制冷剂组合物制造技术

一种制冷剂组合物，其主要由两种氢氟烃组分的组合和一添加剂组成，氢氟烃组分选自Ｒ１２５和Ｒ１４３ａ，添加剂选自在－５０℃和＋４０℃范围内沸腾的饱和或非饱和烃或其混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别但非仅用于制冷系统的制冷剂。该系统尤其涉及对大气臭氧层无不利影响的制冷剂组合物以及涉及用在为使用包括CFC502 (氯 五氟甲烷和氯二氟甲垸的共沸混合物)和HCFC22 (氯二氟甲垸)等消耗臭氧 层物质(0DS)而设计的制冷系统中的组合物。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，也与包括但非限于多元醇酯油和聚烷撑二醇油 的含氧润滑剂相容。本专利技术的组合物也可用于新设备。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%则更 佳。
技术介绍
氯氟烃(CFCs，例如CFC 11、 CFC 12、 CFC502)和氢氯氟烃(HCFCs， 例如HCFC 22、 HCFC 123)是稳定，低毒性且具有不可燃性的，用于制冷和 空调系统时可提供低危险性的工作条件。如其被释放后，它们会扩散入平流 层并攻击可保护环境免受紫外线损害的臭氧层。由160多个国家签订的国际 环境协议《蒙特利尔议定书》要求根据议定时间表逐步停止使用CFCs和 HCFCs.CFCs和HCFCs在新型空调、制冷和热泵设备中已经被纯流体的或混合物 的氢氟烃(HFCs，例如HFC134a、 HFC 125、 HFC 32、 HFC 143a、 HFC 152a) 所取代。然而，因为HFCs在传统的润滑剂如矿物油或烷基苯油中不具有足够 的溶解性，所以在新型设备中已特别地引入合成的含氧润滑剂。这些新的润 滑剂价格昂贵且具有吸湿性。 某些制冷剂如R407C，其在蒸发器和冷凝器中具有较宽(〉4°0的温度滑 移。设备制造商基于他们在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R22 和共沸混合物R502(CFC 115/HCFC 22)的HFC/烃混和物以使烃润滑剂可继续 在设备中使用，并通过提供共沸和近共沸配方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。下列定义来自于ASHRAE 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的成分的分离。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的各组分和 气相中的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，温度滑移小到可以忽略而不致 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元件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。本专利技术涉及共沸、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或新的机组中的 ODS而无需改变润滑剂，亦无需对系统硬件作任何大的改变。把少量烃加入含有HFC或HFC混合物的制冷剂组成物中可使足够的烃溶 解于在系统中传送的润滑剂中，从而一直维持压縮机的润滑，这在本领域是 己知的。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。在ASHRAE标准34的定义下，并非所有HFCs都是不可燃的。HFC143a 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，其包括选定 比例的不可燃的HFC125和可燃的HFC143a和烃的混合物；所有这些组合物在 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(即R502和R22 ) 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含氧润滑剂一起使用。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。单一沸点较高的烃，如丁烷或异丁烷当然会比沸点较低的烃，如丙 垸在油中表现出更高的溶解度。但是如果发生例如从气缸的泄漏时，较高沸 点的烃会集中在液相中。因此，需要限制烃的量以避免在泄漏临近终点时生 成可燃混合物。仅使用如丙垸的低沸点烃可以避免这个问题。然而这样做有两个弊端 第一，当在配方中以相若的重量百分比存在时，低沸点烃比高沸点烃更不易 溶解于蒸发器中的烃润滑剂，因此其在保证良好的油的回流性方面效率较低； 第二，由于其挥发性高，低沸点烃倾向集中在混合物的气相中。因此，需要 限制其浓度以避免在泄漏开始时生成可燃混合物。如果较低沸点的HFC也可 燃，这个问题则更加严重。R143a与R125的比例以及在较低沸点的丙烷和较高沸点的异丁垸的存在 下，在ASHRAE标准34所定义的最不利分馏条件下结果产生了不可燃混合物。 以下实验结果由独立的外聘实验室完成样本l: %R125 76.81 R143a 18.66丙烷 2.38异丁烷 2. 16总烃含量 4.54使用按照ASHRAE标准的12升烧瓶在6(TC时对该混合物进行可燃性试验，并发现其不可燃。样本2: %R125 74R143a 22异丁垸 4按照样本1对该混合物进行同样的可燃性试验，发现该混合物是可燃的， 并在6CTC时具有15% v/v可燃下限。在EP12380 39Bl号专利中，由于考虑到在最不利的分馏条件下的可燃性， Roberts教导不把甲基丙烷(异丁烷)包括在含有HFC的混合物中。在 US6， 526， 764 Bl号专利中，由于不希望令系统中的压力增加，Honeywell教 导不加入丙烷。令人吃惊的是，我们已发现把丙烷加入包含有HFC 125和HFC 143a的 组合物及如异丁烷等的较高沸点烃的HFC混合物时会产生较低的可燃性，从 而使得在AS服AE标准34下的所有分馏条件下该混合物都不可燃。这使得该 混合物的烃总量减少而同时溶解于蒸发器中油的烃增加。本专利技术使得可燃的HFC如HFC143a可以用于非可燃制冷剂混合物，从而 大大改善其性能，尤其是其容量。US5， 211， 867号专利提出R125和R143a的共沸组合物的权利要求，但其 并未教导烃可有效地加入这两种HFCs的混合物中。本专利技术的其中一关键特征 是介绍一种特别选择的烃或烃的混合物以使油易于回流至压縮机。令人吃惊 的是，己发现尽管HFC143a是可燃的，所选择的烃或烃的混合物使得该组合 物变成在分馏时是不可燃的。低沸点的烃如丙烷(BP -45.5。C)和高沸点的烃 如丁烷(BP -0. 5。C)和/或异丁烷(BP-11. 5"C)的组合避免了在泄漏时在液相中 烃的含量增大，而挥发性较强的丙烷的可燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主要由氢氟烃组分以及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：　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]