[发明专利]制冷剂组合物

说明书

本专利申请为分案申请；其原申请的申请日为2007年03月05日，申请号为200780007644.1，发明名称为“制冷剂组合物”。原申请是国际申请，其国际申请号为PCT/GB2007/000747，国际申请日为2007年03月05日，进入中国国家阶段日为2008年09月03日。

技术领域

本发明涉及制冷剂组合物。本发明尤其涉及对平流层臭氧无不利影响的制冷剂组合物。本发明还涉及用于为使用消耗臭氧层物质(ODS)包括HCFC22(氯二氟甲烷)设计的制冷和空调系统中以及用于新型设备的组合物。这些制冷剂组合物与制冷和空调系统内常用的润滑剂相容，也与新型合成润滑剂(如多元醇酯油)相容。

背景技术

虽然人们相当小心地防止制冷剂泄漏到大气中，但是这种情况还是时有发生。在一些地区烃的排放受到控制，这是为了将因烃和氧混合后在阳光的作用下导致的对流层臭氧的产生减到最少。要将本发明所指的组合物的泄漏而引起的烃对大气的作用减到最少，烃的含量优选地应少于5％，若少于3.5％则更佳。

本发明的组合物也可用于为非消耗臭氧层物质设计的设备。

众所周知，虽然氯氟烃(CFCs)例如CFC12和CFC502以及氢氯氟烃例如HCFC22是节能的，不可燃的且毒性低的，但这些物质会移往平流层，在此处它们会由于紫外线的作用而分解以攻击臭氧层。宜用不消耗臭氧的替代物如同样不可燃的、节能的且毒性低的氢氟烃(HFCs)代替消耗臭氧层物质。有六种主要的HFCs，即HFC134a、HFC32、HFC125、HFC143a、HFC227ea和HFC152a，其能够以或单独或混合成混合物的形式代替CFCs和HCFCs。HFC134a、HFC227ea和HFC152a可直接用来代替ODS，而HFC32、HFC143a和HFC125则通常在混合物中代替ODS。然而，因为HFCs在传统的润滑剂如矿物油和烷基苯油中不具备足够的溶解性，所以合成的含氧润滑剂已被特别地引入新型设备中。这些新型的润滑剂价格昂贵且具有吸湿性。

制冷剂混合物如R404A,R507,R410A,R407C和其它制冷剂混合物作为CFCs和HCFCs的替代物已商业化。但是，因为这些组合物仅包括HFC成分，所以不能和经常与CFCs和HCFCs一起使用的传统润滑剂一起使用。如果用这些混合物代替现有设备中的CFCs和HCFCs，大型化工制造商推荐在系统中保留不超过5％的传统润滑剂，这样可能需要把润滑剂几乎全部换为合成的含氧润滑剂，甚至把系统全面翻新。这经常价格昂贵，且在技术上难以让人满意。

虽然设备制造商已使其机组适应用HFC混合物工作，但是已发现可商购的HFC产品不如CFCs和HCFCs那样令人满意。特别是为了保证油的充分回流，烃润滑剂如矿物油等已被含氧的润滑剂特别是多元醇酯及聚烷撑二醇所代替。遗憾的是，这些材料易于吸收大气中的水分，尤其是在维护期间；该水分可造成设备的过度的腐蚀及磨损，从而使设备的耐用性降低。本发明的一个目的是提供可在现有设备和新型设备中都能继续使用烃油的HFC/烃混合物。

在寻找易于用来代替新型和现有设备中R22的制冷剂混合物时，特别重要的是该新的混合物应具有足够的制冷容量。该容量在类似的工作条件下应至少为其替代的流体的90％，至少为其替代的流体的95％为优选，最优选为与其替代的流体相等或更多。本发明涉及的制冷剂组合物在通常使用R22的高温至低温空调和制冷应用范围中具有与R22类似的容量。

某些制冷剂如R407C，其在蒸发器和冷凝器中具有较宽的温度滑移(>4℃)。设备制造者基于他们在CFC/HCFC单一流体或共沸混合物上所得的经验，更愿意选择温度滑移低的制冷剂。本发明的另一个目的是提供能够代替HCFC22和HFC混合物(如R407C)的HFC/烃混和物，以使烃润滑剂可继续在设备中使用，并通过提供共沸的混合物和近共沸的混合物将热交换机中的温度滑移减到最小。

专利文献中使用了不同术语描述制冷剂混合物。以下定义来自美国供暖制冷空调工程师学会(ASHRAE)标准34；

共沸混合物：共沸混合物是包含两种或更多种的制冷剂，在一定压力下，这些制冷剂在平衡的蒸汽相和液相中的组成是相同的。共沸混合物在另外一些条件下显示某程度成分的分离。分离程度取决于特定的共沸混合物以及其应用。

共沸温度：在特定压力下，处于平衡状态的混合物的液相中各组分和气相中各组分具有相同的摩尔分数时的温度。

近共沸混合物：在特定的应用的分析中，温度滑移小到可以忽略而不致产生误差的非共沸混合物。