專利名稱：：一種環(huán)保制冷劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于制冷劑領(lǐng)域，涉及一種制冷劑組合物，尤其涉及一種應(yīng)用于家用空調(diào)/熱泵等制冷空調(diào)系統(tǒng)中替代R22的制冷劑組合物。
背景技術(shù)：
：根據(jù)《蒙特利爾議定書》的原本規(guī)定，發(fā)達(dá)國家將于2030年完全停止非原料性質(zhì)的R22生產(chǎn)和消費(fèi)，發(fā)展中國家(包括我國)將于2040年停止非原料性質(zhì)的R22生產(chǎn)和消費(fèi)。但2007年9月在加拿大蒙特利爾召開的《蒙特利爾議定書》締約方大會達(dá)成的最新決議中規(guī)定，發(fā)達(dá)國家將于2020年完全停止非原料性質(zhì)的R22生產(chǎn)和消費(fèi)，包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家，要在2013年將非原料性質(zhì)HCFCs(其中約70%是R22)的生產(chǎn)和消費(fèi)量凍結(jié)在2009年和2010年的平均水平上，2030年完成全面淘汰。相比原來的淘汰時(shí)間表，整個淘汰進(jìn)程大大提前，而目前國內(nèi)生產(chǎn)和應(yīng)用的約80%的家用空調(diào)/熱泵等系統(tǒng)采用1122作制冷劑，由此可見，R22的替代形勢非常嚴(yán)峻且替代品的研究開發(fā)迫在眉睫。當(dāng)前，國內(nèi)外市場上R22的主要替代品為R410A(R32/125)、R407C(R32/125/134a)、R417A(R125/134a/600)和R422D(R125/134a/600a)等，但這些替代品并不理想，例如，R410A與R22系統(tǒng)不兼容，壓力高，替代R22時(shí)必須更換新的壓縮機(jī)和兩器，增加了替代成本；R407C的能效較低，滑移溫度較大，在替代過程中需要對系統(tǒng)部件和潤滑油等作改動或更換；R417A(R125/134a/600)或R422D(R125/134a/600a)在直接充灌替代R22時(shí)制冷效率降低、制冷量下降、壓力升高等。而且，這些替代品的溫室效應(yīng)潛能值(GWP)還很高，例如，R410A為2100，R407C為1800，R417A為2300，R422D為2700，隨著全球變暖趨勢的日益加劇，當(dāng)前整個國際社會都在關(guān)注和控制溫室氣體的排放。根據(jù)歐盟已通過的含氟溫室氣體(F-gas)控制法規(guī)的要求自2011年1月1日起，歐盟將禁止新生產(chǎn)的汽車空調(diào)使用GWP值大于150的制冷劑；在2011年1月1日至2017年1月1日的六年間，在用汽車空調(diào)將按比例逐步淘汰GWP值大于150的制冷劑；自2017年1月1曰起，將禁止所有汽車空調(diào)使用GWP值大于150的制冷劑。由此可以看出，國際社會已經(jīng)開始制定相關(guān)法規(guī)控制溫室氣體的排放，雖然目前只針對汽車空調(diào)領(lǐng)域，而未涉及家用空調(diào)/熱泵領(lǐng)域，但整個制冷空調(diào)行業(yè)抑制溫室氣體排放，出臺相應(yīng)法規(guī)，禁止使用高GWP值的制冷劑將是大勢所趨?，F(xiàn)有技術(shù)中，專利申請CN200810082668.X公開了以氟乙烷、二氟甲垸、五氟乙烷和碳?xì)浠衔锏任镔|(zhì)組成的混合物；專利申請US2008029733公開了以五氟乙烷、四氟乙烷和碳?xì)浠衔锏任镔|(zhì)組成的混合物；專利申請CN200710156803.6公開了以氟乙烷、二氟甲烷和碳?xì)浠衔锏任镔|(zhì)組成的混合物；專利申請WO2007102815公開了以五氟乙烷和四氟利申請CN03116856.6公開了以氟乙垸、五氟乙烷和二氟甲烷組成的三元混合物；專利申請CN00121158.7公開了以丙垸、五氟乙垸和二氟甲烷組成的三元混合物；專利申請US7276176和US7258813公開了以五氟乙垸、1,1,1，2-四氟乙垸和異丁烷組成的混合物；專利申請CN93102698.9公開了以二氟甲垸、1，1,1，2-四氟乙烷和選自l，l-二氟乙烷、1,1,1-三氟乙烷、丙烷等組成的混合物；專利申請CN91112767.4、US649356和WO9211339公開了以五氟乙垸、二氟甲烷和四氟乙烷組成的混合物；專利申請CN91112768.2、US412974和WO9105027公開了以五氟乙烷和二氟甲烷組成的二元混合物；專利申請US6783691公開了以二氟甲烷、五氟乙烷、1，1,1,2-四氟乙烷和碳?xì)浠衔锝M成的混合物；專利申請US5624596公開了以二氟甲垸、五氟乙烷和碳?xì)浠衔锝M成的混合物。這些申請中的混合物基本都是為了替代R22而研究開發(fā)，但這些混合物存在或制冷效率低下，或與R22系統(tǒng)不兼容，或具有較大的滑移溫度，或價(jià)格昂貴及替代費(fèi)用高等問題，而且，這些混合物都含有GWP值較高的組分，所組成的混合物具有較高的GWP值，從長遠(yuǎn)來看，并不符合抑制溫室氣體排放的要求，一旦新的控制溫室氣體排放法規(guī)出臺，這些混合物的應(yīng)用將會受到極大限制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在研究開發(fā)一種用于家用空調(diào)/熱泵等制冷空調(diào)系統(tǒng)中替代R22的制冷劑，新開發(fā)的制冷劑替代物既要與R22物性相當(dāng)、與現(xiàn)有R22系統(tǒng)的管路和部件兼容，又要有高的制冷效率，很小的滑移溫度，而且還要不破壞大氣臭氧層，GWP值盡量低。本發(fā)明的制冷劑組合物，由丙垸(R290)和氟乙烷(R161)組成，其中各組分如下，均為質(zhì)量百分比丙烷1090%氟乙烷9010%。優(yōu)選的，本發(fā)明的制冷劑組合物，組分如下丙垸3070%，氟乙垸7030%，均為質(zhì)量百分比。上述組分中的丙烷(R290)，其分子式為CH3CH2CH3，摩爾質(zhì)量為44.10，正常沸點(diǎn)為-42.rC，臨界溫度為96.7。C，臨界壓力為4.25MPa。氟乙烷(R161)，其分子式為CH3CH2F，摩爾質(zhì)量為48.06，正常沸點(diǎn)為-37.6。C，臨界溫度為102.2。C，臨界壓力為5.09MPa。本發(fā)明提供的制冷劑組合物的制備方法，是將丙垸(R290)和氟乙垸(R161)按其相應(yīng)的配比在液相狀態(tài)下進(jìn)行物理混合即可。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果a.環(huán)境性能表1列出了本發(fā)明與R22的環(huán)境性能比較，可以看出，本發(fā)明的臭氧破壞潛能值(ODP)為零，不會破壞大氣臭氧層，溫室效應(yīng)潛能值(GWP)非常低，小于20，僅約為R22的1%，完全符合R22替代的長遠(yuǎn)發(fā)展環(huán)保要求。表l環(huán)境性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>b.熱工參數(shù)表2列出了本發(fā)明與R22的熱工參數(shù)比較，在ARIStandard520國際標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)工況下，蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的壓力值與R22非常接近，冷凝器內(nèi)制冷劑的壓力值及排氣溫度均較R22低，如此則具有較小的壓縮比，可減少壓縮機(jī)耗功并對壓縮機(jī)長期運(yùn)行有益。并且，本發(fā)明的滑移溫度非常小，是一種近共沸混合物，可增強(qiáng)兩器換熱并有益于成分漂移。表2熱工參數(shù)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>c.熱工性能表3列出了本發(fā)明與R22的熱工性能比較，本發(fā)明的COP值較R22高，應(yīng)用后具有較好的節(jié)能效果；質(zhì)量制冷量較R22大，可相應(yīng)減少系統(tǒng)的制冷劑充裝量，降低了成本，并間接減少溫室氣體排放量；容積制冷量較R22略低，但降低幅度很小，完全可以滿足替代R22后制冷空調(diào)的負(fù)荷需求。表3熱工性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>d.直接充灌性能并且，經(jīng)過符合國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料相容性試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明與原R22系統(tǒng)中的金屬材料、塑性材料和彈性材料等均是相容的，在替代R22的轉(zhuǎn)軌過程中無需更換系統(tǒng)的部件和管路；另夕卜，經(jīng)潤滑油相溶性試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明與R22系統(tǒng)使用的礦物油(MO)相溶。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有R22系統(tǒng)的管路和部件兼容，無需更換管路部件和潤滑油，可大大降低R22替代過程中的轉(zhuǎn)軌費(fèi)用。綜上所述，本發(fā)明與R22的物性參數(shù)非常接近，滑移溫度很小，與現(xiàn)有R22系統(tǒng)的管路和部件材料兼容，可大大降低替代過程中的轉(zhuǎn)軌費(fèi)用，替代后有較高的制冷效率和較好的節(jié)能效果，而且不破壞大氣臭氧層，GWP值非常低，是R22的一種理想長期替代品。具體實(shí)施例方式為了有助于對本發(fā)明所述的制冷劑及其優(yōu)點(diǎn)的理解，下面舉出幾個具體實(shí)施例，其中各組分的比例均為質(zhì)量百分比。實(shí)施例l:將質(zhì)量百分比10%的丙烷和90%的氟乙烷二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例2:將質(zhì)量百分比20%的丙垸和80%的氟乙垸二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例3:將質(zhì)量百分比30%的丙烷和70%的氟乙烷二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例4:將質(zhì)量百分比40%的丙烷和60%的氟乙垸二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例5:將質(zhì)量百分比50%的丙烷和50%的氟乙烷二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例6:將質(zhì)量百分比60%的丙垸和40%的氟乙烷二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例7:將質(zhì)量百分比70%的丙烷和30%的氟乙垸二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例8:將質(zhì)量百分比80%的丙烷和20%的氟乙垸二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。實(shí)施例9:將質(zhì)量百分比90%的丙垸和10%的氟乙烷二種物質(zhì)在液相下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。在ARIStandard520國際標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)工況下，即蒸發(fā)溫度為7.2'C、冷凝溫度為54.4。C、過熱溫度為ll.rC、過冷溫度為8.3'C及壓縮機(jī)效率為78。/。的工況下，上述實(shí)施例制冷劑的環(huán)境參數(shù)、物性參數(shù)及熱工性能列于表4中。表4制冷劑的環(huán)境參數(shù)、物性參數(shù)及熱工性能制冷劑性能實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8實(shí)施例9R22ODP0000000000.055GWP1314141516171818191810摩爾質(zhì)量g/mo147,6947.3246,9446.5646.1745.7745.3644.9544.5386.47蒸發(fā)壓力kPa591623647663669665653635613626冷凝壓力kPa2028210221502172217021472104204619742176<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>備注*表示與1122的相應(yīng)比值，其中COP為性能系數(shù)。從表4可以看出本發(fā)明與R22的各項(xiàng)參數(shù)和性能比較，本發(fā)明在蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的壓力值與R22非常接近，冷凝器內(nèi)制冷劑的壓力值及排氣溫度均較R22低，如此則具有較小的壓縮比，可減少壓縮機(jī)耗功并對壓縮機(jī)長期運(yùn)行有益。并且，本發(fā)明的滑移溫度非常小，是一種近共沸混合物，可增強(qiáng)兩器換熱并有益于成分漂移。本發(fā)明的COP值較R22高，應(yīng)用后具有較好的節(jié)能效果；質(zhì)量制冷量較R22大，可相應(yīng)減少系統(tǒng)的制冷劑充裝量，降低了成本，并間接減少溫室氣體排放量。本發(fā)明與原R22系統(tǒng)中的金屬材料、塑性材料和彈性材料等均是相容的，在替代R22的轉(zhuǎn)軌過程中無需更換系統(tǒng)的部件和管路；另外，經(jīng)潤滑油相溶性試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明與R22系統(tǒng)使用的礦物油(MO)相溶。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有R22系統(tǒng)的管路和部件兼容，無需更換管路部件和潤滑油，可大大降低R22替代過程中的轉(zhuǎn)軌費(fèi)用。權(quán)利要求1.一種制冷劑組合物，其特征在于，由丙烷和氟乙烷組成，各組分的質(zhì)量百分比如下丙烷10～90％氟乙烷90～10％。2.如權(quán)利要求1所述的制冷劑組合物，其特征在于，組分如下，均為質(zhì)量百分比丙垸3070%，氟乙烷7030%。3.—種權(quán)利要求1所述的制冷劑組合物的制備方法，是將丙烷和氟乙垸按其相應(yīng)的配比在液相狀態(tài)下進(jìn)行物理混合。全文摘要本發(fā)明提供一種應(yīng)用于家用空調(diào)/熱泵等系統(tǒng)中替代R22的制冷劑組合物。該制冷劑由10～90％丙烷(R290)和90～10％氟乙烷(R161)組成；其制備方法是將上述各組分按其相應(yīng)的配比在液相下進(jìn)行物理混合。本發(fā)明與R22的物性參數(shù)非常接近，滑移溫度很小，與現(xiàn)有R22系統(tǒng)的管路和部件材料兼容，替代后有較高的制冷效率和較好的節(jié)能效果，而且不破壞大氣臭氧層，溫室效應(yīng)潛能非常低。文檔編號C09K5/04GK101671543SQ200910018958公開日2010年3月17日申請日期2009年9月22日優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日發(fā)明者森孫,峰龐,鑫王,胡金正申請人:山東東岳化工有限公司