[发明专利]HFO-1234YF和烃的共沸组合物

说明书

制冷剂组合物包含2，3，3，3‑四氟丙烯(HFO‑1234yf)以及乙烷(R‑170)或丙烷(R‑290)中的至少一种，其表现出近共沸或类共沸行为。制冷剂组合物表现出低全球变暖潜能值(GWP)并且不损耗臭氧。制冷剂组合物可在多种加热或冷却系统(包括热泵以及其他加热和冷却回路)中用作加热或冷却流体，例如在汽车工业中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月4日提交的美国临时申请62/741243的权益，该临时申请以引用方式全文并入本文。

技术领域

本发明涉及HFO-1234yf和丙烷(R-290)的共沸和近共沸组合物，以及HFO-1234yf和乙烷(R-170)的共沸和近共沸组合物。

背景技术

汽车工业正在经历着从利用内燃机(ICE)推进到利用电池推进的架构平台更新。这种平台更新严重地限制了混合动力车辆、插电式混合动力车辆中内燃机(ICE)的尺寸，或者可能完全消除了纯电动车辆中的ICE。一些车辆仍然保持ICE并且被称为混合动力电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)或轻度混合动力电动车辆(MHEV)。完全电动且没有ICE的车辆被表示为全电动车辆(EV)。所有HEV、PHEV、MHEV和EV都使用至少一个电动机，其中电动机为车辆提供了某种形式的推进力，该推进力通常由存在于汽油/柴油动力车辆上的内燃机(ICE)提供。

在电气化车辆中，ICE的尺寸通常减小(HEV、PHEV、或MHEV)或被消除(EV)以减小车辆重量，从而增加电驱动循环。虽然ICE的主要功能是提供车辆的推进力，但其也向客舱提供必要的热量作为其辅助功能。通常，当环境条件为10℃或更低的温度时，需要加热。在非电气化车辆中，存在着来自ICE的过量热，其可被排除并且用来加热客舱。应当指出的是，虽然ICE可能需要一些时间来加热并生成热量，但其在达到-30℃的温度时也能良好工作。因此，在电气化车辆中，由于客舱和电池管理需求而需要加热和冷却，ICE尺寸的减小或消除产生了对使用热泵型流体(即，能够在加热和/或冷却模式下使用的热传递流体或工作流体)的客舱进行有效加热的需求。

由于环境压力，当前的汽车制冷剂R-134a、氢氟烃或HFC正被逐步淘汰，以支持GWP＜150的较低全球变暖潜能值(GWP)制冷剂。虽然HFO-1234yf氢氟烯烃满足低GWP要求(GWP＝4，根据Pappadimitriou；以及GWP＜1，根据AR5)，但在不采取某些类型的系统改造或工作流体改变的情况下，其具有较低制冷量并且通常在较低(-10℃)至极低(-30℃)的环境温度下不能完全满足需求。

相似地，固定式住宅和商业建筑的加热和冷却也遭受着缺乏合适的低GWP制冷剂来替代当前使用的陈旧的高GWP制冷剂的困扰。

由于汽车车辆修理或维修的方式，流体必须具有较低或可忽略的滑移。当前，在车辆A/C修理或维修过程期间，制冷剂通过特定的汽车维修机器来处理，该汽车维修机器回收制冷剂，将制冷剂再生到一定的间歇性质量等级以除去总污染物，然后在修理或维修完成后将制冷剂再填充回车辆中。这些机器被表示为R/R/R机器，因为它们回收、再生、再填充制冷剂。正是这种在车辆维护或修理期间制冷剂的现场回收、再生和再填充，低滑移是优选的，并且可忽略的滑移是最优选的。当前的汽车维修机器并未被设置成处理具有高滑移或滑移的制冷剂。由于制冷剂在车辆修理车间被“现场”处理，因此没有机会将共混制冷剂重构为恰当的组成，诸如在制冷剂再生机处所进行的。具有较高滑移的制冷剂有时可能需要“重构”为初始制剂，否则将存在循环性能的损失。由于热泵流体将以与空调流体相同的方式处理，这种低滑移或无滑移的要求也将适用于热泵型流体，原因是其将以与传统空调流体相同的方式处理和/或维修。因此，需要具有低滑移或无滑移的制冷剂用于汽车应用。

因此，需要可提供冷却和加热的低GWP热泵型流体，以满足对混合动力车辆、轻度混合动力车辆、插电式混合动力车辆和电动车辆、电气化大宗运输，以及住宅和商业建筑的热管理的日益增长的需求。

发明内容