一种安全的节能环保型制冷剂的制作方法

文档序号:17448087发布日期:2019-04-17 06:08阅读:356来源:国知局

本发明涉及制冷剂技术领域,具体为一种安全的节能环保型制冷剂。



背景技术:

目前绝大部分家电使用的的制冷剂是r22制冷剂(二氯二氟甲烷,俗称氟利昂)和r134a(1,1,1,2-四氟乙烷),为保护臭氧层并减少温室效应,1987年生效的《蒙特利尔议定书》要求强制性逐步淘汰氟制冷剂,2030年实现除维修和特殊用途以外的完全淘汰。我国正在研究推广应用环保型制冷剂。环保型制冷剂是指由低碳链烷烃组成的单一化合物或多组分混合物,最常见的碳氢制冷剂为丙烷、异丁烷或其混合物。碳氢制冷剂不损害臭氧层,无温室效应,具有天然环保、高效节能、制冷优质、省钱省量、油混率高、适用广泛等优点,是最具应用前景的制冷剂。

含氯氟烃,例如二氟二氯甲烷(dichlorodifluoromethane)和二氟一氯甲烷(monochlorodifluoromethane),例如,已经被用来作为空调、冰箱等的制冷剂。这样的成分也被用于清洁或清洗精密部件例如半导体芯片等双重用途。含氯氟烃由于他们的相对安全的不燃烧性、高稳定性和低毒性已经被广泛使用。然而,已经知道含氯氟烃有助于损害地球的臭氧层,因而会对全球环境产生危险的影响。由于这个原因,含氯氟烃的生产和使用也已经逐渐降低,当今只有少量的含氯氟烃还在使用。

现在有各种各样的含氯氟烃的替代物被用作制冷剂和清洁剂。氢氟烃(hydrofluorocarbons,hfcs),例如,1,1,1,2-四氟乙烷和1,1,1-三氟乙烷目前被用来替代含氯氟烃。然而氢氟烃(hfcs)也引起臭氧层的退化,虽然较小。此外,氢氟烃(hfcs)作为温室气体,会造成全球变暖的问题。

目前正在研究使用碳氢化合物混合物来代替含氯氟烃和氢氟烃,由于他们对环境的影响是相对良性的。传统的碳氢化合物成分通常与含氯氟烃、氢氟烃等相结合使用,因此,仍会产生某种程度的环境风险。因此,需要碳氢化合物组合物能够独立作为制冷剂使用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种安全的节能环保型制冷剂,不仅制冷效率高、环保性优,而且具有可靠的本质安全性,有效杜绝碳氢制冷剂爆炸的可能性,适用于空调器、电冰箱和冷柜等各种制冷设备,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种安全的节能环保型制冷剂,包括低碳链烷烃制冷剂和占低碳链烷烃制冷剂总量的1%-3%的抑爆剂及占低碳链烷烃制冷剂总量的3%-5%的改性剂;所述低碳链烷烃制冷剂采用高纯度的丙烷及异丁烷、正丁烷混合组成,其中丙烷的比例为38%-40%,异丁烷和正丁烷的比例为60%-62%;所述抑爆剂由四甲基铅、四乙基铅和五羰基铁中的一种或一种以上任意比例组合混合而成;所述改性剂由质量比为4-80份的噻吩衍生物、19-95份的吡啶或甲基化吡啶以及0.01-2份的抗氧化剂混合组成。

作为本发明一种优选的技术方案,所述异丁烷与正丁烷的比例为1-4:3。

作为本发明一种优选的技术方案,所述低碳链烷烃制冷剂由38%的丙烷及62%的异丁烷和正丁烷组合混合组成,抑爆剂占1%,并由100%四甲基铅组成;改性剂占3%,并由80份的噻吩衍生物、19份的吡啶或甲基化吡啶以及1份的抗氧化剂混合组成。

作为本发明一种优选的技术方案,所述低碳链烷烃制冷剂由40%的丙烷及60%的异丁烷和正丁烷组合混合组成,抑爆剂占3%,并由50%的四甲基铅、25%四乙基铅和25%五羰基铁混合而成;改性剂占5%,并由4份的噻吩衍生物、95份的吡啶或甲基化吡啶以及1份的抗氧化剂混合组成。

作为本发明一种优选的技术方案,所述低碳链烷烃制冷剂由39%的丙烷及61%的异丁烷和正丁烷组合混合组成,抑爆剂占2%,并由50%的四甲基铅和50%的四乙基铅混合而成;改性剂占4%,并由48份的噻吩衍生物、50份的吡啶或甲基化吡啶以及2份的抗氧化剂混合组成。

作为本发明一种优选的技术方案,将上述低碳链烷烃制冷剂、抑爆剂和改性剂按质量分数配比混合在一起,再选用氮气、甲烷和乙烷三种气体,上述原料经过一次分离后的气相经冷却后为气液两相状态,再经过二次分离器所分离出的液相经液相节流阀而产冷,余气再经过过冷器冷却、液化,再节流产冷,最终得到环保型制冷剂。

作为本发明一种优选的技术方案,所述氮气、甲烷和乙烷均经过纯化处理。

作为本发明一种优选的技术方案,所述环保型制冷剂还可通过以1,1,1-三氯三氟乙烷为原料,使用2%的ru/c催化,然后脱氯得到制冷剂。

作为本发明一种优选的技术方案,所述脱氯工艺通过金属脱氯或者加氢脱氯。

作为本发明一种优选的技术方案,所述环保型制冷剂还可通过三氟二氯乙烷原料,使用胺类作催化剂,再使用金属铜与三氟二氯乙烷反应后得到1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯。

作为本发明一种优选的技术方案,所述胺类催化剂为甲胺、乙胺或二乙胺。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本安全的节能环保型制冷剂,其理化指标和现有氟利昂r22及r134a相接近,而且充注量只有氟利昂的38%-40%,由于其分子量小、流动性能好,蒸发潜力更大,制冷效果明显,而且对臭氧层无破坏,温室效应几乎为o,更加节能,环保,由于原材料具有易燃易爆的特性,在混配时增加助燃剂和易爆剂,并增加酸臭味警示气体,让产品在应用中更加安全可靠。

具体实施方式

以下将详细说明本发明实施例,然而,本发明实施例并不以此为限。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中:一种安全的节能环保型制冷剂,包括低碳链烷烃制冷剂和占低碳链烷烃制冷剂总量的1%-3%的抑爆剂及占低碳链烷烃制冷剂总量的3%-5%的改性剂;低碳链烷烃制冷剂采用高纯度的丙烷及异丁烷、正丁烷混合组成,其中丙烷的比例为38%-40%,异丁烷和正丁烷的比例为60%-62%,异丁烷与正丁烷的配比比例为1-4:3;抑爆剂由四甲基铅、四乙基铅和五羰基铁中的一种或一种以上任意比例组合混合而成;改性剂由质量比为4-80份的噻吩衍生物、19-95份的吡啶或甲基化吡啶以及0.01-2份的抗氧化剂混合组成。

实施例1:

选用低碳链烷烃制冷剂由38%的丙烷及62%的异丁烷和正丁烷组合混合组成,抑爆剂占1%,并由100%四甲基铅组成;改性剂占3%,并由80份的噻吩衍生物、19份的吡啶或甲基化吡啶以及1份的抗氧化剂混合组成。

将上述低碳链烷烃制冷剂、抑爆剂和改性剂按质量分数配比混合在一起,再选用氮气、甲烷和乙烷三种气体,上述原料经过一次分离后的气相经冷却后为气液两相状态,再经过二次分离器所分离出的液相经液相节流阀而产冷,余气再经过过冷器冷却、液化,再节流产冷,最终得到环保型制冷剂;其中,氮气、甲烷和乙烷均经过纯化处理。

实施例2:

选用低碳链烷烃制冷剂由40%的丙烷及60%的异丁烷和正丁烷组合混合组成,抑爆剂占3%,并由50%的四甲基铅、25%四乙基铅和25%五羰基铁混合而成;改性剂占5%,并由4份的噻吩衍生物、95份的吡啶或甲基化吡啶以及1份的抗氧化剂混合组成。

将上述原料按与实施例1相同的步骤制得本发明的节能环保型制冷剂。

实施例3:

选用低碳链烷烃制冷剂由39%的丙烷及61%的异丁烷和正丁烷组合混合组成,抑爆剂占2%,并由50%的四甲基铅和50%的四乙基铅混合而成;改性剂占4%,并由48份的噻吩衍生物、50份的吡啶或甲基化吡啶以及2份的抗氧化剂混合组成。

将上述原料按与实施例1、2相同的步骤制得本发明的节能环保型制冷剂。

对比实施例1、实施例2和实施例3的终产物,其理化指标和现有氟利昂r22及r134a相接近,而且充注量只有氟利昂的38%-40%,由于其分子量小、流动性能好,蒸发潜力更大,制冷效果明显,而且对臭氧层无破坏,温室效应几乎为o,更加节能,环保,由于原材料具有易燃易爆的特性,在混配时增加改性剂和抑爆剂,并增加酸臭味警示气体,让产品在应用中更加安全可靠。

实施例4:

该节能环保型制冷剂还可通过以1,1,1-三氯三氟乙烷为原料,使用2%的ru/c催化,然后脱氯得到制冷剂,脱氯工艺通过金属脱氯或者加氢脱氯;其次,该节能环保型制冷剂还可通过三氟二氯乙烷原料,使用胺类作催化剂,再使用金属铜与三氟二氯乙烷反应后得到1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯,胺类催化剂为甲胺、乙胺或二乙胺,该方法可有效降解氯原子。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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