[发明专利]一种冷冻机油和制冷压缩机及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制冷压缩机的冷冻机油，其中制冷压缩机采用HCs烃类制冷剂。本发明还涉及含有所述冷冻机油的制冷压缩机和制冷压缩机系统。

背景技术

冷冻机油在制冷压缩机内起润滑、散热、密封、降噪作用，对压缩机和制冷系统的性能发挥及寿命有着重要的影响，尤其是对压缩机和制冷系统的可靠性和制冷系统的能效关系密切。又考虑到目前使用烃类制冷剂的大多设备为封闭式制冷，冷冻机油的工作时间往往与压缩机的寿命同步，长达10-15年。因此选择性能优异的冷冻机油对压缩机和制冷系统来说是十分重要的。

众所周知，氟里昂物质中的氯原子会与臭氧发生连锁反应，对地球表面的臭氧层造成严重的破坏，使得南北极区出现臭氧空洞。近20年，在冰箱行业，各国政府相继摒弃了含氯型的制冷剂产品R12(二氯二氟甲烷)，转而在冰箱行业使用R134a(四氟乙烷)和R600a(异丁烷)，在冷柜行业选用R290(丙烷)。R134a的温室效应指数(GWP值)太高，而低分子烃制冷剂如R600a由于具有不破坏臭氧层、温室效应指数小、能效比高而且又不会产生环境问题的优点，因此备受青睐，近期得到了广泛推广，目前已成为替代制冷剂的主流。不同的制冷剂与冷冻机油有不同的溶解性和稳定性，因此，必须选择与制冷剂R600a和R290有良好溶解性及稳定性的冷冻机油才能使压缩机油的性能得到最大发挥。适用于R134a的酯类油，虽与R290或R600a相容性很好，但因其成本过高，对于压缩机厂家来说，低成本、与冷媒相容性好、安全可靠的油品才是首选。

异丁烷和丙烷都是纯烃类制冷剂，根据相似相溶原理，烃类油与异丁烷和丙烷具有良好的互溶性。有文献报导，烃类油包括环烷烃矿物油、石蜡基矿物油、烷基苯、聚醚、酯类油等。其中，聚醚、酯类油等合成油的价格高；石蜡基矿油的低温流动性差，含蜡高，易阻塞毛细管等部位，造成系统不制冷；环烷基油虽具有优良的低温性能和良好的与异丁烷和丙烷的溶解性，但其粘度指数和闪点较低、润滑性能较差，同时还面临环保问题。而烷基苯，尤其是线性烷基苯，具有优良的润滑特性，比环烷基基础油的抗磨润滑性能更好，有助于改善摩擦，减少磨损，具有优异的低温性能及电绝缘性能，与制冷剂(HCFCs，HCs)的相容性好，能够减少回油损失，提高压缩能效。另外，与制冷剂共存条件下的热稳定性和化学稳定性较好，使得烷基苯压缩机油在往复式、涡旋式、回转式压缩机中被广泛应用。在冰箱等制冷压缩机中，出于性能和安全方面的考虑，越来越多地倾向于使用烷基苯类型的冷冻机油。

对于烷基苯来说，由于受原料来源的限制，一般得到的均是不同烷基苯的混合物，又由于作为不同等级的冷冻机油对粘度、闪点、酸值等诸多性能均有不同的要求，而烷基苯如何选择或处理能成为符合性能要求的冷冻机油，仍是此领域中不断探索的课题。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种用于制冷压缩机的冷冻机油和制冷压缩机及系统。该冷冻机油具有粘度低、闪点高、与制冷剂互溶性好、酸值低和色度优等良好的性质，使该润滑剂用于制冷压缩机及其系统时具有良好的热稳定性和化学稳定性，而且能耗低。

本发明第一方面提供的用于制冷压缩机的冷冻机油，所述的制冷压缩机采用的制冷剂选自HCs(烃)族组分中的一种或多种，冷冻机油包括烷基苯，其中烷基苯的馏程如下：初馏点为250～310℃，终馏点为470～540℃，优选初馏点为290～310℃，终馏点为480～525℃，其中以烷基苯的重量为基准，沸点在335℃以下的占10％以下，沸点在335～380℃的占40％～65％，优选为50％～65％，沸点在380～425℃的占20％～40％，优选为20％～35％，沸点在425℃以上的占10％以下，优选为3％～10％。

本发明所述冷冻机油的性质如下：

40℃的运动粘度为16～40mm²/s，优选为19～25mm²/s，闪点为170～190℃，优选为180～190℃，酸值小于0.01mgKOH/g，颜色号小于1。

本发明所述的烷基苯中，烷基的个数为1～3个，该烷基是支链状或直链状，优选至少具有一个直链烷基，所有烷基的碳原子总数为10～30。在上述的烷基苯中，可以为单烷基苯、二烷基苯、三烷基苯或它们的混合物。本发明中优选采用的烷基苯为至少具有一个直链烷基的烷基苯占烷基苯总重量的90％以上，本发明中称为直链烷基苯。