制冷劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及制冷劑的材料及生產(chǎn)制備領(lǐng)域，具體地，涉及一種制冷劑及其制備方 法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 到目前為止，根據(jù)制冷劑類型、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度和壓力等熱力學(xué)條件以及制冷 設(shè)備的使用地點考慮制冷劑種類，大致可分為四類:即無機化合物、氟里昂類、碳?xì)浠衔铩?和共沸溶液。
[0003] 無機化合物制冷劑比較簡單，有氨、水和二氧化碳等。
[0004] 氟里昂類是目前應(yīng)用最廣泛，效果最好的制冷劑，由于氟利昂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有 不燃、無毒、介電常數(shù)低、臨界溫度高、易液化等特性，因而廣泛用作冷凍設(shè)備和空氣調(diào)節(jié)裝 置的制冷劑，其起源于十九世紀(jì)三十年代，比氨晚60年左右，它是飽和碳?xì)浠衔锏柠u族 (氟、氯、溴)衍生物的總稱，或者說是由氟、氯和碳?xì)浠衔锝M成的。氟利昂是臭氧層破壞的 元兇，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不具有可燃性和毒性，除了被當(dāng)作制冷劑外，還廣泛被應(yīng)用與發(fā)泡 劑和清洗劑，廣泛用于家用電器、泡沫塑料、日用化學(xué)品、汽車、消防器材等領(lǐng)域。20世紀(jì)80 年代后期，氟利昂的生產(chǎn)達到了高峰，產(chǎn)量達到了 144萬噸。在對氟利昂實行控制之前，全世 界向大氣中排放的氟利昂已達到了 2000萬噸。由于它們在大氣中的平均壽命達數(shù)百年，所 以排放的大部分仍留在大氣層中，其中大部分仍然停留在對流層，一小部分升入平流層。在 對流層相當(dāng)穩(wěn)定的氟利昂，在上升進入平流層后，在一定的氣象條件下，會在強烈紫外線的 作用下被分解，分解釋放出的氯原子同臭氧會發(fā)生連鎖反應(yīng)，不斷破壞臭氧分子?？茖W(xué)家估 計一個氯原子可以破壞數(shù)萬個臭氧分子。
[0005] 碳?xì)浠衔镏评鋭┦禽^后時期發(fā)展起來的一種制冷劑，由乙烷、丙烯等組成。由于 其消耗臭氧潛能值0DP和全球變暖潛能值GWP值都為零，對環(huán)境影響很小，但是由于在可燃 性、刺激性及毒性方面存在很多問題，因而受到很多國家和地區(qū)的使用限制，市場用量較 小。
[0006] 共沸溶液是由兩種以上制冷劑組成的混合物，蒸發(fā)和冷凝過程也不分離，就像一 種制冷劑一樣。目前實用的有R500、R502等。與R22相比其壓力稍多，制冷能力在較低溫度下 提高13%左右。此外在相同蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下。壓縮機的排氣溫度較低?？梢詳U大單組 壓縮機的使用溫度范圍，所以發(fā)展前景看好。
[0007] 關(guān)于制冷劑對大氣環(huán)境的污染問題，這是關(guān)系到人類健康和生存的大事，也是我 們大家共同關(guān)心的問題。多年來很多專家為此進行了深入研究，希望通過研制一種新的CFC 類氟利昂替代品制冷劑，使得該制冷劑不僅對大氣臭氧層損耗潛值為零，而且排放入大氣 后對溫室效應(yīng)造成直接影響的全球變暖潛值方面也必須符合要求。臭氧層的破壞，已經(jīng)成 為全球普遍關(guān)注的環(huán)境焦點問題，國際社會分別于1985年和1987年制定了《保護臭氧層維 也納公約》和《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，中國于1991年加入了《蒙特利爾議 定書》國際公約組織，并承諾了消耗臭氧層物質(zhì)的控制時間表，即R12和R22的完全淘汰時間 分別于2010年和2030年。因而，提供一種新型環(huán)保的制冷劑迫在眉睫。
[0008] 因此，提供一種可燃性低，0DP為零且GWP值極低，可以在保證安全使用的同時，且 不改變現(xiàn)有使用氟利昂制冷劑的壓縮系統(tǒng)的構(gòu)造的制冷劑及其制備方法是本發(fā)明亟需解 決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中制冷劑環(huán)保性能、可燃性、 刺激性及毒性等存在一定的問題，對環(huán)境造成較大的影響，進而危害生存環(huán)境的問題，從而 提供一種可燃性低，0DP為零且GWP值極低，可以在保證安全使用的同時，且不改變現(xiàn)有使用 氟利昂制冷劑的壓縮系統(tǒng)的構(gòu)造的制冷劑及其制備方法。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種制冷劑，其中，所述制冷劑包括化合物A、化 合物B、乙烷、丙烷、異丁烷和丙烯，其中，所述化合物A的結(jié)構(gòu)如式（I)所示，所述化合物B的 結(jié)構(gòu)如式(Π )所示：
[0013] 1?1、1?2、1?、1?4、1?5和1?6各自選自氟、溴或碘。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種制冷劑的制備方法，其中，所述制備方法包括：向容器內(nèi)順次 加入第一乙烷、第一化合物A、丙烷、異丁烷、第二化合物A、化合物B、第二乙烷和乙烯后混 合，制得制冷劑;其中，
[0015] 所述化合物A的結(jié)構(gòu)如式(I)所示，所述化合物B的結(jié)構(gòu)如式(II)所示：

[0018] 1?1、1?2、1?、1?4、1?5和1?6各自選自氟、溴或碘。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種上述所述的制冷劑或根據(jù)上述所述的制備方法制得的制冷 劑的應(yīng)用。
[0020] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明以乙烷的鹵族衍生物為主要原料，并將少量沸點較低 的乙烷、丙烷和丙烯，以及沸點較高的異丁烷加入上述主要原料中，從而使得制得的混合制 冷劑和單純的主要原料作為制冷劑相比，因少量低沸點組分加入到高沸點的主要原料中， 因而制得的制冷劑制冷系數(shù)提高，能耗下降；同時因少量高沸點組分加入到相對其而言沸 點較低的主要原料中，因而使得吸氣比體積減小，進而使得使用該制冷劑的制冷量增大，并 獲得較低的蒸發(fā)溫度。同時，該制冷劑可以發(fā)揮碳?xì)渲评鋭┑沫h(huán)保特點，又可以降低其易燃 性，增加了制冷劑的穩(wěn)定性，提高了使用效率，達到了節(jié)能效果，又不改變目前常規(guī)空調(diào)冰 箱的壓縮機系統(tǒng)的效果。
[0021] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0022] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0023]圖1是本發(fā)明提供的實施例1-13中制冷系數(shù)隨1，1，1，2_四氟乙烷和乙烷的用量變 化規(guī)律圖；
[0024]圖2是本發(fā)明提供的實施例1-13中制冷系數(shù)隨異丁烷和丙烷的用量變化規(guī)律圖； [0025]圖3是本發(fā)明提供的實施例1-13中制冷系數(shù)隨乙烷和1，1_二氟乙烷的用量變化規(guī) 律圖；
[0026]圖4是本發(fā)明提供的實施例1-13中制冷系數(shù)隨1，1，1，2_四氟乙烷和丙烯的用量變 化規(guī)律圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明
[0028] 1-M1制冷系數(shù) 2-M2制冷系數(shù)
[0029] 3-M3制冷系數(shù) 4-M4制冷系數(shù)
[0030] 5-M5制冷系數(shù) 6-M6制冷系數(shù)
[0031 ] 7-M7制冷系數(shù) 8-M8制冷系數(shù)
[0032] 9-M9制冷系數(shù) 10-M10制冷系數(shù)
[0033] 11-M11制冷系數(shù) 12-M12制冷系數(shù)
[0034] 13-M13 制冷系數(shù)。
【具體實施方式】
[0035] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0036]本發(fā)明提供了一種制冷劑，其中，所述制冷劑包括化合物A、化合物B、乙烷、丙烷、 異丁烷和丙烯，其中，所述化合物A的結(jié)構(gòu)如式(I)所示，所述化合物B的結(jié)構(gòu)如式(II)所示：
[0039] 1?1、1?2、1?、1?4、1?5和1?6各自選自氟、溴或碘。
[0040] 上述設(shè)計通過以乙烷的鹵族衍生物為主要原料，并將少量沸點較低的乙烷、丙烷 和丙烯，以及沸點較高的異丁烷加入上述主要原料中，從而使得制得的混合制冷劑和單純 的主要原料作為制冷劑相比，因少量低沸點組分加入到高沸點的主要原料中，因而制得的 制冷劑制冷系數(shù)提高，能耗下降；同時因少量高沸點組分加入到相對其而言沸點較低的主 要原料中，因而使得吸氣比體積減小，進而使得使用該制冷劑的制冷量增大，并獲得較低的 蒸發(fā)溫度。同時，該制冷劑可以發(fā)揮碳?xì)渲评鋭┑沫h(huán)保特點，又可以降低其易燃性，增加了 制冷劑的穩(wěn)定性，提高了使用效率，達到了節(jié)能效果，又不改變目前常規(guī)空調(diào)冰箱的壓縮機 系統(tǒng)的效果。
[0041] 當(dāng)然，這里各物質(zhì)的含量可以根據(jù)實際需要進行調(diào)節(jié)，例如，在本發(fā)明的一種優(yōu)選 的實施方式中，為了進一步提高制得的制冷劑的制冷系數(shù)，且大大提高其阻燃性，以所述制 冷劑的總體積為基準(zhǔn)，所述化合物A的含量為5-10體積％，所述化合物B的含量為30-70體 積％，所述乙烷的含量為1-5體積％，所述丙烷的含量為1-5體積％，所述異丁烷的含量為1-10體積