热循环用工作介质制造技术

本发明专利技术提供对臭氧层和全球变暖的影响小且循环性能良好的热循环用工作介质。本发明专利技术涉及含有三氟乙烯和二氟乙烯且二氟乙烯相对于工作介质的含量比例低于1.5质量％的热循环用工作介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热循环用工作介质。
技术介绍
以往，作为冷冻机用制冷剂、空调机器用制冷剂、发电系统(废热回收发电等)用工作介质、潜热输送装置(热管等)用工作介质、二次冷却介质等热循环用的工作介质，使用了一氯三氟甲烷(CFC-13)、二氯二氟甲烷(CFC-12)等氯氟烃(CFC)，或一氯二氟甲烷(HCFC-22)等氢氯氟烃(HCFC)。但是，CFC和HCHC被指出对平流层的臭氧层存在影响，现在成为了被限制的对象。在本说明书中，对于卤化烃，将其化合物的简称记在化合物名之后的括号内，但在本说明书根据需要使用其简称以代替化合物名。由于所述原因，作为热循环用工作介质，使用对臭氧层影响小的二氟甲烷(HFC-32)、四氟乙烷(HFC-134)、五氟乙烷(HFC-125)等氢氟烃(HFC)来替代CFC和HCFC。例如R410A(HFC-32和HFC-125质量比为1:1的近似共沸混合制冷剂)等是一直以来广泛使用的制冷剂。但是，HFC也被指出可能是全球变暖的原因，因此迫切需要开发对臭氧层的影响小且温室效应系数(GWP)低的热循环用工作介质。最近，作为对臭氧层的影响小且对全球变暖的影响小的热循环用工作介质，对具有容易被空气中的OH自由基分解的碳-碳双键的氢氟烯烃(HFO)有越来越多的期待。另外，本说明书中，在没有特别限定的情况下，则将饱和HFC表示为HFC，与具有碳-碳双键的HFO区别使用。作为使用了HFO的工作介质，例如在专利文献1中揭示了含有三氟乙烯(HFO-1123)的组合物。专利文献1中，还以提高该工作介质的不燃性和循环性能等为目的，提出将HFO-1123与各种HFC和HFO组合使用。这种含有HFO-1123的工作介质中要求具有循环性能优良的组合物。虽然能通过各种方法制造HFO-1123，但是不论采用哪种方法，生成物中均存在杂质。因此，在直接使用这种含有杂质的HFO-1123(以下也称作粗HFO-1123)的情况下，有时无法获得循环性能优良的工作介质。因此，为了作为工作介质使用，减少粗HFO-1123中的杂质的工序是必需的。现有技术文献专利文献专利文献1：WO2012/157764号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术目的在于提供不仅对臭氧层影响小和对全球变暖的影响小、而且循环性能优良、生产性高的热循环用工作介质。另外，本专利技术用于简化减少粗HFO-1123中的杂质的工序。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术者经过各种探讨，发现通过使用含有HFO-1123且二氟乙烯的含量低的工作介质能够解决上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供热循环用工作介质，其中含有HFO-1123和二氟乙烯，且相对于工作介质的所述二氟乙烯的含量比例低于1.5质量％。专利技术效果本专利技术的热循环用工作介质(以下也记述为工作介质)对臭氧层的影响小，并且对全球变暖的影响小。另外，在制造HFO-1123时作为杂质存在的二氟乙烯的含量相对于工作介质总量调整为了低于1.5质量％，因此能够得到循环性能优良的热循环用工作介质。附图说明图1是表示本专利技术的实施例中用于测定工作介质的循环性能而使用的冷冻循环系统的结构示意图。图2是将图1的冷冻循环系统中的工作介质的状态变化以压力-焓线图记载的循环图。具体实施方式<工作介质>本专利技术的实施方式的工作介质含有HFO-1123和二氟乙烯，相对于工作介质的二氟乙烯的含量比例低于1.5质量％。除了HFO-1123和二氟乙烯以外，实施方式的工作介质还可含有后述的化合物。＜HFO-1123＞HFO-1123的温室效应系数(GWP)低，对臭氧层的影响小且对全球变暖的影响小。另外，HFO-1123作为工作介质的能力优良，特别是循环性能(例如用后述方法求出的效率系数和冷冻能力)优良。从循环性能方面考虑，HFO-1123的含量相对于工作介质(100质量％)优选在8.5质量％以上，更优选在20质量％以上，进一步优选在30质量％以上，特别优选在40质量％以上。已知单独使用HFO-1123时，在高温下或高压下如果存在火源则其发生分解反应，即具有自分解性。从防止HFO-1123的自分解反应的观点考虑，HFO-1123的含量相对于工作介质的总量优选在80质量％以下，更优选在70质量％以下，最优选在60质量％以下。本专利技术的工作介质中，通过将HFO-1123与后述的HFC-32等混合来抑制HFO-1123的含量，从而能够抑制自分解反应。HFO-1123的含量比例在80质量％以下时，在用于热循环系统时的温度和压力条件下不具有自分解性，因此能够得到耐久性高的工作介质。＜二氟乙烯＞二氟乙烯是制造HFO-1123时生成的副产物，是在生成的组合物中作为杂质存在的化合物。作为二氟乙烯，可例举1,1-二氟乙烯(HFO-1132a)、E-和/或Z-1,2-二氟乙烯(HFO-1132)。另外，E-和/或Z-是指E体和Z体的混合物，同时表示E/Z-两者。如果工作介质含有二氟乙烯，则循环性能低。但是，二氟乙烯的含量相对于工作介质总量低于1.5质量％时，能够得到具有十分优良的循环性能的工作介质。二氟乙烯的含量相对于工作介质总量更优选低于1.0质量％，特别优选在0.5质量％以下。另外，二氟乙烯的含量相对于工作介质的总量优选在4ppm以上，进一步优选在50ppm以上，最优选在100ppm以上。含量如果在4ppm以上，则具有能够将以下工序简略化的优点：对粗HFO-1123进行纯化，减少作为杂质的二氟乙烯。<HFC和/或HFO>本专利技术的工作介质除了HFO-1123和二氟乙烯以外，还可含有氢氟烃(HFC)和其他的氢氟烯烃(HFO)。从对臭氧层影响小且循环性能优良的方面考虑，作为HFC优选二氟甲烷(HFC-32)、1,1-二氟乙烷(HFC-152a)、1,1,1-三氟乙烷(HFC-143a)、1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)以及五氟乙烷(HFC-125)。这些HFC可单独使用1种，也可以2种以上组合使用。其中，特别优选HFC-32。作为其他的HFO，从对臭氧层的影响小且循环特性优良的方面考虑，可例举2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)、2-氟丙烯(HFO-1261yf)、1,1,2-三氟丙烯(HFO-1243yc)、反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFO-1225ye(E))、顺式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFO-1225ye(Z))、反式-1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze(E))、顺式-1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze(Z))、3,3,3-三氟丙烯(HFO-1243zf)等。这些HFC可单独使用1种，也可以2种以上组合使用。其中，从具有高临界温度、耐久性和循环性能优良的观点出发，优选HFO-1234yf、HFO-1234ze(E)和HFO-1234ze(Z)，特别优选HFO-1234yf和HFO-1234ze(E)。<HFC-32>本专利技术的工作介质在含有HFC-32时，以HFO-1123和HFC-32的合计为100质量％，HFO-1123和HFC-32各自的含量比例优选HFO-1123为1～99质量％、HFC-32为99～1质本文档来自技高网...

【技术保护点】
热循环用工作介质，其特征在于，含有三氟乙烯和二氟乙烯，且相对于工作介质的所述二氟乙烯的含量比例低于1.5质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.20 JP 2014-030855;2014.06.20 JP 2014-127741.热循环用工作介质，其特征在于，含有三氟乙烯和二氟乙烯，且相对于工作介质的所述二氟乙烯的含量比例低于1.5质量％。2.如权利要求1所述的热循环用工作介质，其特征在于，所述二氟乙烯是1,1-二氟乙烯。3.如权利要求1或2所述的热循环用工作介质，其特征在于，相对于工作介质的所述二氟乙烯的含量比例在0.5质量％以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的热循环用工作介质，其特征在于，相对于工作介质的所述二氟乙烯的含量比例在4ppm以上。5.如权利要求1～4中任一项所述的热循环用工作介质，其特征在于，相对于工作介质的总量的所述三氟乙烯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田坂真维，福岛正人，河口聪史，谷口智昭，竹内优，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP