[发明专利]一种环保制冷剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制冷剂，尤其涉及一种环保制冷剂及其制备方法。

背景技术

由于《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》的签订，各国对制冷剂CFC-12（二氟二氯甲烷）替代物的要求越来越高，除了要求新的制冷剂对臭氧层没有损害这一基本要求外，还要求新的制冷剂具有尽可能低的GWP（全球变暖潜能值）。

目前市场上制冷剂CFC-12的替代品主要是HFC-134a（1,1,1,2-四氟乙烷）。虽然HFC-134a具有良好的热力性能，ODP（臭氧消耗潜能值）为0，不可燃，但是由于其GWP为1370，较大，不符合当前全球节能减排的要求，所以迫切需要研发环境性能更加出众，同时热力性能不比HFC-134a差的新型制冷剂。

HFC-1234yf（2,3,3,3-四氟丙烯）具有良好的热力性能，ODP为0，GWP仅为4，环境性能优异，虽然具有一定的可燃性，却属于2L类，可燃性不强。在相同的汽车空调工况下，HFC-1234yf的制冷系数低于HFC-134a，单位体积制冷量也偏低，但是HFC-1234yf的排气温度非常低，同时具有很大的饱和液体比体积。

DME（二甲醚）的基本物理性质和HFC-134a相似，ODP为0，GWP为0，具有一定的可燃性，属于第3类。在相同的汽车空调工况下，DME的循环效率优于HFC-134a，并具有很大的饱和液体比体积，能减少系统的制冷剂充灌量，同时DME不但能使用合成油，还能使用矿物油。

虽然HFC-134a、HFC-1234yf和DME三种制冷剂单独使用时均具有各自的不足，但是如果将HFC-134a、HFC-1234yf和DME混合使用，形成一种新型的环保制冷剂，可以结合三者各自的优势，最大程度减小不利因素。

现有技术中，中国专利文件CN 1285699C（200410084844.5）公开了一种以氟乙烷（HFC-161）、1,1-二氟乙烷（HFC-152a）和1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）组成的三元组合物；中国专利文件CN 101765648A（200880100202.6）公开了一种以1,2,3,3,3-五氟丙烯（HFC-1225ye）和其他化合物组成的混合物；中国专利文件CN 101851490A(201010198685.7)公开了一种以2,3,3,3-四氟丙烯（HFC-1234yf）、trans-1,3,3,3-四氟乙烷（HFC-1234ze(E)）和1,1-二氟乙烷（HFC-152a）组成的混合物；中国专利文件CN 101864277A（201010196224.6）公开了一种以2,3,3,3-四氟丙烯（HFC-1234yf）、1,1-二氟乙烷（HFC-152a）和二甲醚（DME）组成的混合物；中国专利文件CN 102066518A（200980122002.5）公开了一种以2,3,3,3-四氟丙烯（HFC-1234yf）、1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）和1,1-二氟乙烷（HFC-152a）组成的混合物；中国专利文件CN 102083935A（200980125796.0）公开了一种1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）、2,3,3,3-四氟丙烯（HFC-1234yf）组成的混合物。

上述专利中公开的制冷剂组合物存在或GWP偏高、或不可直接充灌应用于HFC-134a系统、或可燃性较大、或不能使用矿物油等缺点，因此，需要开发具有更好制冷性能，与现有系统更好兼容以及具有更好环保性能的新制冷剂。

发明内容

本发明提供了一种低GWP（全球变暖潜能值）的环保制冷剂，该制冷剂不仅不破坏大气臭氧层，而且产生的温室效应更小，同时具有和HFC-134a相当甚至更加优异的热工参数和热工性能。

一种环保制冷剂，由2,3,3,3-四氟丙烯、二甲醚和1,1,1,2-四氟乙烷组成，各组分质量百分比为：2,3,3,3-四氟丙烯20~90%、二甲醚5~25%和1,1,1,2-四氟乙烷5~55%。

所述的2,3,3,3-四氟丙烯，即HFC-1234yf，分子式为CH₂=CFCF₃，相对分子量为114.04，标准沸点为-29.5℃，临界温度为94.7℃，临界压力为3.38MPa。

HFC-1234yf具有良好的热力性能，排气温度非常低，可以避免在恶劣的工况下，过高的排气温度破坏压缩机电机的线圈，同时避免过高的温度使得压缩机润滑条件恶化，润滑油油分解。