四氟丙烯和氟代烃的类共沸物组合物的制作方法_3

文档序号:9804061阅读:来源:国知局
其包括石蜡油或环烷油,是可商购得到的。可商购 获得的矿物油包括来自Witco的Witco LP 250 (注册商标)、来自Shrieve Chemical的 Zerol 300 (注册商标)、来自Witco的Sunisco 3GS 和来自Calumet的Calumet R015。可商 购获得的聚烷基苯润滑剂包括Zerol 150 (注册商标)。可商购获得的酯包括可以以Emery 2917 (注册商标)和Hatcol 2370 (注册商标)得到的新戊二醇二壬酸酯。可商购获得的PAG 包括可从Ford得到的Motorcraft PAG Refrigerant Compressor Oil,类似的产品也可从 Dow得到。可商购获得的ΡΑ0包括来自CPI Engineering的CP-4600。可商购获得的PVE可从 Idemitsu Kosan得到。可商购获得的PAG酯可从Chrysler得到。其它有用的酯包括磷酸酯、 二元酸酯和氟代酯。
[0043] 对于使用或计划使用HFC的制冷系统,尤其是对于包括压缩制冷、空调(特别是汽 车空调)和热栗的系统,一般优选使用润滑剂PAG、PAG酯、PVE和Ρ0Ε。对于使用或计划使用 CFC或HCFC的制冷系统,一般优选使用矿物油或PAB作为润滑剂。在一些优选的实施方案中, 本发明的润滑剂是由碳、氢和氧构成并具有一定氧碳比例的有机化合物,包括本发明的润 滑剂以结合所用量来提供有效的溶解度和/或与制冷剂的互混性以保证足够的润滑剂返回 到压缩机。优选在约-30 °C~70 °C间的至少一个温度存在该溶解度或互混性。
[0044] 在一些实施方案中非常优选PAG和PAG酯,因为它们目前用于特定的应用例如原装 置移动空调系统(original equipment mobile air-conditioning system)。在其它的一 些实施方案中非常优选多元醇酯,因为它们普遍用于特定的非移动应用例如住宅、商业和 工业空调和制冷。当然,可以使用不同类型润滑剂的不同混合物。
[0045] 组合物的应用 本发明的组合物在广泛的应用中具有效用。例如,本发明的一个实施方案涉及包括本 发明的类共沸物组合物的传热组合物,例如制冷剂组合物。本发明的传热组合物一般可适 用于传热应用,即作为加热和/或冷却介质。尽管认为本发明的组合物可以包括本发明的类 共沸物组合物以及量的范围很宽的一种或多种其它化合物或化合物的组合,但是一般优选 包括制冷剂组合物在内的本发明的传热组合物基本上由本发明的类共沸物组合物组成,并 且在一些实施方案中由本发明的类共沸物组合物组成。
[0046] 本发明的传热组合物可以用于包括空调(包括固定和移动空调系统)、制冷、热栗 系统等在内的各种各样的制冷系统中的任何一种。在一些优选的实施方案中,本发明的组 合物用于原先打算使用HFC-制冷剂例如HFC-134a或HCFC制冷剂例如HCFC-22的制冷系统。 优选的本发明组合物倾向于显示出包括不可燃性在内的HFC-134a和其它HFC-制冷剂的许 多理想特性、与常规HFC-制冷剂一样低或较之更低的GWP和基本上与这样的制冷剂相似或 基本上与之相等并优选与之一样高或较之更高的制冷量。尤其是,申请人已经认识到本发 明的组合物倾向于显示出相对低的全球变暖潜势("GWP"),优选小于约1000,更优选小于约 500,且甚至更优选小于约150。另外,本发明组合物的相对恒沸性质使得它们在许多应用中 比一些常规的 HFC 例如 R-404A 或 HFC-32、HFC-125 与 HFC-134a 的组合(HFC-32:HFC-125: HFC134a重量比约为23:25:52的组合,称作1?-407〇更加适合用作制冷剂。本发明的传热组 合物尤其优选作为冊〇134、册(:-152 &、册(:-22、1?-12和1?-500的替代品。相信本发明的组合 物也适合作为上述其它应用中的组合物如气溶胶、发泡剂等的替代品。
[0047] 在一些其它的优选实施方案中,本发明的组合物一般用于传热系统,且尤其用于 原来计划使用CFC-制冷剂的制冷系统。本发明的优选制冷组合物可以用于含有通常与CFC-制冷剂一起使用的润滑剂如矿物油、聚烷基苯、聚亚烷基二醇等的制冷系统,或者可以与惯 常与HFC制冷剂一起使用的其它润滑剂一起使用。
[0048]在本文中,术语"制冷系统"一般指使用制冷剂以提供冷却的任何系统或装置,或 这样的系统或装置的任何一局部或一部分。这样的制冷系统包括,例如,空调器、电冰箱、冷 却器(包括使用离心压缩机的冷却器)、运输制冷系统、商业制冷系统等。
[0049]在一些实施方案中,本发明的组合物可以用于更新含有HFC、HCFC和/或CFC-制冷 剂和通常与之一起使用的润滑剂的制冷系统。优选,本发明的方法涉及再装填含有待替换 的制冷剂和润滑剂的制冷系统,其包括步骤:(a)从所述制冷系统中除去待替换的制冷剂, 同时将相当大的一部分润滑剂保留在所述系统中;和(b)将本发明的组合物引入到所述系 统中。在本文中,术语"相当大的一部分"一般是指润滑剂的量为在去除含氯制冷剂之前的 制冷系统中所含有的润滑剂的量的至少约50% (重量)。优选,根据本发明所述系统中的相 当大的一部分润滑剂为所述制冷系统中原来所含的润滑剂的至少约60%的量,并且更优选 至少约70%的量。在本文中,术语"制冷系统"一般是指使用制冷剂以提供冷却的任何系统 或装置,或这样的系统或装置的任何一局部或一部分。这样的制冷系统包括,例如,空调器、 电冰箱、冷冻机(包括使用离心压缩机的冷冻机)、运输制冷系统、商业制冷系统等。
[0050]许多现有的制冷系统普遍适合于结合现有制冷剂一起使用,并且相信本发明的组 合物在有或没有系统改进的情况下可以适用于许多这样的系统。在许多应用中,本发明的 组合物,作为目前基于某些制冷剂的较小系统例如要求小的制冷量、从而需要较小压缩机 排量的那些系统中的替代品,可以提供优势。此外,在例如因为效率希望使用较低制冷量的 本发明的制冷剂组合物代替较高制冷量的制冷剂的实施方案中,本发明组合物的这样的实 施方案提供潜在的优势。因此,优选在一些实施方案中使用本发明的组合物、特别是包括相 当大的一部分本发明的类共沸物组合物的组合物并且在一些实施方案中使用基本上由本 发明的类共沸物组合物组成的组合物作为现有制冷剂的替代品,所述现有制冷剂如:冊(:-134a;CFC-12 ;HCFC-22;HFC-152a;五氟乙烷(HFC-125)、三氟乙烷(HFC-143a)和四氟乙烷 (HFC-134a)的组合(HFC-125:HFC-143a:HFC134a重量比约为44:52:4的组合,称作R-404A); HFC-32、HFC-125 和HFC-134a的组合(HFC-32 :HFC-125: HFC134a重量比约为23: 25:52的组 合,称为R-407C);二氟甲烷(HFC-32)和五氟乙烷(HFC-125)的组合(HFC-32:HFC-125重量比 约为 50:50 的组合,称为 R-410A);CFC-12和 1,1-二氟乙烷(HFC-152a)的组合(CFC-12:HFC-152a重量比为73.8: 26.2的组合,称为R-500);以及HFC-125和HFC-143a的组合(HFC-125: HFC143a重量比约为50:50的组合,称为1?-5074)。在一些实施方案中,结合制冷剂的替换来 使用本发明的组合物也会是有益的,所述制冷剂形成于称为R-407A的、HFC-32 :HFC-125 : HFC134a重量比约为20:40:40的组合或称为R-407D的、HFC-32 :HFC-125 :HFC134a重量比约 为15:15:70的组合。本发明的传热组合物尤其优选作为R-22、R-32、R-404A、R-407A、R-407C、R-407D、R-410A和R-507A的替代品。相信本发明的组合物也适合作为上述其它应用中 的组合物如气溶胶、发泡剂等的替代品。
[0051] 在一些应用中,本发明的制冷剂潜在地允许有益地使用较大排量的压缩机,从而 导致比其它制冷剂如HFC-134a更好的能量效率。因此,本发明的制冷剂组合物在能量基础 上为制冷剂替代应用提供获得竞争优势的可能性。认为本发明的组合物在典型地与商业空 调和制冷系统一起使用的冷却器中也具有优势(在原始系统中或当用作制冷剂如CFC-12、 !0 7022、册01343、册01523、1?-404厶、1?-41(^、1?-407(:、1?-500和1?-507厶的替代品时)。在一 些这样的实施方案中,优选在本发明的组合物中包括约0.5重量~约30重量%、在某些情况 下更优选〇. 5重量%~约15重量%的辅助抑燃剂。在这一点上应注意到在本发明组合物的类 共沸物组合物中的HF0-1234ze组分和其它化合物可以在一些实施方案中相对于所述组合 物中的其它组分作为抑燃剂。例如,在比HF0-1234ze更易燃的其它组分被包括在所述组合 物中的情况下,HF0-1234ze可以起到抑止这样的其它组分的可燃性。这样,在所述组合物中 具有抑燃剂功能的任何附加组分在本文中有时会被称为辅助抑燃剂。
[0052] 在一些实施方案中,在本发明的传热组合物中可以包括包括例如HFC、HCFC和CFC 在内的辅制冷剂,包括一种和多种下列化合物,并包括其任何一种和所有异构体: 三氯氟甲烷(CFC-11); 二氯二氟甲烷(CFC-12); 二氟甲烷(HFC-32); 1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC-236fa); 1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa); 1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc); 水; C〇2 〇
[0053] 任何一种上述组分以及可以包括在本发明组合物中的附加组分的相对量都可以 并入取决于所述组合物的特定应用的量,并且认为所有这样的相对量都是在其范围内,条 件是优选这样的组分不否定在此所描述的优选组合物的类共沸物的性质。
[0054] 本发明的方法、系统和组合物因此可适用于汽车空调系统和装置、商业制冷系统 和装置、冷却器(包括使用离心压缩机的系统)、住宅冰箱和冷冻机、一般空调系统、热栗等。
[0055] 各种已知方法中的任何一种都可用于将待替代的制冷剂从制冷系统中去除,同时 去除该系统中所含的不到大部分的润滑剂。例如,因为制冷剂相对于常规烃基润滑剂挥发 性相当大(制冷剂的沸点一般低于l〇°C而矿物油的沸点一般高于200°C),所以在其中润滑 剂是烃基润滑剂的实施方案中,去除步骤可容易地通过将气态含氯制冷剂从含液态润滑剂 的制冷系统中栗出来完成。这样的去除可以用本技术领域中已知的多种方法中的任何一种 来完成,包括使用制冷剂回收系统,如由Robinair of Ohio制造的回收系
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