具有改进的油返回的卤代烯热传输组合物的制作方法_3

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们的混合物;优选是其中此类热传输流体的可燃性不超 过由大约50%的R-134a和50%的R-1243zf组成的一种热传输流体的可燃性。如果可以忍受 一个更高程度的可燃性,就可以使用包括高达1 〇〇 %的R-1243zf的热传输流体。因为R-1243zf不及许多烃类热传输流体可燃,如丁烷类和戊烷类,它可以在热传输流体中以更高 的分数来使用。
[0029]在本发明的另一个实施方案中,已经发现四氟丙烯类(优选是2,3,3,3_四氟丙烯 (R-1234yf)、更优选是1,3,3,3_四氟丙烯(R-1234ze))具有出乎意料地良好的与烃润滑油 类的可混溶性,特别是烷基苯油,这样它可以在包括烃类润滑油的制冷剂组合物中使用同 时提供足够的油返回。已经发现本发明的四氟丙烯类与矿物油的可混溶性是显著地高于标 准HFC制冷剂,如1?-134&、1?-4043、1?-407(:。出人意利地,1?-12347找卩1?-123426在矿物油和烷 基苯油中的可混溶性高于R_134a。在本发明的另一个实施方案中,R-1234yf和R-1234ze在 烃类润滑油中的可混溶性是足够高以至为了促进油的流动并且改进油返回的目的它们可 以掺入其他与烃类润滑油更低的可混溶性的热传输流体。R-1234yf和R-1234ze具有非常低 可燃性的特性并且因此可以将其与其他低可燃性的或不可燃的制冷剂进行组合而不创造 出一种高度可燃的热传输流体。如果要求一种不可燃的热传输流体,可以将R_1234yf和/或 R-1234ze与不可燃的热传输流体进行共混。例如,如果希望拥有一种不可燃的热传输流体 用于一种包含烃类润滑油的制冷剂组合物中,其中该热传输流体是由R_1234yf和/或R-1234ze以及R-134a组成,然后优选的是该热传输流体包括不超过90wt%的R-1234yf和/或 R-1234ze,更优选不超过80wt %的R_1234yf和/或R_1234ze、并且还要更优选是不超过 75wt% 的 R-1234yf 和/或 R-1234ze。对于一种由 R-1234yf 和/或 R-1234ze 以及R-125 组成的 不可燃的热传输流体,优选的是它包含不超过90wt%的R-1234yf和/或R-1234ze,而且更优 选是不超过80wt%的R-1234yf和/或R-1234ze。其他有用的、非限制性的、低可燃性的到不 可燃的包括R_1234yf和/或R-1234ze的热传输流体可以任选地包含其他的HFC,如R-143a、 尺-152&、1?-32、1?-2453 ;其他的册0,如1?-12432匕1?-122576、1?-133611^2;烃类,如丁烷、异丁 烷、戊烷类;以及它们的混合物。
[0030] 特别有意义的是在低温应用中所使用的不可燃的至低可燃性的热传输流体组合 物。本发明优选的不可燃组合物包括R_1234yf和/或R-1234ze、R-32、以及R-125,任选地包 含R-1233zd和/或R-1233xf;更优选包括R-1234yf、R-32、以及R-125,任选地包含R-1233zd 和/或R-1233xf;并且还要更加优选是包括从30%到50%的R-1234yf以及足够的R-125来使 得该热传输流体不可燃,任选地包含R_1233zd和/或R-1233xf。更优选的低GWP的用于低温 应用中的热传输流体是包括R_1234yf和R-32的低可燃性的组合物,它任选地包含R-1233zd 和/或R-1233xf;更优选包括从大约20%到大约80%的1?-12347€以及从约80%到约20%的 R-32,任选地包含R-1233zd和/或R-1233xf;还要更优选是包括从约40%到70%的R-1234yf 以及从约60 %到30 %的R-32,任选地包含R-1233zd和/或R-1233xf;并且还要更优选是包括 从约55%到65%的R-1234yf以及从约45%到约35%的R-32,任选地包含R-1233zd和/或R-1233xf。其他有用的组合物是包括R-1234yf、R-32、以及R-125的热传输流体;优选地包含从 约20%到约80%的R-1234yf、更优选地从约40%到约60%的R-1234yf,以及足够的R-125来 使得该共混物不可燃。其他低可燃性的热传输流体还可以任选地掺入R-1243zf、R-1234z e、 R-l 52a、R-l 43a、R-l 34a、丁烷类、丙烷、二氧化碳、以及它们的混合物。
[0031] 本发明的另一个实施方案是用于改进一个现有的制冷、空气调节、或热传输系统 的油返回的一种方法,其中向现有设备中加入本发明的卤代烯热传输流体。这可以任选地 包括首先除去已经存在于所述的现有制冷、空气调节、或热传输设备中的部分或全部的热 传输流体。本发明的卤代烯类热传输流体可以任选地在加入现有制冷、空气调节、或热传输 流体之前与一种载体润滑剂相结合。
[0032] 对于典型的应用,制冷矿物油中为数众多的化合物可以分组为以下结构:(1)石蜡 类,(2)环烷类(环烷烃类),(3)芳香族化合物,以及(4)非烃类。石蜡类由所有直链的以及支 碳链的饱和的烃类组成。环烷类也是完全饱和的但由环的或成环的结构组成。芳香族化合 物是不饱和的包含一个或多个环的具有交替双键特征的环烃类,苯是一个典型的实例。
[0033] 上述结构的组分不必要以纯态存在。实际上,一个石蜡链经常是连接在一个环烷 的或芳香族的结构上。相似地,一个环烷基环(一个石蜡族的链连接其上)可以进而连接在 一个芳香族分子上。因为这些复杂关系,矿物油组合物通常用碳类型以及分子分析来描述。
[0034] 在碳类型分析中,测定了石蜡族链、环烷结构、以及芳环上的碳原子的数目并且表 示为总数中的一个百分比。因此,%CP(具有一个石蜡族构型的碳原子的百分比)不仅包括 游离的石蜡类也包括连接在环烷的或芳香族的环上的石蜡族链。相似地,%CN包括游离的 环烷类上的碳原子以及连接至芳环的环烷基环上的那些,并且%C A代表芳环上的碳。碳分 析以其基本结构描述了一种润滑剂,并且关联并预测了该润滑剂的许多物理性质。
[0035] 油类(如石蜡族的或环烷的)的传统分类涉及精炼的润滑剂中石蜡族的或环烷的 分子数目。石蜡族原油包含更高比例的石蜡,并且因此具有比环烷基原油更高的粘度指数 和倾倒点。
[0036] 烷基苯类润滑油具有烷基侧链,该链或是分支的或是直链的,链长分布典型地从 10个至20个碳,虽然其他的烷基链长分布是可能的。另一种优选的烷基苯类润滑油包括至 少一种具有以下化学式烷基苯"CsHfO-CXafeKRiKfc),其中(C 6H6)是一个苯环并且心和办 是饱和的烷基,优选包含至少一个isoC3基团,更优选从1SJ6个isoC3基团。Ri或R2可以是一 个氢原子,但优选地并非两者都是。
[0037] 本发明的烃类润滑油类具有范围从非常低至高的粘度,优选地具有100°F下从 15cSt,到800cSt的粘度,并且更优选是从20cSt到lOOcSt。用于本发明的典型的制冷润滑油 具有100°F下15〇3132〇3168〇31以及100〇3七的粘度。本发明基于矿物油的烃类润滑油优 选是环烷基油类,具有优选地小于50%的%&。优选的矿物油中环烷部分的环烷基环可以 包含一个碳长度分布,但优选包含大部分C5至C7的环烷基环。如果使用一种石蜡族矿物油, 本发明的卤代烯热传输流体优选是一种氢氯氟烯,更优选是一种氯三氟丙烯,并且更优选 1 _氯_3,3,3-二氟丙稀。
[0038] 特此提供以下非限制性实例作为参考:
[0039] 实例
[0040] 在以下实例中使用的制冷剂的非限制性清单包括:
[0041 ] R-22是制冷剂HCFC-22(氯二氟甲烷)
[0042] R-404A,一种制冷剂共混物,包含44%的R-125(五氟乙烷)、52%的R-143a(l,1,Ι Ε氟乙烷 ) 、 以及 4% 的 R-134a( 1 , 1 , 1 , 2-四氟乙烷)
[0043] R-408A,一种制冷剂共混物,包含7%的R-125、46%的R-143a、以及47%的R-22。
[0044] R-422D,一种制冷剂共混物,包含65 · 1 %的R-125、31 · 5%的R-134a、以及3.4%的 R-600a(异丁烷)。
[0045] R-407C,一种制冷剂共混物,包含23%的R-32、25%的R-125、以及52%的R-134a。
[0046] R-1243zf 是3,3,3-三氟丙烯
[0047] R-1234yf 是2,3,3,3_四氟丙烯
[0048] R-1234ze 是反式-1,3,3,3-四氟丙烯
[0049] R-1233zd是1-氯-3,3,3-三氟丙烯,主要地或基本上是反式异构体
[0050] R-1233xf 是 2-氯-3,3,3-三氟丙烯
[0051] 在这些实例中使用的常见润滑油的非限制性清单包括:
[0052] M0-150:150SUS粘度的矿物油(National Refrigerants Inc ·,由Witco Co
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