传热组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种传热组合物，其包含：(i)第一组分，其选自反式-1，3，3，3-四氟丙烯(R-1234ze(E))、顺式-1，3，3，3-四氟丙烯(R-1234ze(Z))和它们的混合物；(ii)二氧化碳(R-744)；和(iii)第三组分，其选自1，1-二氟乙烷(R-152a)、氟乙烷(R-161)和它们的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传热组合物本专利技术涉及传热组合物，并尤其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 的替代品的传热组合物。在本说明书中，先前公开的文献或任何
技术介绍
的列举或论述未必被视为承认该文献或
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是现有技术的一部分或是公知常识。机械制冷系统和相关的传热装置如热泵和空调系统广为人知。在这些系统中，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传至冷凝器中，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，从而完成循环。用于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的气化潜热外，制冷剂优选的性质包括低毒性、不可燃性、无腐蚀性、高稳定性和不具有难闻的气味。另一些期望的性质是在低于25巴的压力下的易压缩性、压缩时的低排出温度、高制冷容量、高效率(高性能系数)和在期望的蒸发温度下超过I巴的蒸发器压力。二氯二氟甲烷(制冷剂R-12)具有合适的性质的组合，并且是多年来使用最广泛的制冷剂。由于国际上注意到完全和部分卤化的含氯氟烃正在破坏地球的保护性臭氧层，因此达成了应该严格限制它们的制造和使用并最终逐步完全淘汰的共识。20世纪90年代，逐步淘汰了二氯二氟甲烷的使用。由于氯二氟甲烷(R-22)较低的臭氧消耗潜势，所以其被作为R-12的替代品引入。后来注意到R-22是一种强效的温室气体，因此其使用也被逐步停止。虽然本专利技术涉及类型的传热装置是基本封闭的系统，但是由于在装置操作过程期间或在维护程序期间的泄漏，可发生制冷剂损失到大气中。因此，用具有零臭氧消耗潜势的材料替代完全和部分卤化的含氯氟烃制冷剂是非常重要的。除了臭氧消耗的可能性外，已提出大气中显著浓度的卤代烃制冷剂可促进全球变暖(所谓的温室效应)。因此，期望使用由于能够与另一些大气组分(如羟基自由基)反应或者因为它们容易通过光解过程所降解而具有相对短的大气寿命的制冷剂。已引入了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制冷剂都具有高的全球暖化潜势(GWP，也称为温室暖化潜势)。引入了 1，1，1，2_四氟乙烷(制冷剂R_134a)作为R-12的替代制冷剂。R_134a为能量高效的制冷剂，目前用于机动车空调。然而，其为温室气体，相对于CO2的GWP为1430 (CO2的GWP定义为I)。使用该气体的机动车空调系统的总体环境影响(其可归因于制冷剂的直接排放)的比例通常在10-20%范围内。欧盟现已通过立法，对从2011年开始的新车型，排除GWP大于150的制冷剂的使用。汽车工业与全球技术平台息息相关，在任何情况下，温室气体的排放都具有全球影响，因此需要找到比HFC-134a具有降低的环境影响(例如降低的GffP)的流体。已将R-152a(l，l-二氟乙烷)确定为R-134a的替代品。它比R_134a稍微更有效并且温室暖化潜势为120。但是，例如R_152a的可燃性被认为太高而无法在机动车空调系统中安全使用。尤其认为，其在空气中的可燃下限太低，其火焰速度太高以及其点火能量太低。因此，需要提供具有改善的性质(如低可燃性)的替代制冷剂。氟烃燃烧化学是复杂的和不可预测的。不可燃的氟烃与可燃的氟烃混合并不总是降低流体的可燃性或降低空气中可燃的组合物的范围。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，那么这种情况变得甚至更复杂和更不可预测。还需要提供替代制冷剂，其可用于具有少许改造或不改造的现有装置(如制冷装置)。已将R_1234yf (2，3，3，3-四氟丙烯)确定为候选的替代制冷剂，以在某些应用、尤其是在机动车空调或热泵应用中替代R_134a。其GWP约为4。R_1234yf是可燃的，但是其 可燃性特征对于包括机动车空调或热泵的一些应用而言通常被认为是可以接受的。尤其，当与R-152a相比时，其可燃下限高于R_152a、其最小点火能量高于R_152a并且其在空气中的火焰速度显著低于R-152a。在温室气体排放方面，认为运行空调或制冷系统的环境影响不仅应参照制冷剂的所谓的“直接” GffP,还应参照所谓的“间接”排放，即由使系统运行的电能或燃料消耗而造成的那些二氧化碳的排放。已经开发了这种总GWP影响的几种度量，包括被称为总等价暖化效应(Total Equivalentffarming Impact, TEWI)分析或生命周期碳生产(Life-CycleCarbonProduction, LCCP)分析的那些度量。这两种测量均包括评价制冷剂GWP和能量效率对总体变暖影响的影响。还应考虑与制冷剂和系统装置的制造相关的二氧化碳排放。已发现R-1234yf的能量效率和制冷容量显著低于R_134a，此外，已发现流体在系统管道和热交换器中表现出增加的压降。其结果是，要使用R_1234yf并且获得与R_134a相当的能量效率和冷却性能，需要增加装置的复杂性并增加管道的尺寸，从而引起与装置相关的间接排放增加。另外，认为R_1234yf的生产在其原料使用方面(氟化和氯化)比R-134a更复杂并且效率更低。对R_1234yf的长期定价的当前预测为R_134a的10-20倍。此价格差异和在硬件上的额外支出的需要将限制更换制冷剂的速度并因此限制制冷或空调的总体环境影响可被降低的速度。总起来说，采用R_1234yf替代R_134a将比R_134a消耗更多的原料并且导致更多的温室气体的间接排放。一些设计用于R_134a的现有技术甚至不能接受一些传热组合物降低的可燃性(GffP小于150的任何组合物被认为是在某种程度上可燃)。因此，本专利技术的一个主要目的是提供一种传热组合物，其自身可恰当地或合适地用作现有制冷用途的替代品，所述传热组合物应具有降低的GWP，还应具有与例如使用现有制冷剂(例如 R_134a、R-152a、R_1234yf、R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507 和R-404a)所得到的容量和能量效率(其可适宜地表示为“性能系数”)的值的偏差理想地在10%以内，优选地与这些值的偏差在少于10% (例如，约5%)以内。本领域已知流体之间这种量级的差异通常通过重新设计装置和系统操作的特点来解决。该组合物理想地还应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，所述传热组合物包含(i)第一组分，其选自反式-1，3，3，3-四氟丙烯(R-1234ze(E))、顺式_1，3，3，3-四氟丙烯(R-1234ze(Z))、和它们的混合物；(ii) 二氧化碳(CO2或R-744);以及(iii)第三组分，其选自1，I-二氟乙烷(R_152a)、氟乙烷(R-161)、和它们的混合物。本文所描述的所有化学药品都是市售的。例如，含氟化合物可从ApolloScientific (英国)获得。通常，本专利技术的组合物包含反式-1，3，3，3-四氟丙烯(R_1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：罗伯特·E·洛，
申请(专利权)人：墨西哥化学阿玛科股份有限公司，
类型：
国别省市：