专利名称：：一种环保制冷剂的制作方法
技术领域：
：本发明属于制冷剂领域，涉及一种制冷剂组合物，尤其涉及一种应用于家用空调/热泵等制冷空调系统中替代R22的制冷剂组合物。
背景技术：
：根据《蒙特利尔议定书》的原本规定，发达国家将于2030年完全停止非原料性质的R22生产和消费，发展中国家(包括我国)将于2040年停止非原料性质的R22生产和消费。但2007年9月在加拿大蒙特利尔召开的《蒙特利尔议定书》缔约方大会达成的最新决议中规定，发达国家将于2020年完全停止非原料性质的R22生产和消费，包括中国在内的发展中国家，要在2013年将非原料性质HCFCs(其中约70%是R22)的生产和消费量冻结在2009年和2010年的平均水平上，2030年完成全面淘汰。相比原来的淘汰时间表，整个淘汰进程大大提前，而目前国内生产和应用的约80%的家用空调/热泵等系统采用1122作制冷剂，由此可见，R22的替代形势非常严峻且替代品的研究开发迫在眉睫。当前，国内外市场上R22的主要替代品为R410A(R32/125)、R407C(R32/125/134a)、R417A(R125/134a/600)和R422D(R125/134a/600a)等，但这些替代品并不理想，例如，R410A与R22系统不兼容，压力高，替代R22时必须更换新的压缩机和两器，增加了替代成本；R407C的能效较低，滑移温度较大，在替代过程中需要对系统部件和润滑油等作改动或更换；R417A(R125/134a/600)或R422D(R125/134a/600a)在直接充灌替代R22时制冷效率降低、制冷量下降、压力升高等。而且，这些替代品的温室效应潜能值(GWP)还很高，例如，R410A为2100，R407C为1800，R417A为2300，R422D为2700，随着全球变暖趋势的日益加剧，当前整个国际社会都在关注和控制温室气体的排放。根据欧盟已通过的含氟温室气体(F-gas)控制法规的要求自2011年1月1日起，欧盟将禁止新生产的汽车空调使用GWP值大于150的制冷剂；在2011年1月1日至2017年1月1日的六年间，在用汽车空调将按比例逐步淘汰GWP值大于150的制冷剂；自2017年1月1曰起，将禁止所有汽车空调使用GWP值大于150的制冷剂。由此可以看出，国际社会已经开始制定相关法规控制温室气体的排放，虽然目前只针对汽车空调领域，而未涉及家用空调/热泵领域，但整个制冷空调行业抑制温室气体排放，出台相应法规，禁止使用高GWP值的制冷剂将是大势所趋。现有技术中，专利申请CN200810082668.X公开了以氟乙烷、二氟甲垸、五氟乙烷和碳氢化合物等物质组成的混合物；专利申请US2008029733公开了以五氟乙烷、四氟乙烷和碳氢化合物等物质组成的混合物；专利申请CN200710156803.6公开了以氟乙烷、二氟甲烷和碳氢化合物等物质组成的混合物；专利申请WO2007102815公开了以五氟乙烷和四氟利申请CN03116856.6公开了以氟乙垸、五氟乙烷和二氟甲烷组成的三元混合物；专利申请CN00121158.7公开了以丙垸、五氟乙垸和二氟甲烷组成的三元混合物；专利申请US7276176和US7258813公开了以五氟乙垸、1,1,1，2-四氟乙垸和异丁烷组成的混合物；专利申请CN93102698.9公开了以二氟甲垸、1，1,1，2-四氟乙烷和选自l，l-二氟乙烷、1,1,1-三氟乙烷、丙烷等组成的混合物；专利申请CN91112767.4、US649356和WO9211339公开了以五氟乙垸、二氟甲烷和四氟乙烷组成的混合物；专利申请CN91112768.2、US412974和WO9105027公开了以五氟乙烷和二氟甲烷组成的二元混合物；专利申请US6783691公开了以二氟甲烷、五氟乙烷、1，1,1,2-四氟乙烷和碳氢化合物组成的混合物；专利申请US5624596公开了以二氟甲垸、五氟乙烷和碳氢化合物组成的混合物。这些申请中的混合物基本都是为了替代R22而研究开发，但这些混合物存在或制冷效率低下，或与R22系统不兼容，或具有较大的滑移温度，或价格昂贵及替代费用高等问题，而且，这些混合物都含有GWP值较高的组分，所组成的混合物具有较高的GWP值，从长远来看，并不符合抑制温室气体排放的要求，一旦新的控制温室气体排放法规出台，这些混合物的应用将会受到极大限制。
发明内容本发明旨在研究开发一种用于家用空调/热泵等制冷空调系统中替代R22的制冷剂，新开发的制冷剂替代物既要与R22物性相当、与现有R22系统的管路和部件兼容，又要有高的制冷效率，很小的滑移温度，而且还要不破坏大气臭氧层，GWP值尽量低。本发明的制冷剂组合物，由丙垸(R290)和氟乙烷(R161)组成，其中各组分如下，均为质量百分比丙烷1090%氟乙烷9010%。优选的，本发明的制冷剂组合物，组分如下丙垸3070%，氟乙垸7030%，均为质量百分比。上述组分中的丙烷(R290)，其分子式为CH3CH2CH3，摩尔质量为44.10，正常沸点为-42.rC，临界温度为96.7。C，临界压力为4.25MPa。氟乙烷(R161)，其分子式为CH3CH2F，摩尔质量为48.06，正常沸点为-37.6。C，临界温度为102.2。C，临界压力为5.09MPa。本发明提供的制冷剂组合物的制备方法，是将丙垸(R290)和氟乙垸(R161)按其相应的配比在液相状态下进行物理混合即可。本发明具有以下优点和有益效果a.环境性能表1列出了本发明与R22的环境性能比较，可以看出，本发明的臭氧破坏潜能值(ODP)为零，不会破坏大气臭氧层，温室效应潜能值(GWP)非常低，小于20，仅约为R22的1%，完全符合R22替代的长远发展环保要求。表l环境性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>b.热工参数表2列出了本发明与R22的热工参数比较，在ARIStandard520国际标准的空调工况下，蒸发器内制冷剂的压力值与R22非常接近，冷凝器内制冷剂的压力值及排气温度均较R22低，如此则具有较小的压縮比，可减少压縮机耗功并对压縮机长期运行有益。并且，本发明的滑移温度非常小，是一种近共沸混合物，可增强两器换热并有益于成分漂移。表2热工参数比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>c.热工性能表3列出了本发明与R22的热工性能比较，本发明的COP值较R22高，应用后具有较好的节能效果；质量制冷量较R22大，可相应减少系统的制冷剂充装量，降低了成本，并间接减少温室气体排放量；容积制冷量较R22略低，但降低幅度很小，完全可以满足替代R22后制冷空调的负荷需求。表3热工性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>d.直接充灌性能并且，经过符合国际标准规定的材料相容性试验验证，本发明与原R22系统中的金属材料、塑性材料和弹性材料等均是相容的，在替代R22的转轨过程中无需更换系统的部件和管路；另夕卜，经润滑油相溶性试验验证，本发明与R22系统使用的矿物油(MO)相溶。因此，本发明与现有R22系统的管路和部件兼容，无需更换管路部件和润滑油，可大大降低R22替代过程中的转轨费用。综上所述，本发明与R22的物性参数非常接近，滑移温度很小，与现有R22系统的管路和部件材料兼容，可大大降低替代过程中的转轨费用，替代后有较高的制冷效率和较好的节能效果，而且不破坏大气臭氧层，GWP值非常低，是R22的一种理想长期替代品。具体实施例方式为了有助于对本发明所述的制冷剂及其优点的理解，下面举出几个具体实施例，其中各组分的比例均为质量百分比。实施例l:将质量百分比10%的丙烷和90%的氟乙烷二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例2:将质量百分比20%的丙垸和80%的氟乙垸二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例3:将质量百分比30%的丙烷和70%的氟乙烷二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例4:将质量百分比40%的丙烷和60%的氟乙垸二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例5:将质量百分比50%的丙烷和50%的氟乙烷二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例6:将质量百分比60%的丙垸和40%的氟乙烷二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例7:将质量百分比70%的丙烷和30%的氟乙垸二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例8:将质量百分比80%的丙烷和20%的氟乙垸二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。实施例9:将质量百分比90%的丙垸和10%的氟乙烷二种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。在ARIStandard520国际标准的空调工况下，即蒸发温度为7.2'C、冷凝温度为54.4。C、过热温度为ll.rC、过冷温度为8.3'C及压縮机效率为78。/。的工况下，上述实施例制冷剂的环境参数、物性参数及热工性能列于表4中。表4制冷剂的环境参数、物性参数及热工性能制冷剂性能实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9R22ODP0000000000.055GWP1314141516171818191810摩尔质量g/mo147,6947.3246,9446.5646.1745.7745.3644.9544.5386.47蒸发压力kPa591623647663669665653635613626冷凝压力kPa2028210221502172217021472104204619742176<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>备注*表示与1122的相应比值，其中COP为性能系数。从表4可以看出本发明与R22的各项参数和性能比较，本发明在蒸发器内制冷剂的压力值与R22非常接近，冷凝器内制冷剂的压力值及排气温度均较R22低，如此则具有较小的压縮比，可减少压縮机耗功并对压縮机长期运行有益。并且，本发明的滑移温度非常小，是一种近共沸混合物，可增强两器换热并有益于成分漂移。本发明的COP值较R22高，应用后具有较好的节能效果；质量制冷量较R22大，可相应减少系统的制冷剂充装量，降低了成本，并间接减少温室气体排放量。本发明与原R22系统中的金属材料、塑性材料和弹性材料等均是相容的，在替代R22的转轨过程中无需更换系统的部件和管路；另外，经润滑油相溶性试验验证，本发明与R22系统使用的矿物油(MO)相溶。因此，本发明与现有R22系统的管路和部件兼容，无需更换管路部件和润滑油，可大大降低R22替代过程中的转轨费用。权利要求1.一种制冷剂组合物，其特征在于，由丙烷和氟乙烷组成，各组分的质量百分比如下丙烷10～90％氟乙烷90～10％。2.如权利要求1所述的制冷剂组合物，其特征在于，组分如下，均为质量百分比丙垸3070%，氟乙烷7030%。3.—种权利要求1所述的制冷剂组合物的制备方法，是将丙烷和氟乙垸按其相应的配比在液相状态下进行物理混合。全文摘要本发明提供一种应用于家用空调/热泵等系统中替代R22的制冷剂组合物。该制冷剂由10～90％丙烷(R290)和90～10％氟乙烷(R161)组成；其制备方法是将上述各组分按其相应的配比在液相下进行物理混合。本发明与R22的物性参数非常接近，滑移温度很小，与现有R22系统的管路和部件材料兼容，替代后有较高的制冷效率和较好的节能效果，而且不破坏大气臭氧层，温室效应潜能非常低。文档编号C09K5/04GK101671543SQ200910018958公开日2010年3月17日申请日期2009年9月22日优先权日2009年9月22日发明者森孙,峰庞,鑫王,胡金正申请人:山东东岳化工有限公司