明制冷劑可直接用于原使用HFC_134a 的系統(tǒng)中，與原使用HFC-134a的制冷系統(tǒng)管路部件兼容，并可減少充灌量，提高能效比，具 有節(jié)省資源、節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明提供的制冷劑，其制備方法是將2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HF0_1234yf)、三氟甲 醚（CF30CH3、HFE-143a)和選自氟乙烷（HFC-161)、1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a)、二氟甲烷 (HFC-32)、二甲醚（CH30CH3、HFE-170)、丙烷（HC-290)、環(huán)丙烷（C270)中的一種、兩種或三種 以上組合按照其相應(yīng)的配比在液相狀態(tài)下進(jìn)行物理混合。
[0028] 上述組分中的2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HF0-1234yf)，其分子式為CH2CFCF3，分子量為 114. 04,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-29. 35°C，臨界溫度為94. 7°C，臨界壓力為3. 38MPa，GWP值為4。
[0029] 上述組分中的三氟甲醚（CF30CH3、HFE-143a)，其分子式為CF 3OCH3，分子量為 100. 04,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-24. (TC，臨界溫度為104. 8°C，臨界壓力為3. 59MPa，GWP值為750。
[0030] 上述組分中的氟乙烷（HFC-161)，其分子式為CH3CH2F，分子量為48. 06,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 為-37. 1°C，臨界溫度為102.2°C，臨界壓力為4.7Mpa，GWP值為12。
[0031] 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(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 為-51. 7°C，臨界溫度為78. 2°C，臨界壓力為5. 78MPa，GWP值為675。
[0032] 上述組分中的1，1，1，2-四氟乙烷（HFC_134a)，其分子式為CH2FCF 3，分子量為 102. 03,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-26. 1°C，臨界溫度為101. 1°C，臨界壓力為4. 06MPa，GWP值為1430。
[0033] 上述組分中的二甲醚（HFE-170)，其分子式為CH3OCH3，分子量為46. 07,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 為-24. 8°C，臨界溫度為127. 2°C，臨界壓力為5. 34MPa，GWP值約為1。
[0034] 上述組分中的丙烷（HC-290)，其分子式為CH3CH2CH 3，分子量為44. 10,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 為-42. 1°C，臨界溫度為96. 7°C，臨界壓力為4. 25MPa，GWP值約為20。
[0035] 上述組分中的環(huán)丙烷（C-270)，其分子式為CH2CH2CH 2，分子量為42. 08,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 為-31. 5°C，臨界溫度為125. 2°C，臨界壓力為5. 58MPa，GWP值約為20。
[0036] 下面的實(shí)施例為用來說明本發(fā)明的幾個(gè)【具體實(shí)施方式】，但并不將本發(fā)明局限于這 些【具體實(shí)施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)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(jìn)方案和等效方案。
[0037] 實(shí)施例1 :將HF0-1234yf、HFE-143a和C270在液相下按70 :15 :15的質(zhì)量百分比 進(jìn)行物理混合。
[0038] 實(shí)施例2 :將HF0-1234yf、HFE-143a和E170在液相下按75 :15 :10的質(zhì)量百分比 進(jìn)行物理混合.
[0039] 實(shí)施例3 :將HF0-1234yf、HFE-143a和R134a在液相下按80 :10 :5的質(zhì)量百分比 進(jìn)行物理混合。
[0040] 實(shí)施例4 :將HF0-1234yf、HFE-143a和R290在液相下按90 :5 :5的質(zhì)量百分比進(jìn) 行物理混合。
[0041] 實(shí)施例5 :將HF0-1234yf、HFE-143a和R161在液相下按94 :1 :5的質(zhì)量百分比進(jìn) 行物理混合。
[0042] 實(shí)施例6 :將HF0-1234yf、HFE-143a和R32在液相下按98 :1 :1的質(zhì)量百分比進(jìn)行 物理混合。
[0043] 現(xiàn)將上述實(shí)施例的性能與HFC_134a進(jìn)行比較，說明本發(fā)明的特點(diǎn)和效果。
[0044] 1、環(huán)境性能
[0045] 表1比較了上述實(shí)施例與HFC-134a的環(huán)境性能。其中ODP值以CFC-Il作為基準(zhǔn) 值1. 0, GWP值以CO2作為基準(zhǔn)值1. 0 (100年)。
[0046] 表1環(huán)境性能比較
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種環(huán)保型近共沸混合制冷劑，基本由HF0-1234yf·、HFE-143a和第三組分組成，所 述第三組分選自HFC-161、HFC-134a、HFC-32、HFE-170、HC-290、C270中的一種、兩種或三種 以上組合，且各組分的質(zhì)量百分比為： HF0-1234yf ：70%-98°/〇 ； HFE-143a ：1%-15°/〇 ； 第三組分：1%_15%。
2. 按照權(quán)利要求1所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其特征在于所述制冷劑各組分的 質(zhì)量百分比為： HF0-1234yf ：75%-94°/〇 ； HFE-143a ：5%-15°/〇 ； 第三組分：1%_1〇%。
3. 按照權(quán)利要求1所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其特征在于所述制冷劑各組分的 質(zhì)量百分比為： HF0-1234yf ：85%-94°/〇 ； HFE-143a ：5%-10°/〇 ； 第三組分：1%-5%。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其特征在于所述制冷劑 的溫度滑移小于1°C。
5. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其特征在于所述制冷劑 的GWP值小于150。
6. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其特征在于所述制冷劑 用于替代HFC-134a。
7. 按照權(quán)利要求5所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其特征在于所述制冷劑在汽車空 調(diào)中用于替代HFC-134a。
8. 按照權(quán)利要求6所述的環(huán)保型近共沸混合制冷劑，其特征在于所述制冷劑汽車空調(diào) 系統(tǒng)不改變?nèi)魏卧O(shè)備部件，直接充注所述混合制冷劑以替代HFC-134a。
【文檔編號】C09K5/04GK104277765SQ201310282218
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】郭智愷, 謝品贊, 方小青 申請人:中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司, 浙江藍(lán)天環(huán)保高科技股份有限公司