[发明专利]干燥包含氟丙烯的气流的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于干燥包含氟化丙烯的流体的干燥剂。尤其是，本 发明涉及包含具有所限定孔尺寸的分子筛的干燥剂的用途。

背景技术

通常认为控制在采用卤化流体作为传热介质的蒸气压缩式制冷系统内 部存在的水的水平是重要的。这种系统中的高湿度水平可能导致多种可靠 性和性能问题。当水平接近或高于可形成游离相水的水平时，可形成固体 包合物或冰晶体。固体包合物可在高于水的正常凝固点的温度下形成。这 些固体物质可以限制制冷剂的流动，尤其是制冷剂通过用于调节流过系统 的制冷剂流的膨胀装置(expansion device)(通常是阀门、孔管或毛细管)时更 是如此。

在较低水平的湿气下，发现在封闭式压缩机系统中的许多聚合物材料， 尤其是与密封电动机的绝缘相关的那些材料，诸如尼龙和PET，可能遭受 水解降解，从而导致电动机烧毁和早发系统故障。湿气还可能腐蚀系统的 金属组分和有助于铜镀现象，其中铜从由铜构成的部件迁移并且沉积到铁 合金表面上。当这些表面在压缩机中时，诸如阀门和活塞零件，该沉积会 缩小机械间隙并且最后可导致滞塞。

为了使湿气在制冷系统中的不利影响最小化，这些系统引入干燥剂材 料，以便从循环流体中选择性地吸收湿气。传统地，这些干燥剂已经由多 种材料包括活性氧化铝、硅胶和硅铝酸盐分子筛(沸石)来制造。干燥剂通 常以由一种或更多种干燥剂材料组成的多孔模制芯的形式、或以松散填充 的干燥剂珠或丸的形式使用。在任一种情况下，都是将干燥剂置于盒 (cartridge)内部，并使液体或蒸气形式的制冷剂穿过所述盒与干燥剂接触。

沸石分子筛尤其引起关注，这是因为它们不仅可以保持大容量的湿气， 而且能够将制冷流体的湿含量降至低水平。为了使用这样的分子筛实现令 人满意的干燥性能，重要的是使制冷剂的竞争性吸收最小化。这通常通过 选择分子筛来实现，所述分子筛具有足够小的开孔尺寸使得制冷剂的吸收 最小化，但是所述开孔尺寸足够宽以保持令人满意的吸湿速率。为了避免 制冷剂通过分子筛通道内部的反应而降解，也需要该制冷剂吸收的最小 化。

虽然制冷系统内部的湿度控制显然是重要的，但将干燥制冷剂流体作 为它们制造工艺的一部分也是必需的。这样可将可能通过制造工艺步骤例 如通过水刷洗引入制冷剂的任何湿气可以在流体封入或置于接收容器之 前除去。因此干燥流体避免了与处理和存储流体相关的任何腐蚀或冻结问 题，并且帮助确保后续的将流体引入制冷回路不会引入可能使任何在线系 统中的干燥剂的干燥能力超负荷的过度湿气水平。

蒙特利尔议定书提出替换传统的氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)制 冷剂，包括R-12(二氯二氟甲烷)、R-22(氯二氟甲烷)，以及R-502，即R-22 和R-115(氯五氟乙烷)的共沸混合物。这些物质已普遍地被通式为 C_nH_xF_y(其中n＝1至3，x＝1至(2n-1)和(x+y)＝2n+2)的氢氟烃(HFC)制冷剂 及其混合物替代。

这些制冷流体通常与合成的压缩机润滑剂组合使用，所述合成的压缩 机润滑剂最经常为酯、聚亚烷基二醇(PAG)或聚乙烯醚(PVE)。HFC制冷 剂和它们的合成润滑剂二者比CFC和HCFC制冷剂与它们的矿物油或合 成烃压缩机润滑剂的传统组合的极性更高、吸湿性更强。

历史上最常用的制冷剂中的一种是R-12。它在二十世纪九十年代在其 主要应用领域中被R-134a(1，1，1，2-四氟乙烷)替换。R-134a的单一最大应用 领域中的一种是在机动车空调系统中，其中R-134a与聚亚烷基二醇压缩 机润滑剂联合使用。其它的应用领域包括家用和工业制冷，其中R-134a 通常与酯或PVE压缩机润滑剂、通常是来自于新戊基多元醇酯(POE)家族 的酯联合使用。R-134a也是在商业和住宅冷冻、制冷和空调应用中用于替 代R-22和R-502的制冷剂混合物的组分。