[發明專利]氟代烯烴制冷劑組合物

有效

• 申請號: 201310062932.4
• 申請日: 2004-10-25
• 公開（公告）號: CN103215013B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: R.H.托馬斯;R.R.辛
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬雪松

相關申請

本申請是中國專利申請號2004800390948、申請日2004年10月25日、發明名稱“氟代烯烴制冷劑組合物”的中國專利申請的分案申請。

本申請涉及并要求美國臨時申請60/421,263和60/421,435的優先權益，其中每個申請于2002年10月25日遞交，且每個申請經引用并入本申請。本申請還涉及并通過引用合并以下同時遞交的各美國專利申請：代理人卷號(Docket?Number)H0004412(26，269)，Singh等人的標題為“Compositions?Containing?Fluorine?Substituted?Olefins(包含氟代烯烴的組合物)”申請，和代理人卷號H0003789(26，267)，Tung等人的標題為“Proeess?For?Producing?Fluoropropenes(氟代丙烯的制造方法)”申請。

技術領域

本發明涉及在壓縮致冷、空調和熱泵系統中用作制冷流體的組合物。

背景技術

人們已經變得不贊同使用含氯致冷劑，例如含氯氟烴(chloro-fluorocarbons)(CFC′s)、氫化含氯氟烴(hydrochlorofluorocarbons)(HCF′s)等作為空調系統和制冷系統的致冷劑，這是因為這些化合物伴有臭氧消耗性能。結果，日益期望用例如氫化氟烴(HFC′s)的不消耗臭氧層的非含氯致冷劑化合物代替含氯致冷劑，以改型含氯致冷系統。

作為任何與致冷組合物相關的替代材料，這些材料必須與壓縮機中采用的潤滑劑相容。遺憾的是，在傳統上與CFC′s和HFC′s一起使用的潤滑劑類，包括例如礦物油、烷基苯或聚(α-烯烴)中，包括HFC′s的許多非含氯致冷劑流體是相對不可溶的和/或不可混溶的。為了獲得一種在壓縮致冷、空調或熱泵系統中有效工作的致冷流體-潤滑劑組合(combination)，潤滑劑必須在寬泛的操作溫度范圍里均能足夠地溶解在致冷液體中。這種可溶性降低了潤滑劑的粘度，并使它能更容易地流過系統。缺少這種可溶性的情況下，潤滑劑趨于在壓縮致冷、空調和熱泵系統的蒸發器以及系統其它部件的蛇行管中滯留，從而降低了系統的效率。

作為HFC致冷液體的可混溶潤滑劑，已經開發了聚亞烷基二醇、酯化的聚亞烷基二醇和多元醇酯的潤滑油。美國專利4,755,316、4,971,712和4,975,212公開了聚亞烷基二醇致冷潤滑劑。美國專利5,008,028公開了聚亞烷基二醇酯。所公開的聚亞烷基二醇和聚亞烷基二醇酯潤滑油可混溶于含一個和兩個碳原子且無雙鍵的氟代烷烴中。

從而，發現基于氟代烴的流體廣泛用于致冷系統應用的工業領域，包括空調系統以及熱泵應用，它們均包括壓縮致冷。壓縮致冷通常包括通過較低壓力下熱吸收將致冷劑從液相變為汽相，然后通過在高壓下排除熱量從汽相變為液相。

致冷的首要目的是在低溫時除去能量，而熱泵的首要目的是在高溫時增加能量。熱泵因為加熱而被認為是逆循環系統，冷凝器的運作與致冷蒸發器的運作互換。

這一技術領域不斷尋求基于新的氟代烴和氫化氟代烴的純流體，其為致冷和熱泵應用提供替代物。申請人已經意識到，基于氟代烯烴的材料(氟代烯烴類)尤其有意義，因為它們具有的特性使它們成為比目前使用的氟代烷烴(HFC′s)對環境更安全的替代品，HFC′s盡管對臭氧層安全，但是令人懷疑使全球變暖。

申請人還認識到，在許多情況下HFC′s的致冷組合物替代品優選具有某些性能，使它們被認為是可接受的替代品，包括可接受的致冷特性、化學穩定性、低毒性、不燃性、潤滑劑相容性和使用效率。最后的特性在許多致冷系統、空調系統和熱泵應用中很重要，尤其在致冷熱力學性能或能量效率的損失可能通過電能需求增加引起的礦物燃料使用增加造成二次環境影響時。此外，不需要對傳統的蒸汽壓縮技術和目前與HFC致冷液體一起使用的潤滑劑系統做大的工程變動，這可能也是HFC致冷組合物替代品的優勢。

對許多應用來說，可燃性是另一項重要性能。即，在許多應用，尤其是在包括傳熱的應用中，使用不可燃的組合物被認為是重要或基本的要求。這樣，在這類組合物中使用不可燃的化合物常常是有益的。

本申請中使用時，術語“不可燃的”是指化合物或組合物按照ASTM標準E-681，2002年頒，測定會是不可燃的，該標準經引用并入本申請。不幸的是，在所用的致冷劑組合物中別的方面可能可取的許多HFC′s卻不是不可燃的。例如氟代烷烴二氟乙烷(HFC-152a)和氟代烯烴1，1，1-三氟丙烯(HFO-1243zf)均是可燃的，從而在許多應用中它們是不可用的。