传热组合物制造技术

本发明专利技术提供一种传热组合物，其包含(i)约45-约75wt％的2，3，3，3-四氟丙烯(R-1234yf)；和(ii)约25-约55wt％的1，1，1，2-四氟乙烷(R-134a)。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是申请日为2010年4月16日、申请号为201080038152. 0、专利技术名称为"传 热组合物"（PCT/GB2010/000775,进入国家阶段日期2012年2月27日）之申请的分案申 请。
本专利技术设及传热组合物，特别设及可适合作现有制冷剂如R-134a、R-152a、 R-1234yf、R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R-507 和R-404A的替代品或代用品的传 热组合物。所述组合物中的某些特别适合作为R-134a的代用品。
技术介绍
机械制冷系统和相关传热设备如热累和空调系统是公知的。在该种系统中，制冷 剂液体低压蒸发，带走周围区域的热。然后将所得蒸气压缩并输送到冷凝器，在此蒸气冷凝 并将热释放到第二区域，而冷凝物通过膨胀阀返回到蒸发器，如此完成循环。压缩蒸气和累 送液体所需的机械能例如通过电动机或内燃机来提供。 除了具有合适的沸点和高的蒸发潜热之外，制冷剂的优选性质还包括低毒性、不 可燃性、非腐蚀性、高稳定性和没有令人不快的气味。其它期望的性质是在低于25己的压 力下的易压缩性、压缩后低的排出温度、高的制冷能力、高效率（高性能系数）和所需蒸发 温度下超过1己的蒸发压力。 二氯二氣甲烧（制冷剂R-12)拥有适合的性质组合，并且是多年来最广泛使用的 制冷剂。由于国际关注的全面化和部分面化的氯氣碳化合物如二氯二氣甲烧和一氯二氣甲 烧破坏地球的臭氧保护层的问题，因此普遍认同它们的生产和使用应该严格限制并最终完 全淘汰。二氯二氣甲烧的使用在二十世纪九十年代已被逐渐淘汰。 一氯二氣甲烧（R-22)因其较低的臭氧消耗潜势而被引入作为R-12的替代品。在 关注到R-22是强有力的温室气体之后，它的使用也正被逐渐淘汰。R-410A和R-407(包括 R-407A、R-407B和R-407C)已被引入作为R-22的替代制冷剂。但是，R-22、R-410A和R-407 制冷剂都具有高的全球变暖潜势（GWP(globalwarmingpotential),也称作"温室变暖潜 势"）。 1，1，1,2-四氣己烧（制冷剂R-134a)被引入作为R-12的替代制冷剂。但是，尽管 R134a具有低的臭氧消耗潜势，但它的GWP却达1430。期望找到具有低GWP的R-134a替代 品。[000引R-152a(l，l-二氣己烧）已确认是R-134a的替代品。它比R-134a略微更有效并 且温室变暖潜势为120。但是，R-152a的可燃性据评判过高W致于例如不允许其安全用在 流动空气调节系统中。尤其是它在空气中的可燃下限太低，燃烧速度太高，而且点火能过 低。 R-1234yf(2,3,3,3-四氣丙締）已确认是在某些应用领域，尤其是流动空气调节 或热累应用中替代R-134a的备选替代制冷剂。它的GWP约为4。R-1234yf可燃，但它的燃 烧特性对于某些应用包括流动空气调节或热累一般认为可接受。具体而言，它的可燃下限、 点火能和燃烧速度都显著低于R-152a。但是，已发现R-1234yf的能效和制冷能力都显著低 于R-134a;此外，还已发现该流体在系统管路和热交换器中表现出升高的压降。如此的结 果是使用R-1234yf却获得与R-134a相当的能效和冷却性能，并且设备的复杂性和管路尺 寸都需要增加，导致与设备相关的间接排放增加。此外，R-1234yf的生产据认为比R-134a 更复杂，而且能量和氣化及氯化原料的利用效率更低。因此采用R-1234yf替代R-134a将 消耗更多原料，而且比R-134a更多地间接排放温室气体。而且，已知R-1234yf与和R-134a 一起用的几种标准聚亚烷基二醇（PAG)润滑剂（例如NipponDensonND8)的混溶性差。 尽管本专利技术所设及类型的热交换设备基本是闭合系统，但由于设备运行过程中或 维护过程中的泄露，制冷剂损失到环境中也会发生。因此，重要的是用臭氧消耗潜势为0的 材料替代全面化和部分面化的氯氣碳化合物。 除了臭氧消耗的可能性W外，还已提出大气中高浓度的面碳化合物制冷剂可能有 助于全球变暖（所谓温室效应）。因此，期望使用因其与其它大气成分如哲基反应的能力或 因通过光解过程容易分解而在大气中存在时间相对短的制冷剂。 就排放温室气体而言，考虑空调或制冷系统运行的环境影响不仅应该参考制冷剂 的直接GWP，还要参考间接排放，后者表示运行该系统消耗电或燃料导致的二氧化碳排放。 已开发该种总GWP影响的若干标准，包括称作总有效变暖效应（TEWI，TotalEquivalent WarmingImpact)分析或生命周期碳产生（LCCP，Life-切cleCarbonProduction)分析。 该两种测量包括评估制冷剂GWP和能效对总变暖效应的影响。 需要提供具有改进性质如低可燃性的替代制冷剂。氣碳化合物的燃烧化学复杂而 不可预测。将不可燃的氣碳化合物与可燃性氣碳化合物混合也不总是降低流体的可燃性。 例如，本专利技术人已发现如果将不可燃的R-134a与可燃的R-152a混合，则即使R-152a的量 低于纯R152a的可燃下限，该组合物仍是可燃的（参见图1)。作为比较，图2示出类似测 试中R-152a与另一不可燃的氣碳化合物（R-1225ye狂)）混合的效果。该研究表明，R-134a 有助于其它氣碳化合物的燃烧化学性质，因此不能认为仅是惰性燃烧抑制剂。如果考虑= 种或四种组分的组合物，该种情况会变得甚至更复杂和更不可预测。 还需要提供可W在现有设备（几乎不用或不用改造）如制冷设备中使用的替代制 冷剂。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是提供一种本身有用或适合作为现有制冷应用的替代 品的传热组合物，它应该具有降低的GWP，它的制冷能力和能效（可W方便地表示为"性能 系数"）还应该理想地对于例如使用现有制冷剂（例如R-134a、R-1234yf、R-152a、R-22、 R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R-507 和R-404a，尤其是R-134a)获得的值的偏差在 20% W内，优选在10 %或更低（例如约5 % )W内。本领域已知流体间该种数量级的差异可在无 需明显成本差异的情况下通过重新设计设备和系统操作特征来解决。与现有制冷剂相比， 本组合物还应该理想地具有降低的毒性、可接受的可燃性和/或与润滑剂改善的混溶性。 本专利技术通过提供包含如下组分的传热组合物来解决前述和其它缺陷： a)约 4Swt% -约 75wt%的 2,3,3,3-四氣丙締（R-l234yf);和[001 引（ii)约 25wt%-约 55wt%的 1，1，1，2-四氣己烧（R-134a)。 本文所述的（氣）化学品可从例如ApolloScientific(英国）商购。 除非另有说明，否则该些组合物在下文中将称为本专利技术的（二元）组合物。 本专利技术的有利组合物包含约45wt % -约65wt %的R-1234W和/或约35wt % -约 55wt% 的 R-134a。 本专利技术的优选组合物包含约45wt% -约60wt%的R-1234W和/或约40wt% -约 55wt% 的R-134a。 本专利技术的一方面是包含约50wt%-约55wt%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传热组合物，包含：(i)约45‑约75wt％的2，3，3，3‑四氟丙烯(R‑1234yf)；和(ii)约25‑约55wt％的1，1，1，2‑四氟乙烷(R‑134a)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·埃利奥特·洛，
申请(专利权)人：墨西哥化学阿玛科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：墨西哥;MX