一种低GWP制冷剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低GWP制冷剂及其制备方法，其中低GWP制冷剂由2,3,3,3-四氟丙烯、1,1-二氟乙烷和1,1,2,2-四氟乙烷组成，各组分质量百分比为：2,3,3,3-四氟丙烯10~80%、1,1-二氟乙烷10~60%和1,1,2,2-四氟乙烷5~40%。本发明专利技术制备的低GWP制冷剂饱和液体比体积较大，可以大大减少制冷系统中制冷剂的充灌量；环境性能好，ODP为0，GWP相对于HFC-134a大大降低；循环效率、制冷系数、单位体积制冷量和HFC-134a基本相同，同时蒸汽压和HFC-134a相似，可直接替换现有制冷剂，无需更换压缩机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制冷剂，尤其涉及一种低GWP制冷剂及其制备方法。
技术介绍
由于《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》的签订，各国对制冷剂CFC-12 (二氟二氯甲烷)替代物的要求越来越高，除了要求新的制冷剂对臭氧层没有损害这一基本要求外，还要求新的制冷剂具有尽可能低的GWP (全球变暖潜能值)。目前市场上制冷剂CFC-12的替代品主要是HFC_134a (I, I, I, 2_四氟乙烷)。虽然HFC-134a具有良好的热力性能，ODP (臭氧消耗潜能值)为0，不可燃，但是由于其GWP为1370，较大，不符合当前全球节能减排的要求，所以迫切需要研发环境性能更加出众，同时 热力性能不比HFC-134a差的新型制冷剂。HFC-1234yf (2，3，3，3_四氟丙烯)具有良好的热力性能，ODP为0，GffP仅为4，环境性能优异，虽然具有一定的可燃性，却属于2L类，可燃性不强。在相同的汽车空调工况下，HFC-1234yf的制冷系数低于HFC_134a，同时单位体积制冷量也偏低，但是HFC_1234yf的排气温度非常低。HFC-152a (1，I-二氟乙烷)具有良好的热力性能，ODP为0，GWP仅为133，环境性能优异，但是具有一定的可燃性。在相同的汽车空调工况下，HFC-152a的制冷系数优于HFC-134a，能降低能源消耗；同时，HFC_152a具有较大的饱和液体比体积，能减少系统的制冷剂充灌量。HFC-134 (I, I, 2，2_四氟乙烷)是HFC_134a的同分异构体，热力性质和HFC_134a相似，ODP为0，GffP为1110，低于HFC-134a，不可燃。虽然HFC_1234yf，HFC_152a和HFC-134三种制冷剂单独使用时均具有各自的不足，但是如果将HFC-1234yf，HFC_152a和HFC-134混合使用，形成一种新型的低GWP制冷齐U，可以结合三者各自的优势，最大程度减小不利因素。现有技术中，中国专利文件CN 1814688A (200610049650. 0)公开了一种以氟乙烷(HFC-161)和1，I-二氟乙烷(HFC-152a)组成的二元组合物；中国专利文件CN 100457850C(200610052120. I)公开了一种以氟乙烷(HFC_161)、1，I- 二氟乙烷(HFC_152a)和碳氢化合物(碳氢化合物取自异丁烷(HC-600a)、正丁烷(HC-600 )和丙烷(HC-290 )中的一种或一种以上)组成的混合物；中国专利文件CN 101765648A (200880100202. 6)公开了一种以1，2，3，3，3-五氟丙烯(HFC-1225ye)和其他化合物组成的混合物；中国专利文件 CN 101851490A(201010198685. 7)公开了一种以 2，3，3，3-四氟丙烯(HFC_1234yf)、trans-1, 3, 3，3-四氟乙烷(HFC_1234ze (E))和 1，I-二氟乙烷(HFC_152a)组成的混合物；中国专利 CN 101864276A (201010196200. 0)公开了一种以 trans-1, 3，3，3-四氟乙烷(HFC-1234ze(E))、l，I-二氟乙烷(HFC_152a)和二氟甲烷(HFC-32)组成的混合物；中国专利文件 CN 101864277AC 201010196224. 6)公开了一种以 2，3，3，3-四氟丙烯(HFC_1234yf)、I, I-二氟乙烷(HFC-152a)和二甲醚(DME)组成的混合物；中国专利文件CN 102066518A(200980122002. 5)公开了一种以 2，3，3，3-四氟丙烯(HFC_1234yf )、1，I, I, 2-四氟乙烷(HFC-134a)和I, I-二氟乙烷(HFC_152a)组成的混合物；中国专利文件CN 102083935A(200980125796. 0)公开了一种 1，1，1，2-四氟乙烷(HFC_134a)、2，3，3，3-四氟丙烯(HFC-1234yf)组成的混合物。上述专利中公开的制冷剂组合物存在或GWP值偏高、或不可直接充灌应用于HFC-134a系统、或可燃性较大等缺点，因此，需要开发具有更好制冷性能，与现有系统更好兼容以及具有更好环保性能的新制冷剂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种低GWP (全球变暖潜能值)的环保制冷剂，该制冷剂不仅不破坏大气臭氧层，而且产生的温室效应更小，同时具有和HFC-134a相当甚至更加优异的热工参数和热工性能。一种低GWP制冷剂，由2，3，3，3-四氟丙烯、1，I-二氟乙烷和1，1，2，2-四氟乙烷组成，各组分质量百分比为2, 3，3，3-四氟丙烯10 80%、1，I-二氟乙烷10 60%和I, I, 2，2-四氟乙烧5 40%。所述的2，3，3，3-四氟丙烯，即HFC-1234yf，分子式为CH2=CFCF3，相对分子量为114. 04，标准沸点为-29. 5°C，临界温度为94. 7°C，临界压力为3. 38MPa。HFC_1234yf具有良好的热力性能，排气温度非常低，可以避免在恶劣的工况下，过高的排气温度破坏压缩机电机的线圈，同时避免过高的温度使得压缩机润滑条件恶化，润滑油分解。HFC-1234yf的ODP为0，GffP仅为4，环境性能优异，虽然具有一定的可燃性，但可燃性不强。所述的1，I- 二氟乙烷，即HFC-152a，分子式为CH3CHF2，相对分子量为66. 05，标准沸点为-24. (TC，临界温度为113. 3°C，临界压力为4. 52MPa。HFC-152a具有良好的热力性能，在相同的汽车空调工况下，HFC_152a的制冷系数优于HFC-134a，可降低能源消耗。HFC-152a的ODP为0，GffP仅为133，具有优异的环境友好性，而且HFC_152a的饱和液体比体积较大，能够减少系统的制冷剂充灌量，从而达到降低制冷剂GWP的目的。由于HFC_152a具有一定的可燃性，作为制冷剂的组分，要考虑其安全性，因此HFC-152a的用量不能过多，可以保证在使用安全的前提下，最大程度发挥HFC_152a制冷系数高、饱和液体比体积大以及环境友好等优点。所述的1，I, 2，2-四氟乙烷，即HFC-134，分子式为CHF2CHF2，相对分子量为102. 03，标准沸点为-17. 6°C，临界温度为119. (TC，临界压力为4. 64MPa。HFC-134是HFC-134a的同分异构体，热力性质和现有制冷剂CFC-12的替代物HFC-134a相似，具有优良的热工参数和热工性能，ODP为0，GffP为1110，低于HFC_134a，不可燃，可以降低制冷剂的可燃性，提高其安全性能。作为优选，制冷剂各组分质量百分比为2，3，3，3-四氟丙烯2(T70%、1，1_ 二氟乙烷20 50%和I, I, 2，2-四氟乙烷10 30%。在此比例范围内，制冷剂各组分之间具有协同作用，尤其是在安全性、环保性和经济性方面，制冷剂的各项性能指标都有所提高。作为优选，制冷剂各组分质量百分比为2，3，3，3-四氟丙烯18 22%、1，1_ 二氟乙烷48 52%和I, I, 2，2-四氟乙烷28 32%。当制冷剂各组分质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低GWP制冷剂，其特征在于，由2，3，3，3-四氟丙烯、1，I- 二氟乙烷和.1，1,2, 2-四氟乙烷组成，各组分质量百分比为2，3，3，3-四氟丙烯10 80%、1，I-二氟乙烷.10 60%和I, I, 2，2-四氟乙烷5 40%。2.如权利要求I所述的低GWP制冷剂，其特征在于，各组分质量百分比为2，3，3，3-四氟丙烯20 70%、1，I- 二氟乙烷20 50%和I, I, 2，2-四氟乙烷10 30%。3.如权利要求I所述的低GWP制冷剂，其特征在于，各组分质量百分比为2，3，3，3-四氟丙烯18 22%、1，I-二氟乙烷48 52%和I, 1，2，2-四氟乙烷28 32%。4.如权利要求I所述的低GWP制冷剂，其特征在于，各组分质量百分比为2，3，3，3_四氟丙烯38 42%、1，I- 二氟乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光明，高赞军，童继红，韩晓红，王树华，陈琪，周强，唐黎明，贺辉龙，
申请(专利权)人：浙江大学，浙江衢化氟化学有限公司，
类型：发明
国别省市：