专利名称：液化气体传送－填充方法
技术领域：
本发明涉及用作蒸汽压缩式制冷循环工作流体的混合物质的传送-填充方法，特别是包括至少两种沸点不同的液化气体作为主要成份的非共沸液化气体混合物的传送-填充方法。
背景技术：
其中，流体利用物质状态的变化，即蒸发和冷凝来被冷却和加热的蒸汽压缩式制冷循环广泛应用于加热和冷却设备，制冷器，热水供应系统和其他设备中。对于这样的蒸汽压缩式制冷循环，包括碳氟制冷剂的各种工作流体已经研制出来并且已被投入使用。其中，HCFC22(一氯二氟甲烷)被广泛应用于空调系统的加热和冷却设备。
然而，近些年来，已经认识到，将碳氯氟化合物释放入大气中会破坏同温层的臭氧层，因而会对地球的生态系统包括人类产生灭绝性影响。因此，国际上已经规定，应当限制使用那些物质，而在将来完全被禁止。在这种情况下，紧急的任务是研制出没有破坏臭氧层危险的新颖的制冷剂。
因此，最近已经提出一些非共沸混合制冷剂，试图通过利用制冷剂的混合物来补偿不能由任何单一的制冷剂提供的特性(例如，公开号为79288/1989和287688/1991的未经审查的日本专利和公开号为55942/1994的经审查的日本专利)。
在诸如汽化或者液化的相变中，非共沸混合物往往容易使低沸点的成份汽化而使高沸点的成份液化，因而经受着成份方面的变化。这种趋势在汽化，即从液体变为蒸汽的相变中更为明显。在混合物构成之间的沸点变化越大，所述的趋势越显著。因此，当这样的非共沸混合物从一个容器传送到另一个容器时，通常的做法是从混合物中抽出液相，以避免相变。然而，既使当液相被抽出时，最终压力的减小或者气相的蒸发也会造成低沸点液相成份的汽化。在混合物的各种成份之间的沸点之差很大时，可能容易产生达至百分之几的成份的变化。
然而，既使成份的变化是百分之几的数量级，也会发生制冷剂性能的显著变化，同时，制冷能力或者效率降低，此外，制冷剂的安全性能，例如可燃性也受到很大影响。
因此，已经提出一种用于传送-填充非共沸混合物的方法，而没有可能是由传送-填充产生的成份的变化。该方法包括为传送-填充入一个第二容器而将非共沸混合物的液相从含有该混合物的第一容器抽出，抽出时，所述的第一容器在增压之下，利用一种低沸点的液化气体从其气相侧抽出，而该液化气体是所述的非共沸混合物中沸点最低的成份，或者是仅仅由与所述的非共沸混合物有相同的液化气体成份构成并且在20℃下具有相当于所述的非共沸混合物的蒸汽压力至少1.1倍那么高的蒸汽压力的混合物，或者采用一种压缩气体(参考公开号为No.4997/1996未经审查的日本专利)。然而，该方法的缺点在于，当对低沸点的液化气体或者压缩气体过份增压时，低沸点成份的比例将增加。
附图简要说明
图1是本发明的液化气体传送-填充系统的示意图；
图2是非共沸混合物的液相补充供给第一容器的模式实例简图；图3是非共沸混合物的气相补充供给第一容器的模式实例简图。
在附图中，标号1表示用于液化气体的第一容器，2表示液侧抽出管，3表示蒸汽侧压力输送管，4表示压力调节阀，5表示增压的气体容器，6表示恒温槽，7表示用于存贮混合物成份的容器，8表示预先混合器，9表示液体传送管，10表示冷却装置，11表示用于使液体在第一容器中循环的管子，12表示分析装置，13表示预混箱，14表示用于预混箱的液体抽出管，15表示用于注射补充液体的管子，16表示用于预混箱的液体循环管，17表示第二容器，18表示传送-填充管，19表示液面表，20表示用于预混箱的气体抽出管，21表示用于预混箱的气体循环管，22表示用于注射补充气体的管子。
发明的公开本发明的主要目的是提供一种传送-填充非共沸液化气体混合物的方法，但是它引起很少的或者根本不引起混合物成份的变化。
本发明为解决在将存贮在一个第一容器中的至少两种沸点不同的液化气体的非共沸混合物从所述的混合物的液相传送-填充到一个第二容器时产生的成份变化问题而对传送-填充液化气体的技术作了广泛的调查。为改善压力输送方法所作的努力的结果在公开号为No.4997/1996的未经审查的日本专利中作了描述。发明者发现，当将下述的补充液体(A)或者补充气体(B)以可以弥补第一容器的等于要经受传送-填充的非共沸液化气体混合物的液相的体积减少的那一部分容积所需要的量来填充入第一容器中时，由传送-填充产生的非共沸混合物的成份变化可以最小(A)一种补充液体，该补充液体是具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的混合物的液相；(B)一种补充气体，该补充气体是(i)(a)具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的一种液化气体混合物的气相或者(b)由所述的非共沸混合物中至少一个成份构成并且以大于其在所述的非共沸混合物中比例的比例含有在其所有成份中具有最低沸点的成份的气相，或者是(ii)一种压缩气体。
在该发现的基础上完成了本发明。
因此，本发明提供了下述技术1.一种通过将存贮在第一容器中并且含有至少两种沸点不同的液化气体作为主要成份的非共沸混合物从其液相抽出和将该混合物传送-填充入第二容器中来传送-填充液化气体的的方法，其特征在于，该方法包括将下述的补充液体(A)或者补充气体(B)以可以弥补所述的第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减少的那一部分容积的量来填充入所述的第一容器中(A)一种补充液体，该补充液体是具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的液化气体混合物的液相；(B)一种补充气体，该补充气体是(i)(a)具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的一种液化气体混合物的气相或者(b)由所述的非共沸混合物中至少一种成份构成并且以大于其在所述的非共沸混合物中比例的比例含有在所述的混合物的所有成份中具有最低沸点的成份的气相，或者是(ii)一种压缩气体。
2.如在上述第1项所述的方法，其中，从其液相抽出存贮在第一容器中并且含有至少两种沸点不同的液化气体作为主要成份的非共沸混合物，并且将该混合物传送-填充入一个第二容器中，存贮在一个预混箱中并且具有与存贮在所述的第一容器中的非共沸混合物一样成份的液化气体混合物的液相被从所述的预混箱中抽出，并且所述的液相以可以弥补所述的第一容器的等于所述的液化气体非共沸混合物的液相由于传送-填充产生的体积减小的那一部分容积的量来被填充入所述的第一容器中。
3.如上述的1或2所述的方法，它包括(i)通过在第一容器中混合至少两种沸点不同的液化气体来制备非共沸混合物的步骤，(ii)与所述的步骤(i)同时，或者在所述的步骤(i)之前或者之后，在一个预混箱中制备与存贮在第一容器中的非共沸混合物具有相同成份的液化气体混合物的步骤，(iii)将在所述的第一容器中的非共沸混合物传送-填充入一个第二容器中的步骤，和(iv)与所述的步骤(iii)同时，或者在所述的步骤(iii)中非共沸混合物中部分被传送-填充之后，将在预混箱中的混合物的液相填充入第一容器中，其填充的量可弥补第一容器的等于所述的非共沸混合物由于传送-填充而产生的体积减少的那部分容积。
4.如上述的1所述的方法，其中，第一容器通过将补充气体引入第一容器而以补充气体从气相侧被增压，而将补充气体引入第一容器的供应速率是在气相压力之下弥补第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充产生的体积减小的那部分容积所需要的速率。
5.如上述的4所述的方法，其中，补充气体在来自所述的第一容器的气相侧的压力之下以相当于被传送-填充的非共沸混合物的蒸汽压力的1.03-1.10倍的压力被填充入第一容器。
6.如上述的1，4或5所述的方法，其中，在将存贮在第一容器中并且含有至少两种沸点不同的液化气体作为主要成份的非共沸混合物从其液相抽出并且将该混合物传送-填充入一个第二容器中时，液化气体的气相被从预混箱中抽出并且被填充入第二容器，其填充的量是弥补所述的第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减小的那部分容积所需要的量，该液化气体或者是与存贮在第一容器中的非共沸混合物具有相同成份的一种液化气体混合物，或者是一种由所述的非共沸混合物的至少一种成份构成并且含有所述的混合物的所有成份中有最低沸点的成份且该成份的比例大于其在所述的非共沸混合物中的比例的液化气体。
7.如上述的1，4，5或6所述的方法，它包括(i)通过在一个第一容器中混合至少两种沸点不同的液化气体来制备一种非共沸混合物的步骤，(ii)与所述的步骤(i)同时，或者在所述的步骤(i)之前或者之后，在一个预混箱中制备一种液化气体的步骤，该液化气体或者是与存贮在第一容器中的非共沸混合物具有相同成份的一种液化气体混合物，或者是一种由所述的非共沸混合物的至少一种成份构成并且含有所述的混合物的所有成份中有最低沸点的成份且该成份的比例大于其在所述的非共沸混合物中的比例的液化气体，(iii)将在第一容器中的非共沸混合物传送-填充入一个第二容器的步骤，和(iv)与所述的步骤(iii)同时，或者在所述的步骤(iii)中非共沸混合物的一部分被传送-填充之后，将在预混箱中的气相填充入第一容器中的步骤，其填充的量是弥补第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减小的那部分容积所需要的量。
8.如上述的1，4，5，6或7所述的方法，其中，所述的方法在这样的条件下实施，即一种不在第一容器中的非共沸混合物中溶解的物质以层的形式位于所述的混合物的顶部。
9.如上述的1-8中任何一项所述的方法，其中，存贮在第一容器中的非共沸混合物是二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是二氟甲烷、五氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是五氟乙烷，1，1，1-三氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是三氟甲烷、二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是二氟甲烷和五氟乙烷的混合物，或者是氯二氟甲烷、1，1，1-三氟乙烷和五氟乙烷的混合物。
10.如上述的9所述的方法，其中，存贮在第一容器中的非共沸混合物是由23％重量的二氟甲烷、25％重量的五氟乙烷和52％重量的1，1，1，2-四氟乙烷构成的混合物，是由44％重量的五氟乙烷，52％重量的1，1，1-三氟乙烷和4％重量的1，1，1，2-四氟乙烷构成的混合物，或者是由47％重量的氯二氟甲烷、46％重量的1，1，1-三氟乙烷和7％重量的五氟乙烷构成的混合物。
在本发明中，对于用于存贮非共沸混合物的第一容器和被传送-填充以所述的非共沸混合物的第二容器，没有特殊的限制，只要它们是气密性的即可。
要按照本发明的方法予以传送-填充的非共沸混合物是从包括所谓的碳氟氢化合物的族中选择的至少两种不同的液化气体的非共沸混合物，例如碳氟氢化合物和碳氯氟化合物，它们是从诸如甲烷，乙烷或者丙烷的碳氢化合物通过或者氟或者氟和氯部分置换其一个或者多个氢原子衍生出来的，并且在大气压力下沸点在-85°-40℃的范围内。
上述的液化气体包括(但是不限于)三氟甲烷(HFC23，沸点-82℃)，二氟甲烷(HFC32，沸点52℃)，一氟甲烷(HFC41，沸点-79℃)，五氟乙烷(HFC125，沸点-49℃)，1，1，2，2-四氟乙烷(HFC134，沸点-20℃)，1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a，沸点-26℃)1，1，2-三氟乙烷(HFC143，沸点5℃)，1，1，1-三氟乙烷(HFC143a，沸点48℃)，1，2二氟乙烷(HFC152，沸点31℃)，1，1二氟乙烷(HFC152a，沸点-25℃)，一氟乙烷(HFC161，沸点-37℃)，1，1，1，2，2，3，3-七氟丙烷(HFC227ca，沸点-15℃)，1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(HFC227ea，沸点-15℃)，1，1，1，2，3，3六氟丙烷(HFC236ea，沸点6℃)，1，1，2，2，3-五氟丙烷(HFC245ca，沸点25℃)，1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa，沸点15℃)，氯二氟甲烷(HCFC22，沸点41℃)，1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷(HCFC123，沸点27℃)，1-氯-1，2，2，2-三氟乙烷(HCFC124，沸点-10℃)，1，1-二氯-1-氟乙烷(HCFC141b，沸点32℃)，和1-氯-1，1-二氟乙烷(HCFC142b，沸点10℃)。采用这些气体的两种或者更多种。
本发明可以有利地应用的非共沸混合物的适当实例是(a)二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，(b)二氟甲烷、五氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，(c)五氟乙烷、1，1，1-三氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，(d)三氟甲烷、二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，(e)二氟甲烷和五氟乙烷的混合物，以及(f)氯二氟甲烷、1，1，1-三氟乙烷和五氟乙烷的混合物，以及其他混合物。
上述混合物的各个成份的比例没有限制但是可能随各种成份的组合的情况而变化。作为特别适用于本发明目的的特别具体的非共沸混合物，可以提及的有(a)23％重量的二氟甲烷、25％重量的五氟乙烷和52％重量的1，1，1，2-四氟乙烷的混合物(R407C)，(b)44％重量的五氟乙烷、52％重量的1，1，1-三氟乙烷和4％重量的1，1，1，2-四氟乙烷的混合物(R404A)和(c)47％重量的氯二氟甲烷、46％重量的1，1，1-三氟乙烷和7％重量的五氟乙烷的混合物(R408A)以及其他混合物。
根据本发明的方法，在从其液相抽出存贮在第一容器中并且含有至少两种沸点不同的液化气体作为主要成份的非共沸混合物然后将该混合物传送-填充入一个第二容器中时，下面将提到的补充液体(A)或者补充气体(B)以可以弥补所述的第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减少的那一部分容积的量来填充入所述的第一容器中(A)一种补充液体，该补充液体是具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的液化气体混合物的液相；(B)一种补充气体，该补充气体是(i)(a)具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的一种液化气体混合物的气相或者(b)由所述的非共沸混合物中至少一个成份构成并且以大于其在所述的非共沸混合物中比例的比例含有在所述的混合物的所有成份中具有最低沸点的成份的气相，或者是(ii)一种压缩气体。
在同上述的模式一道实施为补充而将液体(A)引入的模式中，采用了与存贮在第一容器中的非共沸混合物具有相同成份的非共沸混合物的液相，并且该液相被连续地或者间断地以可以弥补所述的第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减少的那一部分容积的量来填充入所述的第一容器中。为此目的，第一容器最好是设置有液面表，以便根据在第一容器中液面的变化来设定供给量。在间断供给的情况下，供给应当以这样的时间间隔进行，使得非共沸混合物的成份不会发生很大的变化。各次供给之间的时间间隔随着非共沸混合物的成份不同而变化。然而，一般来说，每次供给最好是在第一容器中的液体减少达到大约10-30％体积时才进行。
当采用供给补充气体(B)的模式时，所供给的气体是(i)(a)具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的一种液化气体混合物的气相或者(b)由所述的非共沸混合物中至少一个成份构成并且以大于其在所述的非共沸混合物中比例的比例含有在所述的混合物的所有成份中具有最低沸点的成份的气相，或者是(ii)一种压缩气体。该气体在来自第一容器的气相侧的压力之下被引入。
关于补充气体(B)，气相(i)(b)仅要求包括所述的非共沸混合物中的至少一种成份和以大于其在所述的非共沸混合物中比例的比例含有在所述的混合物的所有成份中具有最低沸点的成份。最低沸点成份的比例最好是尽可能地高，并且所述的气相甚至可能存在于一个单一成份中。非共沸混合物和混合物(i)(b)的组合的较佳实例如下非共沸 混合物(i)(b)混合物R407CHFC32(40-60重量百分比)+HFC125(60-40重量百分比)R404AHFC125(40-60重量百分比)+HFC143a(60-40重量百分比)R408AHFC125(40-60重量百分比)+HFC143a(60-40重量百分比)可以应用的压缩气体(ii)包括(但是不限于)氮，氦，氩和空气。
当采用供给气体的模式时，增压气体的流率，即从第一容器的气相侧引入的所述的补充气体(i)或(ii)的流率，最好是如此加以控制，使得在第一容器中被传送的非共沸液化气体的液相体积的减小可以由在气相压力下的所述的补充气体来补偿。为此目的，要施加的实际压力为所述的非共沸混合物的蒸汽压力的1.03-1.10倍是适当的。如果在此范围之外，将难于保持所述的压力和传送-填充流率之间的平衡，或者换句话说，将很难保持成份不变。为该目的的增压技术不限于任何特定的方法，而是例如通过加热，或者借助泵的增压，采用减压阀或者类似装置的压力调节都可以采用。
根据本发明，还可以通过采用在这样条件的补充气体来实施传送-填充，即一种不在非共沸混合物中溶解的物质以层的形式位于第一容器中的所述的混合物的顶部。在该实践的模式中，该不溶物质层可防止增压气体与所述的非共沸混合物的直接接触，借此，增压气体的溶解可以得以避免，因而成份的变化可以进一步减少。
以层的形式施加在第一容器中的非共沸混合物上的物质在种类上没有特殊的限制，只要它是不溶于所述的非共沸混合物的物质并且具有低的比重即可。因此，任何矿物油，人造油，树脂，橡胶，金属等都可以用于此目的。
现在参照附图详细描述本发明的传送-填充方法。
图1是将补充气体引入本发明的液化气体传送-填充系统中的第一容器的模式示意图。在图中，标号1表示将填充以液化气体的第一容器，2表示在液体侧的抽出管，3表示在蒸汽侧的压力输送管，4表示压力调节阀，5表示增压气体容器，6表示恒温槽。
第一容器1填充以所述的由至少两种沸点不同的液化气体组成的非共沸混合物。一种具有与所述的非共沸混合物相同成份的混合气体，或者一种含有与所述的非共沸混合物所含的相同的低沸点成份但是具有较高的汽化压力的混合气体被供入增压气体容器5中并且在恒温槽6中加热。当液化气体通过打开相关阀而从液体侧的抽出管2传送-填充时，第一容器1在增压气体容器5的增压气体通过蒸汽侧管3并且同时增压气体压力借助压力调节阀4来调节的情况下同时从蒸汽侧增压。
当增压气体是液化气体时，第一容器1的容量和存在于增压气体容器5中的增压气体的量的容积比可以设定在不会由于压力输送引起液相排出的极限值和不会引起增压气体成份变化的极限值之间的某一值处。一般来说，增压气体体积与第一容器容量的较佳比大约为1/10至1/2。
现在参照附图再详细描述本发明传送-填充方法的较佳实施例。
图2是用于在传送-填充时将液体形式的非共沸混合物引入第一容器的典型系统的示意图。在图中，1表示将填充以液化气体的第一容器，2表示属于第一容器的液体抽出管，7表示原料存贮容器，8表示预先混合器，9表示液体用管，10表示冷却装置，11表示用于第一容器的液体循环管，12表示分析装置，13表示预混箱，14表示属于预混箱的液体抽出管，15表示补充液体供应管，16表示属于预混箱的液体循环管，17表示液化气体将传送-填充其中的第二容器，18表示传送一填充管，19表示液面表。
原料存贮容器(7)填充以用作非共沸混合物成份的相应的原料液化气体。规定量的那些原料液化气体被供入在其中它们被混合的预混器8中。所得到的混合物通过液体管9被供入第一容器1，在那里进行进一步的混合。所得到的混合物作为具有规定成份的非共沸混合物存贮在第一容器1中。该非共沸混合物最好是借助通过抽出管2将其排出，在诸如冷凝器的冷却装置10中将其冷却，经过液体循环管11将其再循环至第一容器1中来必要时保持在使成份很少变化的温度范围内。为此目的，希望在第一容器1的适当地方提供温度监测器(未示出)。另外，在第一容器1中的混合物的成份最好是必要时每隔一定时间间隔通过诸如气体色层谱仪之类的分析装置12来予以检查。
另一方面，在任选的时间，即与在第一容器1中制备非共沸混合物的步骤同时或者在所述的步骤之前或者之后，通过将各为规定量的原料液化气体从原料容器7供给预混器8来制备补充液体，以便混合起来而给出与第一容器1中的非共沸混合物一样的成份。该混合物用于补充供入第一容器1中。那时，虽然在预混器8中制成的补充液体可以通过液体管9直接引入第一容器1，但是下面的方法是较好的，即将在预混器8中制成的补充液体供给预混箱13，而在那里混合之后，通过属于预混箱13的液体抽出管14将混合物抽出，并且通过补充液体供应管15将其注入第一容器1。在该方法中，可以通过必要时借助比如气体色层谱仪的分析装置12确认在预混箱13中的各个成份彻底混合之后的成份来正确地制备具有与在第一容器1中的非共沸混合物一样成份的混合物，因而在将补充液体注入第一容器1时可以基本上防止非共沸混合物成份的改变。在预混箱13中的非共沸混合物，最好是通过在预混箱13的适当位置处提供温度监测器(未示出)，并且必要时通过抽出管14将混合物抽出，在比如冷凝器的冷却装置10中将其冷却，将其通过液体循环管16再循环入预混箱13中，来保持在引发其成份很少变化的温度范围内。
在图2所示的传送-填充系统中，在将非共沸混合物从第一容器1传送和填充入第二容器17时，经过液体抽出管2从第一容器1抽出的非共沸混合物经过传送-填充管18被传送和填充入一个传送-填充容器(第二容器)17中，并且同时或者在部分传送-填充之后，经过液体抽出管14从预混箱13抽出的补充液体经过补充供给管15以与在第一容器1中的非共沸混合物液体体积减少相对应的量被注入第一容器1中。为此目的，希望为第一容器1提供一个液面表19，以便借此监测在第一容器1中的非共沸混合物的液相体积，并且以与所述的体积减少相对应的量将补充液体连续地或者间断地从预混箱13注入第一容器1中。另外，希望为预混箱13提供适当的液面表、测重装置等等(未示出)，以便保持液体体积处于或者超过预定的水平。
图3是在传送-填充时将液化气体的气相注入第一容器的气相中的模式实例的示意图。在图中，标号20表示属于预混箱的气体抽出管，21表示属于预混箱的气体循环管，标号22表示补充气体供给管。其他标号分别具有与图2中的标号相同的意义。
为制备所述的非共沸混合物而将原料液化气体混合起来并且将该混合物存贮在第一容器1中的方法可以是与参照图2所述的方法一样的。
在任选的时间，即与在第一容器中制备非共沸混合物的步骤同时，或者在所述的步骤之前或者之后，通过将原料液化气体以分别规定的量从原料容器7供给预混器8来制备补充气体，该规定的量可给出一种具有与第一容器1中的非共沸混合物一样的成份的液化气体混合物或者给出一种由所述的非共沸混合物中的至少一种成份构成并且按照大于其在所述的非共沸混合物比例的比例且含有所述的混合物的所有成份中最低沸点的成份的液化气体，并且在预混器8中混合之后将得到的混合物供给预混箱13。在预混箱13中，通过均匀混合各个成份然后必要时利用比如气体色层谱仪的分析装置12来确认成份，便可正确地制备出一种具有规定成份的混合物。希望在预混箱13中，必要时，通过在用适当的温度监测器(未示出)监测之下经过气体抽出管20抽出气相，在比如冷凝器的冷却装置10中将其冷却，并且通过气体循环管21将其从其液相侧再循环至预混箱13中的过程，其成份变化很少的温度范围，能得以保持。
当在图3所示的传送一填充系统中将非共沸混合物从第一容器1传送和填充入第二容器17时，经过液体抽出管2从第一容器1抽出的非共沸混合物经过传送-填充管18被传送和填充入预混箱17，并且同时或者在部分传送-填充之后，经过布置在预混箱13的气相侧的气体抽出管20从预混箱13抽出的补充气体经过补充气体注入管22被注入第一容器1的气相侧，其被注入的流量要使得在第一容器1中的液相体积的减少可以由所述的在气相压力之下的补充气体来补偿。在预混箱13中的气相被用作补充气体。该气相可以是由预混箱13中的液相例如通过加热的强制蒸发而产生的气体。在预混箱13中的气体压力可以通过加热、利用增压泵的压缩、利用减压阀或者类似技术的压力调节来予以调节至预定的值。
在该方法中，如在图2中所示的方法中一样，希望第一容器1被提供以一个液面表19，以便监测在第一容器1中的非共沸混合物中液相的体积，使得补充气体能以与第一容器1中液体体积减少相对应的量来从预混箱13连续地或者间断地注入第一容器1中。另外，希望预混箱13被提供以一个适当的液面表、测重装置和/或类似装置(未示出)，以便借此保持液相的量处于或者超过预定值。
根据本发明的技术，当在蒸汽压缩式制冷循环中用作工作流体的制冷剂的非共沸混合物的传送-填充时，成份的变化可以显著减少，其结果是，制冷剂性能的降低和其燃烧的危险可以成功地予以避免。实施本发明的最佳模式下面的实例和比较实例更详细地说明了本发明。但是本发明的范围就不脱离后附权利要求的范围来说绝不应当被认为是限于这些实例。
实例1和比较实例1
一个2.25升的容器(以下称为第一容器)以23/25/52的重量比被填充2千克的二氟甲烷(HFC32)、五氟乙烷(HFC125)和1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)的非共沸混合物，而一个一升的增压箱以23/25/52的重量比被填充以800克的HFC32、HFC125和HFC134a的非共沸混合物。为增加蒸汽压力，第一容器的蒸汽侧通过一根管子连接在增压箱的蒸汽侧，并且提供一个流量计以便做流量测量。在恒温槽中在30℃给增压箱加热的同时，第一容器利用一个压力调节阀从其蒸汽侧再增压0.08Mpa(兆帕)，同时，非共沸混合物利用一台泵以每分钟12克的流量从第一容器的液体侧被传送和填充入另一个空的容器中。传送-填充工作在室温下进行。在传送-填充期间，一部分气体经一个布置在液体侧抽出管的中间位置处的采样阀被收集并且由气体色层谱仪进行成份分析。增压气体的流量大约是每分钟10.6立方厘米。
在比较实例1中，传送-填充工作以相同的方式进行，同时在第一容器的蒸汽侧的管子被关闭。
传送-填充百分率和对所取的气样的成份分析结果示于表1中。HFC32/HFC125/HFC134a(23/25/52重量百分比)在25℃的蒸汽压力是1.21Mpa，而在30℃的蒸汽压力是1.37Mpa。
表1成份(重量百分比)传送填充实例1比较实例1百分率 HFC32 HFC125 HFC134a HFC32 HFC125 HFC134a0 23.0 25.0 52.0 23.025.052.010 23.0 25.0 52.0 23.025.052.020 23.0 25.0 52.0 22.924.952.230 23.0 25.0 52.0 22.824.952.340 23.0 25.0 52.0 22.724.852.550 23.0 25.0 52.0 22.624.852.660 23.0 25.0 52.0 22.524.752.870 23.0 25.0 52.0 22.424.653.080 23.0 25.0 52.0 22.224.453.490 23.3 25.1 51.6 21.724.054.3实例2和比较实例2利用重量比为23/25/52的HFC32、HFC125和HFC134a的混合物作为非共沸混合物和重量比为50/50的HFC32和HFC125的混合物作为增压气体，在第一容器中的压力再增加0.06Mpa并且以与实例1相同的方式进行了检验。增压气体具有足够高的压力，如下所示，因此在恒温槽中的加热予以省略。增压气体的流率大约是每分钟10.5立方厘米。
在比较实例2中，传送-填充以相同的方式进行，同时在第一容器的蒸汽侧的管子被关闭。
传送-填充百分率和对所取的气样的成份分析的结果示于表2中。HFC32/HFC125/HFC134a(23/25/52重量比)在25℃的蒸汽压力是1.21Mpa，而HFC32/HFC125(50/50重量百分比)在25℃的蒸汽压力是1.66Mpa。
表2成份(重量百分比)传送填充 实例2比较实例2百分率 HFC32 HFC125HFC134aHFC32HFC125HFC134a0 23.0 25.0 52.0 23.0 25.0 52.010 23.0 25.0 52.0 23.0 25.0 52.020 23.0 25.0 52.0 22.9 24.9 52.230 23.0 25.0 52.0 22.8 24.9 52.340 23.0 25.0 52.0 22.7 24.8 52.550 23.0 25.0 52.0 22.6 24.8 52.660 23.0 25.0 52.0 22.5 24.7 52.870 23.0 25.0 52.0 22.4 24.6 53.080 23.0 25.0 52.0 22.2 24.4 53.490 22.9 24.9 52.2 21.7 24.0 54.3从汇编在表1和表2中的数据明显可知，与没做增压的情况比较，可以通过从蒸汽侧增压来使成份的变化大大减少至1/12到2/12。
实例3根据示于图2的传送-填充系统，将补充液体注入第一容器的方法是在下述条件下进行的。
具有14.6立方米容量的第一容器被填充14000千克的重量比为23/25/52的HFC32、HFC125和HFC134a的非共沸混合物(R407C)，而该非共沸混合物以每分钟25千克的流率从第一容器的液相侧被传送和填充入另一个空的容器中。
单独地，一个2.2立方米的预混箱被填充以与被填充在第一容器中的非共沸混合物有同样成份的2000千克的混合物。第一容器被设置有一个液面表，并且在预混箱中的非共沸混合物每当在第一容器中的液相量的减少达10％体积时，以与第一容器中液体体积减少相对应的量从液相抽出以供入第一容器中。
在上述的程序中，在第一容器中的混合物和在预混箱中的混合物通过用冷却水的冷却各保持在大约25℃。
在预混箱中的混合物借助通过预混器供应来自各个原料存贮容器的所要求量的原料液化气体而得到补充。
这样的传送-填充不断重复，并且在传送-填充期间一部分非共沸混合物经过布置在属于第一容器的抽出管的中间位置处的采样阀被定期地抽出并且由气体色层谱仪进行成份分析。没有发现成份有实质性的变化，同时存贮在第一容器中的非共沸混合物的成份成功地保持不变。
权利要求
1.一种通过将存贮在第一容器中并且含有至少两种沸点不同的液化气体作为主要成份的非共沸混合物从其液相抽出和将该混合物传送-填充入第二容器中来传送-填充液化气体的的方法，其特征在于，该方法包括将下述的补充液体(A)或者补充气体(B)以可以弥补所述的第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减少的那一部分容积的量来填充入所述的第一容器中(A)一种补充液体，该补充液体是具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的液化气体混合物的液相；(B)一种补充气体，该补充气体是(i)(a)具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成份的一种液化气体混合物的气相或者(b)由所述的非共沸混合物中至少一个成份构成并且以大于其在所述的非共沸混合物中比例的比例含有在所述的混合物的所有成份中具有最低沸点的成份的气相，或者是(ii)一种压缩气体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在从其液相抽出存贮在第一容器中并且含有至少两种沸点不同的液化气体作为主要成份的非共沸混合物且将该混合物传送-填充入一个第二容器中时，存贮在一个预混箱中并且与存贮在所述的第一容器中的非共沸混合物具有一样成份的液化气体混合物的液相被从所述的预混箱中抽出，并且所述的液相以可以弥补所述的第一容器的等于所述的液化气体非共沸混合物的液相由于传送-填充产生的体积减少的那一部分容积的量来被填充入所述的第一容器中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，它包括(i)通过在第一容器中混合至少两种沸点不同的液化气体来制备非共沸混合物的步骤，(ii)与所述的步骤(i)同时，或者在所述的步骤(i)之前或者之后，在一个预混箱中制备与存贮在第一容器中的非共沸混合物具有相同成份的液化气体混合物的步骤，(iii)将在所述的第一容器中的非共沸混合物传送-填充入一个第二容器中的步骤，和(iv)与所述的步骤(iii)同时，或者在所述的步骤(iii)中非共沸混合物部分传送-填充之后，将在预混箱中的混合物的液相填充入第一容器中的步骤，其填充的量可弥补第一容器的等于所述的非共沸混合物由于传送-填充而产生的体积减少的那部分容积。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一容器通过将补充气体引入第一容器而以补充气体从气相侧被增压，将补充气体引入第一容器的供应速率是在气相压力之下弥补第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充产生的体积减小的那部分容积所需要的速率。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，补充气体在来自所述的第一容器的气相侧的压力之下以相当于被传送-填充的非共沸混合物的蒸汽压力的1.03-1.10倍的压力被填充入第一容器。
6.如权利要求1，4或5所述的方法，其特征在于，在将存贮在第一容器中并且含有作为主要成份的至少两种沸点不同的液化气体的非共沸混合物从其液相抽出且将该混合物传送-填充入一个第二容器中时，液化气体的气相被从预混箱中抽出并且被填充入第二容器，其填充的量是弥补所述的第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减小的那部分容积所需要的量，该液化气体或者是与存贮在第一容器中的非共沸混合物具有相同成份的一种液化气体混合物，或者是一种由所述的非共沸混合物的至少一种成份构成并且含有所述的混合物的所有成份中有最低沸点的成份且该成份的比例大于其在所述的非共沸混合物中的比例的液化气体。
7.如权利要求1，4，5或6所述的方法，其特征在于，它包括(i)通过在一个第一容器中混合至少两种沸点不同的液化气体来制备一种非共沸混合物的步骤，(ii)与所述的步骤(i)同时，或者在所述的步骤(i)之前或者之后，在一个预混箱中制备一种液化气体的步骤，该液化气体或者是与存贮在第一容器中的非共沸混合物具有相同成份的一种液化气体混合物，或者是一种由所述的非共沸混合物的至少一种成份构成并且含有所述的混合物的所有成份中有最低沸点的成份且该成份的比例大于其在所述的非共沸混合物中的比例的液化气体，(iii)将在第一容器中的非共沸混合物传送-填充入一个第二容器的步骤，和(iv)与所述的步骤(iii)同时，或者在所述的步骤(iii)中非共沸混合物的一部分被传送-填充之后，将在预混箱中的气相传送入第一容器中的步骤，其传送的量是弥补第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送-填充而产生的体积减小的那部分容积所需要的量。
8.如权利要求1，4，5，6或7所述的方法，其特征在于，所述的方法在这样的条件下实施，即一种不在非共沸混合物中溶解的物质以层的形式位于第一容器中的所述的混合物的顶部。
9.如权利要求1-8中任何一项所述的方法，其特征在于，存贮在第一容器中的非共沸混合物是二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是二氟甲烷、五氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是五氟乙烷、1，1，1-三氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是三氟甲烷、二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，是二氟甲烷和五氟乙烷的混合物，或者是氯二氟甲烷、1，1，1-三氟乙烷和五氟乙烷的混合物。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，存贮在第一容器中的非共沸混合物是由23％重量的二氟甲烷、25％重量的五氟乙烷和52％重量的1，1，1，2-四氟乙烷构成的混合物，是由44％重量的五氟乙烷、52％重量的1，1，1-三氟乙烷和4％重量的1，1，1，2-四氟乙烷构成的混合物，或者是由47％重量的氯二氟甲烷、46％重量的1，1，1-三氟乙烷和7％重量的五氟乙烷构成的混合物。
全文摘要
一种通过将存贮在第一容器中并且含有两种或两种以上沸点不同的液化气体作为主要成分的非共沸混合物的部分液相抽出和将该混合物传送一填充入第二容器中在两种容器间传送液化气体的的方法,其特征在于,该方法包括将下述的补充液体(A)或者补充气体(B)以可以弥补所述的第一容器的等于所述的非共沸混合物的液相由于传送而产生的体积减少的那一部分容积的量来填充入所述的第一容器中:(A)一种补充液体,该补充液体是具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成分的液化气体混合物的液相;或者(B)一种补充气体,该补充气体是(i)(a)具有与存贮在第一容器中的非共沸混合物一样成分的一种液化气体混合物的气相或者(b)由所述的非共沸混合物中至少一个成分构成并且以大于其在所述的非共沸混合物中比例的比例含有在所述的混合物的所有成分中具有最低沸点的成分的气相,或者(ii)一种压缩气体。按照本方法,非常有效地避免了在蒸汽压缩式制冷循环中用作工作流体的非共沸制冷剂混合物的成分在传送中产生的变化。
文档编号F17C5/02GK1243570SQ98801809
公开日2000年2月2日 申请日期1998年1月8日 优先权日1997年1月14日
发明者井本匡美, 井出哲, 柴沼俊 申请人:大金工业株式会社