专利名称：制冷剂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及制冷剂组合物，其尤其适于用作一氯二氟甲烷(HCFC-22)的替代品或 直接注入式(drop-in)代用品。
背景技术：
由于HCFC-22在某些国家被逐步停止用于冷却和空调应用中以解决与该化合物 相关的臭氧消耗潜值(Ozone Depletion Potential)问题，因此已经提出了 HCFC-22的 不同替代组合物，例如由46. 6wt%的五氟乙烷(HFC-125)、50wt%& 1，1，1，2_四氟乙烷 (HFC-134a)和 3.正丁烷(R-600)组成的 R417A。HCFC-22的一个具体应用领域是低温制冷。W0-A-01/23493公开了 一种制冷剂组合物，其含有HFC-125、HFC_134a和选自 在-5 70°C沸腾的饱和烃或其混合物的添加剂，其中HFC-125和R134a的重量范围为50 80wt%^ HFC-125 和 50 20wt%^ HFC-134a W0-A-2004/033852 特别公开了由 85wt % 的 HFC-125、11. 5wt % 的 HFC-134a 和 3. 5wt%的正丁烷或异丁烷组成的组合物。
发明内容
而今，本发明可获得具有零臭氧消耗潜值的制冷剂组合物，其适合作为HCFC-22 的直接注入式代用品，尤其合适低温制冷应用，而且特别是在它们的容积制冷量 (volumetric cooling capacity)方面具有优势。而且，所发现的制冷剂组合物通常是不易 燃的并且在最坏的分馏情况下也保持不易燃性。本发明因此涉及一种组合物，所述组合物包含如下组分或由如下组分组成HFC-125 大于 75wt%至小于 80wt%，HFC-134a 大于 17wt%至小于 22. 7wt%,R600 大于 2. 3wt%至小于 3. 0wt%。此处的百分数是相对于组合物的总重而言的。已经出人意料地发现，当本发明的组合物用来替代现有制冷系统中的R22时，其 提供良好的回油特性，同时特别是在容积制冷量、传热以及因此的能耗方面保持良好的性 能。本发明的组合物的温度滑移较小，因此当该组合物用作制冷剂时，在蒸发过程结束时 的过热可以被显著降低，由此蒸发温度提高。此外，小的温度滑移允许蒸发器内中间温度较 高、冷凝器内冷凝温度较低。该组合物的压力通常略高于R22，但是该组合物可以与为使用 R22而设计的制冷设备一起安全使用。本发明的组合物优选包含如下组分或由如下组分组成HFC-125 :78. 5 79. 5wt%，HFC_134a :17. 4 19. 0wt%，R600 :2. 5 2. 9wt%。
更优选本发明的组合物包含如下组分或由如下组分组成HFC-125 :78. 5 79. 5wt%，HFC-134a 17. 75 18. 75wt %，R600 约 2. 75wt%。更特别优选本发明的组合物包含如下组分或由如下组分组成HFC-125 约 79wt%，HFC-134a 约 18. 25wt%,R600 约 2. 75wt%。下文中，由79wt%^ HFC-125U8. 25wt%0^ HFC-134a 和 2. 75wt%^ R600 组成的 本发明组合物也将被称为“混合物A”。本发明的组合物通常是不易燃的，尤其是当按照ASHRAE标准34-2007测试时更是 如此。通常在液相和气相中均发现不易燃。例如按照ASHRAE标准34-2007测试时，在最坏 的分馏情况下优选的组合物在液相和气相中均是不易燃的。本发明的组合物在55°C下测量时蒸气压通常等于或小于约25巴绝对压力。通常 该压力为23到25巴，优选24到25巴。已经发现具有该压力的组合物具有特定的传热效率。本发明的组合物通常具有小于4°C、通常等于或小于3. 5°C、优选等于或小于 3. 0°C的温度滑移，其定义为在组合物的沸腾温度和相应的沸腾压力下泡点和露点之间的 温差。温度滑移通常等于或大于0. 5°C，通常等于或大于1. 0°C。以下，表1给出压力温度特性和混合物A的滑移。给出R22的压力温度特性作为参考。表 1
压力沸点 (R22，参考)泡点 (混合物A)露点 (混合物A)滑移巴。c。c。c。c0，79-45，94-50-46，273，731，01-40，83-45-41，373，631，28-35，71-40-36，483，521，60-30，60-35-31，583，421，97-25，49-30-26，683，322，42-20，39-25-21，773，23
4 本发明的组合物可以，例如与用于制冷的添加剂或助剂，比如特别是润滑剂进行 组合。合适的润滑剂尤其包括适合与HCFC-22—起使用的那些。可适于与本发明的组合物 进行组合的润滑剂的实例选自矿物油，例如环烷(napthtenic)矿物油，烷基苯油润滑剂和 多元醇酯油或其混合物。
当本发明的组合物与添加剂，尤其是与上述润滑剂组合时，组合物/添加剂的重 量比通常从等于或大于99 1到等于或小于80 20 (重量/重量)，优选从等于或大于 98.5 1.5到等于或小于95 5(重量/重量)。本发明还涉及本发明的组合物与上述添加剂的组合。本发明还涉及包含本发明的组合物或本发明的组合的制冷装置。一种优选的本发 明的制冷装置被设计成与R22 —起使用。本发明的制冷装置优选适于提供低温制冷。“低温制冷”应理解为特别是指将待冷却体冷却到_45°C到-20°C的温度。本发明 的组合物和本发明的制冷装置尤其适于将待冷却体冷却到_35°C到_20°C的温度。本发明的组合物和本发明的制冷装置同样适于“常态制冷”，其应理解为特别是指 将待冷却体冷却到高于_20°C到+5°C的温度。在一个特定的实施方案中，本发明的制冷装置已经与R22 —起使用且R22已被本 发明的组合物所替代。在根据该实施方案的制冷装置的一个特定方面中，润滑剂、尤其是上 述润滑剂与R22 —起使用过，且所述润滑剂已被至少部分地保存在该装置中以与本发明的 组合物一起使用。本发明还涉及本发明的组合物作为制冷剂的用途。本发明的组合物优选用作R22 的替代品，尤其是作为R22的直接注入式替代品。
具体实施例方式以下实施例意在说明本发明而非对其进行限制。实施例1 使用本发明的组合物进行制冷在进行简单制冷循环的含有混合物A的装置中，制冷剂组合物在-30°C下进行蒸 发，并在可变温度(30/35/40/45°C )下进行冷凝。过热为5K，而过冷为2K。下表中给出在 不同温度下的压缩机效率。实施例2 (对比例)使用现有技术制冷剂进行制冷按照与实施例1相同的程序，在不同温度下测定R22、R417A和W0-A-01/23493中 公开的组合物HFC-125/HFC-134a/戊烷(76. 8/19. 2/4.0(wt% ))(下文称为“混合物B，，) 的容积制冷量。实施例1和2的结果示于表2中。显然，本发明的组合物的容积制冷量最接近R22， 且优于现有技术中无臭氧消耗的R22的替代品。表2 T蒸发蒸发温度T冷凝冷凝温度p蒸发蒸发压力p冷凝冷凝压力COP 性能系数Q体积容积制冷量实施例3 本发明组合物的可燃性按照ASHRAE标准34-2007测定混合物A是不易燃的。实施例4 本发明组合物的最坏分馏情况按照ASHRAE标准34-2007测定以90 %液体作为最坏情况的开始条件在混合物A 蒸气泄漏后制冷剂组分的浓度。随着最后液体的蒸发在蒸气泄漏93%后达到最大R600含 量。在该点处气相和液相的全部组成在表3中给出，所示组分顺序与“制冷剂”一栏中相同。 最大R600浓度在该点处在气相中为约3. 7wt%，在液相中为约4. lwt%。液相和气相均不 易燃。
实施例5 (对比例)如实施例4中那样，但是测定以90%液体作为最坏情况的开 始条件在制冷剂混合物B蒸气泄漏后制冷剂组分的浓度。在液相结束时达到最大戊烷含 量。在该点处气相和液相的全部组成在表3中给出，所示组分顺序与“制冷剂”一栏中相同。 最大戊烷浓度在该点处在液相中为约96. 3wt%，在气相中为约52. 6wt%。液相和气相均为 高度可燃的。实施例6 (对比例)如实施例4中那样，但是测定以90%液体作为最坏情况的开 始条件在比例为75. 02/21. 48/3. 5的R125/R134a/正丁烷混合物蒸气泄漏后制冷剂组分的 浓度。在液相结束时达到最大正丁烷含量。在该点处气相和液相的全部组成在表3中给出， 所示组分顺序与“制冷剂”一栏中相同。最大丁烷浓度在该点处在液相中为约5. 37wt%，在 气相中为约5.05wt%。液相和气相均为可燃的。表 3 实施例7 本发明组合物对R22的直接注入式替代 当用R22工作时，监测用于公司餐厅的食品贮藏室和陈列柜的冷却系统，其被操 作以将该室冷却至约0°c以及将该陈列柜冷却至约-5°c。经过给定的时间，压缩机在所述 室和陈列柜需要被冷却时处于工作状态，或者在它们在可接受温度下时处于待命状态。将 冷却所述室和陈列柜所需的压缩机工作时间的百分数作为R22在冷却系统中的效率的基 准。随后，实施本发明混合物A对R22的直接注入式替代。如上述对R22那样，在类似条件 下并持续类似的时间监测压缩机工作时间。混合物A和R22分别需要的压缩机工作时间百 分数的比较表明混合物A和R22 —样有效。
权利要求
一种组合物，其包含如下组分或由如下组分组成HFC-125大于75wt％至小于80wt％，HFC-134a大于17wt％至小于22.7wt％，R600大于2.3wt％至小于3.0wt％。
2.权利要求1的组合物，其包含如下组分或由如下组分组成 HFC-125 78. 5 79. 5wt%,HFC-134a :17. 4 19. Owt %, R600 2. 5 2. 9wt%。
3.权利要求2的组合物，其包含如下组分或由如下组分组成 HFC-125 78. 5 79. 5wt%,HFC-134a :17· 75 18. 75wt%, R600 约 2. 75wt% ·
4.权利要求3的组合物，其包含如下组分或由如下组分组成 HFC-125 约 79wt%,HFC-134a 约 18. 25wt%, R600 约 2. 75wt%0
5.权利要求1 4中任一项的组合物，其是不易燃的。
6 权利要求1 5中任一项的组合物，其在55°C下测得的蒸气压在25巴以下。
7.权利要求1 6中任一项的组合物，其具有0.5°C到小于4°C的温度滑移。
8.权利要求1 7中任一项的组合物与润滑剂的组合。
9.权利要求8的组合，其中所述润滑剂选自矿物油和烷基苯油。
10.权利要求8或9的组合，其中所述组合物/润滑剂的重量比为99 1到80 20(重 量/重量)。
11.一种制冷装置，其包含权利要求1 7中任一项的组合物或者权利要求8 10中 任一项的组合。
12.权利要求12的制冷装置，其被设计成与R22—起使用。
13.权利要求12或13的制冷装置，其适于提供低温制冷。
14.权利要求1 7中任一项的组合物作为制冷剂的用途。
15.权利要求14的用途，作为R22的直接注入式替代品。
全文摘要
一种组合物，其包含如下组分或由如下组分组成HFC-125大于75wt％至小于80wt％，HFC-134a大于17wt％至小于22.7wt％，R600大于2.3wt％至小于3.0wt％。
文档编号C09K5/04GK101864278SQ20101020531
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者克里斯托夫·莫伊雷尔, 费利克斯·弗洛尔, 黑尔格·劳 申请人:苏威氟有限公司