用于替代氟里昂r－12的共混制冷剂的制作方法
专利名称：用于替代氟里昂r－12的共混制冷剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氟里昂R-12的替代制冷剂，该制冷剂具有与R-12相近的物理性能，能直接替代氟里昂使用，同时大大地减少对环境的不利影响。
背景技术：
氟里昂R-12是一种热工性能十分优异的制冷剂，不燃、无毒、化学性能稳定，长期以来广泛用于汽车空调、家用冰箱和工业冷库等。但自从二十世纪下半叶科学家发现氯氟烃(CFCs)释放到大气同温层中不断积累，并受到紫外线的作用而消耗臭氧层以来，它的生产和使用受到了国际公约的严格限制和控制，发达国家已停止R-12的生产，我国也在按计划逐年削减生产量并最终于2010年完全停止生产。
因此，必须寻求新的制冷剂替代氟里昂。1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)是目前最主要的R-12替代产品，在新生产的汽车、冰箱等产品中已普遍用于替代R-12作制冷剂，但是，R-134a不仅价格比R-12高得多，与R-12所使用的润滑油也不相溶，需要对制冷系统进行重新设计，不能在原有的R-12制冷设备上直接替代。我国现有七千万辆的汽车保有量和更多的家用冰箱等制冷设备，其中大部分使用的制冷剂为R-12，这些设施需要在其使用期内进行维护和制冷剂的补充，这一领域是目前R-12的主要使用对象，而R-134a在此无法直接替代使用。因此，开发性能与R-12相近、对环境不利影响小、可直接替代的制冷剂对R-12的淘汰是极为重要的。
发明内容
本发明目的是提供一种可以直接替代R-12的制冷剂，并应具有比R-12低的臭氧消耗潜能(ODP)和温室效应潜能(GWP)。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它是下列物质的混合物(以重量百分比计)，(1)25％～75％的一氯二氟甲烷；(2)15％～65％的1-氯-1，1-二氟乙烷；(3)1％～60％的选自二甲醚、环丙烷、1，1-二氟乙烷、异丁烷中的一种或多种化合物。
上述的一氯二氟甲烷和1-氯-1，1-二氟乙烷为氯氢氟烃(HCFC)类化合物，其臭氧消耗潜能(ODP值)和温室效应潜能(GWP值)比R-12低得多，而其他的组份为氢氟烃(HFC)或碳烃(HC)类化合物，ODP值为零，GWP值更低，因此由上述组份构成的本发明制冷剂，是一种中长期的替代品种，在我国可以使用到二零三零年。
R-12制冷系统一般使用矿物油和烷基苯油脂作为润滑油。本发明制冷剂中的组份一氯二氟甲烷和1-氯-1，1-二氟乙烷本身对矿物油和烷基苯油脂具有一定的溶解性，1，1-二氟乙烷和碳氢化合物的配合使用更可以大大提高制冷剂对传统润滑油的溶解能力，因此，在原R-12的制冷系统中替代R-12可以不需更换润滑油。
通过对本发明各组份的适当配合比例调整，可以得到一种温度-压力关系与R-12极为接近的共混制冷剂。这种在制冷系统正常工作温度范围内的温度-压力关系的相似性对既存制冷系统中的制冷剂替代是极为重要的。一般地，在原有制冷系统中直接替代的制冷剂，其相同温度下的压力值应在R-12相应压力值的正负15％以内。本发明的制冷剂，相同温度下的压力与R-12相比，其偏差在正负10％以内。
本发明的制冷剂的热工性能即工作参数(COP)也可以通过各组份间的配合比例得到很好的调节，在控制制冷剂的温度-压力关系接近于R-12的条件下，其COP可调整至接近甚至优于R-12的水平。
本发明经过对上述各点要求的检验和组份的优化组合得到了可以直接替代R-12的制冷剂，下面是几种效果较好的三元共混制冷剂方案。
第三组份选用二甲醚，一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和二甲醚的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
第三组份选用环丙烷，一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和环丙烷的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
第三组份选用1，1-二氟乙烷，一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和1，1-二氟乙烷的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～50％。
本发明的制冷剂第三组份也可以由二甲醚、环丙烷、1，1-二氟乙烷、异丁烷中的二种组成，形成四元组份的共混物，其各项性能可以得到更好的调节。
其中，由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和二甲醚组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和环丙烷组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和异丁烷组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、环丙烷和二甲醚组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～10％和1％～10％。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1.由于本发明制冷剂可以适应R-12制冷系统中的润滑油，其温度-压力关系与R-12极为接近，同时，其热工性能也与R-12接近，因而可以直接替代R-12使用，不必变换制冷系统；2.本发明的臭氧消耗潜能(ODP值)和温室效应潜能(GWP值)比R-12低得多，可作为R-12的一种中长期替代品种，在我国可以使用到二零三零年。
附图1为本发明实施例一的温度-压力关系示意图；附图2为本发明实施例二的温度-压力关系示意图；附图3为本发明实施例三的温度-压力关系示意图；附图4为本发明实施例四的温度-压力关系示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
实施例一一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有54％的一氯二氟甲烷(R-22)、43％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、3％的二甲醚(重量百分比)。
附图1是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图，从中可以看出本实施例混合物的沸点与R-12基本一致，且其泡点压力和露点压力很接近，因而可以直接替代R-12作为致冷剂使用，而不必变更制冷系统的设计。
从表1中可以看出，本实施例的臭氧消耗潜能(ODP值)为0.045，远低于R-12的ODP值，同时其温室效应潜能(GWP值)亦较低，为2020，因此，本实施例在直接替代R-12的同时，对环境的不利影响较小。
实施例二一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有48％的一氯二氟甲烷(R-22)、50％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、2％的环丙烷。附图2是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图。
实施例三一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有50％的一氯二氟甲烷(R-22)、36％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、14％的1，1-二氟乙烷。附图3是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图。
实施例四一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有42％的一氯二氟甲烷(R-22)、20％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、36％的1，1-二氟乙烷、2％的异丁烷。附图4是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图。
表1中给出了本发明四个实施例的ODP值和GWP值，同时给出了R-12的对比数值，从表1中可以看出，本发明的制冷剂其环境性能比R-12有极大的改善。
表1 本发明制冷剂与R-12的环境性能比较
权利要求
1.一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，其特征在于它是下列物质的混合物(以重量百分比计)，(1)25％～75％的一氯二氟甲烷；(2)15％～65％的1-氯-1，1-二氟乙烷；(3)1％～60％的选自二甲醚、环丙烷、1，1-二氟乙烷、异丁烷中的一种或多种化合物。
2.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和二甲醚组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
3.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和环丙烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
4.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和1，1-二氟乙烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～50％。
5.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和二甲醚组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
6.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和环丙烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
7.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和异丁烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
8.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、环丙烷和二甲醚组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～10％和1％～10％。
全文摘要
一种用于替代氟里昂R－12的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1－氯－1，1－二氟乙烷和选自二甲醚、环丙烷、1，1－二氟乙烷、异丁烷中的一种或多种化合物构成的混合物。该制冷剂具有与R－12相近的物理性能，而其环境性能比R－12优异，可用于直接替换R－12。
文档编号C09K5/04GK1431271SQ0311266
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月8日 优先权日2003年1月8日
发明者徐联福 申请人:苏州联氟化学有限公司
技术领域：
本发明涉及一种氟里昂R-12的替代制冷剂，该制冷剂具有与R-12相近的物理性能，能直接替代氟里昂使用，同时大大地减少对环境的不利影响。
背景技术：
氟里昂R-12是一种热工性能十分优异的制冷剂，不燃、无毒、化学性能稳定，长期以来广泛用于汽车空调、家用冰箱和工业冷库等。但自从二十世纪下半叶科学家发现氯氟烃(CFCs)释放到大气同温层中不断积累，并受到紫外线的作用而消耗臭氧层以来，它的生产和使用受到了国际公约的严格限制和控制，发达国家已停止R-12的生产，我国也在按计划逐年削减生产量并最终于2010年完全停止生产。
因此，必须寻求新的制冷剂替代氟里昂。1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)是目前最主要的R-12替代产品，在新生产的汽车、冰箱等产品中已普遍用于替代R-12作制冷剂，但是，R-134a不仅价格比R-12高得多，与R-12所使用的润滑油也不相溶，需要对制冷系统进行重新设计，不能在原有的R-12制冷设备上直接替代。我国现有七千万辆的汽车保有量和更多的家用冰箱等制冷设备，其中大部分使用的制冷剂为R-12，这些设施需要在其使用期内进行维护和制冷剂的补充，这一领域是目前R-12的主要使用对象，而R-134a在此无法直接替代使用。因此，开发性能与R-12相近、对环境不利影响小、可直接替代的制冷剂对R-12的淘汰是极为重要的。
发明内容
本发明目的是提供一种可以直接替代R-12的制冷剂，并应具有比R-12低的臭氧消耗潜能(ODP)和温室效应潜能(GWP)。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它是下列物质的混合物(以重量百分比计)，(1)25％～75％的一氯二氟甲烷；(2)15％～65％的1-氯-1，1-二氟乙烷；(3)1％～60％的选自二甲醚、环丙烷、1，1-二氟乙烷、异丁烷中的一种或多种化合物。
上述的一氯二氟甲烷和1-氯-1，1-二氟乙烷为氯氢氟烃(HCFC)类化合物，其臭氧消耗潜能(ODP值)和温室效应潜能(GWP值)比R-12低得多，而其他的组份为氢氟烃(HFC)或碳烃(HC)类化合物，ODP值为零，GWP值更低，因此由上述组份构成的本发明制冷剂，是一种中长期的替代品种，在我国可以使用到二零三零年。
R-12制冷系统一般使用矿物油和烷基苯油脂作为润滑油。本发明制冷剂中的组份一氯二氟甲烷和1-氯-1，1-二氟乙烷本身对矿物油和烷基苯油脂具有一定的溶解性，1，1-二氟乙烷和碳氢化合物的配合使用更可以大大提高制冷剂对传统润滑油的溶解能力，因此，在原R-12的制冷系统中替代R-12可以不需更换润滑油。
通过对本发明各组份的适当配合比例调整，可以得到一种温度-压力关系与R-12极为接近的共混制冷剂。这种在制冷系统正常工作温度范围内的温度-压力关系的相似性对既存制冷系统中的制冷剂替代是极为重要的。一般地，在原有制冷系统中直接替代的制冷剂，其相同温度下的压力值应在R-12相应压力值的正负15％以内。本发明的制冷剂，相同温度下的压力与R-12相比，其偏差在正负10％以内。
本发明的制冷剂的热工性能即工作参数(COP)也可以通过各组份间的配合比例得到很好的调节，在控制制冷剂的温度-压力关系接近于R-12的条件下，其COP可调整至接近甚至优于R-12的水平。
本发明经过对上述各点要求的检验和组份的优化组合得到了可以直接替代R-12的制冷剂，下面是几种效果较好的三元共混制冷剂方案。
第三组份选用二甲醚，一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和二甲醚的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
第三组份选用环丙烷，一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和环丙烷的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
第三组份选用1，1-二氟乙烷，一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和1，1-二氟乙烷的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～50％。
本发明的制冷剂第三组份也可以由二甲醚、环丙烷、1，1-二氟乙烷、异丁烷中的二种组成，形成四元组份的共混物，其各项性能可以得到更好的调节。
其中，由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和二甲醚组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和环丙烷组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和异丁烷组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、环丙烷和二甲醚组成时，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～10％和1％～10％。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1.由于本发明制冷剂可以适应R-12制冷系统中的润滑油，其温度-压力关系与R-12极为接近，同时，其热工性能也与R-12接近，因而可以直接替代R-12使用，不必变换制冷系统；2.本发明的臭氧消耗潜能(ODP值)和温室效应潜能(GWP值)比R-12低得多，可作为R-12的一种中长期替代品种，在我国可以使用到二零三零年。
附图1为本发明实施例一的温度-压力关系示意图；附图2为本发明实施例二的温度-压力关系示意图；附图3为本发明实施例三的温度-压力关系示意图；附图4为本发明实施例四的温度-压力关系示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
实施例一一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有54％的一氯二氟甲烷(R-22)、43％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、3％的二甲醚(重量百分比)。
附图1是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图，从中可以看出本实施例混合物的沸点与R-12基本一致，且其泡点压力和露点压力很接近，因而可以直接替代R-12作为致冷剂使用，而不必变更制冷系统的设计。
从表1中可以看出，本实施例的臭氧消耗潜能(ODP值)为0.045，远低于R-12的ODP值，同时其温室效应潜能(GWP值)亦较低，为2020，因此，本实施例在直接替代R-12的同时，对环境的不利影响较小。
实施例二一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有48％的一氯二氟甲烷(R-22)、50％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、2％的环丙烷。附图2是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图。
实施例三一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有50％的一氯二氟甲烷(R-22)、36％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、14％的1，1-二氟乙烷。附图3是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图。
实施例四一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，它含有42％的一氯二氟甲烷(R-22)、20％的1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、36％的1，1-二氟乙烷、2％的异丁烷。附图4是本实施例制冷剂的温度-压力(P-T)关系图。
表1中给出了本发明四个实施例的ODP值和GWP值，同时给出了R-12的对比数值，从表1中可以看出，本发明的制冷剂其环境性能比R-12有极大的改善。
表1 本发明制冷剂与R-12的环境性能比较
权利要求
1.一种用于替代氟里昂R-12的共混制冷剂，其特征在于它是下列物质的混合物(以重量百分比计)，(1)25％～75％的一氯二氟甲烷；(2)15％～65％的1-氯-1，1-二氟乙烷；(3)1％～60％的选自二甲醚、环丙烷、1，1-二氟乙烷、异丁烷中的一种或多种化合物。
2.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和二甲醚组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
3.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和环丙烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～10％。
4.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷和1，1-二氟乙烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～75％、15％～65％、1％～50％。
5.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和二甲醚组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
6.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和环丙烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
7.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、1，1-二氟乙烷和异丁烷组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～50％和1％～10％。
8.根据权利要求1所述的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、环丙烷和二甲醚组成的混合物，各组份的重量百分比分别为25％～55％、15％～55％、1％～10％和1％～10％。
全文摘要
一种用于替代氟里昂R－12的共混制冷剂，其特征在于它是由一氯二氟甲烷、1－氯－1，1－二氟乙烷和选自二甲醚、环丙烷、1，1－二氟乙烷、异丁烷中的一种或多种化合物构成的混合物。该制冷剂具有与R－12相近的物理性能，而其环境性能比R－12优异，可用于直接替换R－12。
文档编号C09K5/04GK1431271SQ0311266
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月8日 优先权日2003年1月8日
发明者徐联福 申请人:苏州联氟化学有限公司
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