传热组合物制造技术

本发明专利技术提供包含反式-1，3，3，3-四氟丙烯(R-1234ze(E))、二氟甲烷(R-32)和1，1-二氟乙烷(R-152a)的传热组合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传热组合物，特别涉及可适于作为现有制冷剂如R_134a、R-152a, R-1234yf、R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507 和 R_404a 替代品的传热组合物。
技术介绍
在本说明书中对之前公开的文献或任何背景知识的列举或论述不应被视为承认该文献或背景知识是现有技术的一部分或是公知常识。机械制冷系统和相关传热设备如热泵和空调系统是公知的。在此类系统中，制冷剂液体在低压下蒸发，从周围区域中带走热。随后将所得蒸气压缩并通入冷凝器中，蒸气在其中冷凝并将热释放至第二区域，冷凝液通过膨胀阀返回到蒸发器中，由此完成循环。压缩蒸气和泵送液体所需的机械能由例如电动机或内燃机提供。除了具有合适的沸点和高蒸发潜热外，制冷剂中优选的性质包括低毒性、不可燃性、不腐蚀性、高稳定性和不具有难闻的气味。其它希望的性质是在低于25巴压力下的易压缩性、压缩时的低排出温度、高制冷能力、高效率(高制冷系数)和在所需蒸发温度下超过1巴的蒸发器压力。二氯二氟甲烷(制冷剂R-U)具有合适的性质组合，并且是多年来最广泛采用的制冷剂。由于国际上担心完全和部分卤化的含氯氟烃破坏地球的臭氧保护层，因此在应严格限制它们的制造和使用并最终完全淘汰方面达成了共识。20世纪90年代，二氯二氟甲烷的使用逐步停止。因其较低的臭氧消耗潜能，引入氯二氟甲烷(R-22)作为R-12的替代品。后来注意到R-22是一种效力极强的温室气体，其使用也已逐步停止。虽然本专利技术所涉及类型的传热设备是基本封闭的系统，但是由于设备操作过程中或维护程序过程中的泄漏，制冷剂会损失到大气中。因此，重要的是用具有零臭氧消耗潜能的材料替代完全和部分卤化的含氯氟烃。除了臭氧消耗的可能性外，已经提出大气中卤代烃制冷剂的显著浓度会导致全球变暖(所谓的温室效应)。因此，希望使用由于能够与其它大气组分(如羟基)反应或由于容易通过光解过程分解而具有相对短的大气寿命的制冷剂。已经引入R-410A和R-407制冷剂(包括R_407A、R_407B和R-407C)作为R-22的替代制冷剂。但是，R_22、R-410A和R-407制冷剂均具有高的全球变暖潜能(GlcAal Warming Potential, GffP,也称为温室变暖潜能)。弓丨入1，1，1,2-四氟乙烷(制冷剂R_134a)作为R-12的替代制冷剂。然而，虽然没有显著的臭氧消耗潜能，但是R-13^具有1300的GWP。希望找到具有较低GWP的的替代品。R-15h(l，l-二氟乙烷)已经确定为R-13^的替代品。其稍微比有效并具有120的温室变暖潜能。但是，认为的可燃性过高使得例如无法在机动车空调系统中安全使用。特别地，据信其在空气中的可燃下限过低，火焰速度过高，点火能量过低。因此，需要提供具有改进的性质如低可燃性的替代制冷剂。碳氟化合物燃烧化学是复杂和不可预测的。不可燃碳氟化合物与可燃碳氟化合物混合并不总是能够降低流体的可燃性或降低空气中可燃组合物的范围。例如，本专利技术人已经发现，如果将不可燃R-13^ 与可燃混合，则混合物的可燃下限以不可预测的方式改变。如果考虑三元或四元组合物，则这种情形变得甚至更复杂和更不可预测。还需要提供在几乎或完全不改造现有设备如制冷设备的情况下仍可使用的替代制冷剂。R-1234yf^2，3，3，3-四氟丙烯)已被确定为候选替代制冷剂，以在某些应用中、特别是在机动车空调或热泵应用中替代R-13^。其GWP为约4。R-1234yf是可燃的，但是其可燃性特征通常被认为对于包括机动车空调或热泵的某些应用来说是可以接受的。特别地，当与相比时，其可燃下限更高，最小点火能量更高，并且空气中的火焰速度明显低于 R_152a。操作空调或制冷系统在温室气体排放方面的环境影响不仅应参照制冷剂的所谓 “直接”GWP，还应参照所谓的“间接”排放，即由使该系统运转的电能或燃料消耗导致的二氧化碳排放进行考虑。已经开发出这种总GWP影响的几种度量，包括称作总等效温升冲击(Total Equivalentffarming Impact, TEffI)分析、或生命周期碳产生(Life-Cycle CarbonProduction, LCCP)分析的那些。这两种度量都包括评估制冷剂GWP和能量效率对总体变暖影响的效果。已经发现R_1234yf的能量效率和制冷能力明显低于R-13^，并且已经发现该流体在系统管道和热交换器中表现出提高的压降。结果是，要使用R_1234yf并获得与相同的能量效率与冷却性能，需要提高的设备复杂性和提高的管道尺寸，这导致与设备相关的间接排放增加。此外，认为R_1234yf的制备比R-13^更复杂且在其原料使用方面(氟化和氯化)效率更低。因此，用R_1234yf替代会消耗更多原料，并导致比更多的温室气体的间接排放。一些设计用于R-13^的现有技术甚至可能不能接受某些传热组合物降低的可燃性(任何GWP小于150的组合物被认为在某种程度上是可燃的)。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个主要目的在于提供一种传热组合物，其自身可用作或适合作为现有制冷惯用品(usages)的替代品，应当具有降低的GWP，还应具有相对于例如使用现有制冷剂(例如 R-i:34a、R-152a、R-1234yf, R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507 和R-404a)所达到的那些值的偏差理想地在10%内、相对于这些值的偏差优选在小于10% (例如约5%)内的制冷能力和能量效率(其可以方便地称为“制冷系数”)。在本领域已知的是，流体之间这种量级的差值通常可以通过重新设计设备和系统操作特征来解决。该组合物还应理想地具有降低的毒性和可接受的可燃性。本专利技术通过提供一种传热组合物解决了上述不足，该传热组合物包含反式-1，3， 3,3-四氟丙烯(R-1234ze(E))、二氟甲烧(R-32)和1，1_ 二氟乙烷(R-152a) 0除非另行说明，否则其在下文中称作本专利技术的组合物。本文中所描述的所有化学品都是市售的。例如，含氟化合物可得自Apollo6Scientific(UK)。本专利技术的组合物通常含有最多约25重量％的R-32。本专利技术的组合物方便地含有最多约45重量％的1 -15加。在一个优选的实施方案中，本专利技术的组合物含有约2至约25重量％的R-32、约5 至约45重量％的1 -15加和约60至约95重量％ (例如约70至约93%)的R_1234ze (E)。本专利技术的组合物有利地含有约4至约12重量％的R-32、约5至约10重量％的 R-152a 和约 78 至约 91 重量％的 R-1234ze(E)。在一个优选的方面，本专利技术的组合物含有约8至约12重量％的R-32、约5至约10 重量％的和约78至约87重量％的R-1234ze (E)。此类组合物的实例是三元共混物，其含有约10% 的 R-32、约 5% 的 R_152a 和约 85% 的 R_1234ze(E)；约11% 的 R-32、约 6% 的 1 -15加和约 83% 的 R-12;34ze(E)；约9% 的 R-32、约 6% 的 R_152a 和约 85% 的 R_1234ze(E)；约8% 的 R-32、约 5% 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种传热组合物，包含反式－１，３，３，３－四氟丙烯（Ｒ－１２３４ｚｅ（Ｅ））、二氟甲烷（Ｒ－３２）和１，１－二氟乙烷（Ｒ－１５２ａ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗贝特·E·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：MX