一种替代R32的制冷剂及其制备方法与流程

一种替代r32的制冷剂及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及制冷剂技术领域，特别涉及一种替代r32的制冷剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会的进步和制冷技术的快速发展，越来越多的制冷设备在满足人们的日常生产生活需求的同时，却也带来了严重的世界性问题，特别是制冷剂cfcs(氯氟烃)和hcfcs(氢氯氟烃)更是对大气臭氧层带来极大破坏。r32作为目前主流的商业制冷设备制冷剂，也是国家认可并推荐使用的商业制冷设备制冷剂，每年用量巨大。r32虽然不破坏臭氧层，全球变暖潜能值(gwp)达到1000，不具备环保特点，制冷运行时其能耗比较高，不能满足当前国家倡导高效节能绿色制冷工质的要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种替代r32的制冷剂及其制备方法，旨在解决r32制冷运行时其能耗比较高，不能满足当前国家倡导高效节能绿色制冷工质的要求的问题。
4.本发明提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
5.所述氟乙烷为25
‑
35份，所述丙烯为20
‑
30份，所述二氟乙烷为40
‑
50份，所述三氟碘甲烷为15
‑
25份。
6.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
7.所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为25
‑
35份，所述二氟乙烷为45
‑
55份，所述三氟碘甲烷为10
‑
20份。
8.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
9.所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为25
‑
35份，所述二氟乙烷为30
‑
40份，所述三氟碘甲烷为15
‑
25份。
10.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
11.所述氟乙烷为30
‑
35份，所述丙烯为30
‑
40份，所述二氟乙烷为25
‑
35份，所述三氟碘甲烷为20
‑
30份。
12.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
13.所述氟乙烷为30
‑
40份，所述丙烯为25
‑
35份，所述二氟乙烷为35
‑
45份，所述三氟碘甲烷为10
‑
20份。
14.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲
烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
15.所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为15
‑
25份，所述二氟乙烷为45
‑
55份，所述三氟碘甲烷为20
‑
30份。
16.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
17.所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为30
‑
40份，所述二氟乙烷为30
‑
40份，所述三氟碘甲烷为25
‑
35份。
18.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
19.所述氟乙烷为25
‑
35份，所述丙烯为20
‑
30份，所述二氟乙烷为35
‑
45份，所述三氟碘甲烷为15
‑
25份。
20.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂，包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：
21.所述氟乙烷为10
‑
80份，所述丙烯为10
‑
80份，所述二氟乙烷为10
‑
80份，所述三氟碘甲烷为10
‑
80份。
22.本发明还提供了一种替代r32的制冷剂的制备方法，包括如下步骤：
23.通过精馏塔对四种原料进行精馏提纯，其中，四种所述原料包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷；
24.对提纯后的四种所述原料进行检测，确保提纯后的四种所述原料的纯度达到预设标准；
25.对全自动混配罐进行抽真空至呈负压状态；
26.按照重量份数将检测达标的四种所述原料加入所述全自动混配罐；
27.通过所述全自动混配罐对加入的四种所述原料进行搅拌第一预设时长，得到混合制冷剂；
28.检测所述混合制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比；
29.在所述混合制冷剂稳定第二预设时长后，再次检测所述混合制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比；
30.若满足相应的重量份数配比，则得到替代r32的制冷剂。
31.本发明的技术方案中，该替代r32的制冷剂是申请人经过大量的试验筛选得到的，通过四种组分在特定的比例下混合制备而成，该替代r32的制冷剂具有潜热大、导热性能好等优点，该替代r32的制冷剂的单位制冷量比r32大40％，该替代r32的制冷剂比r32节能达到30％以上，该替代r32的制冷剂的运行压力只有r32的70％，并且，该替代r32的制冷剂属于不可燃制冷剂，不存在易燃、易爆事故的发生。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方
案、或b方案、或a和b同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本发明提供一种替代r32的制冷剂，在一具体实施例中，所述替代r32的制冷剂包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为25
‑
35份，所述丙烯为20
‑
30份，所述二氟乙烷为40
‑
50份，所述三氟碘甲烷为15
‑
25份。
34.具体而言，氟乙烷为r161，丙烯为r1270，二氟乙烷为r152a，三氟碘甲烷为r13i1，该替代r32的制冷剂能替代r32作为满液式冷却器、干式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统等制冷设备的制冷剂。以氟乙烷、丙烯、二氟乙烷、三氟碘甲烷的四元混合物作为制冷剂时的系统性能极为优势。因为氟乙烷、丙烯、二氟乙烷、三氟碘甲烷的四元结合具有潜热大、导热性能好等特点，氟乙烷、丙烯、二氟乙烷、三氟碘甲烷的四元结合能够提高制冷剂的潜热，提高系统运行效率，而二氟乙烷具有可燃性，故加入三氟碘甲烷进行阻燃，堪称完美，所以本发明攻克了原r32可燃的技术瓶颈，同时解决了安装及售后造成易燃易爆的事故。因此对氟乙烷、丙烯、二氟乙烷、三氟碘甲烷的四元混合制冷剂的发明与上市非常有必要的，填补了国内外众多以r32为制冷剂的制冷设备节能环保市场的空白，节能应用市场前景良好。
35.本发明的技术方案中，该替代r32的制冷剂是申请人经过大量的试验筛选得到的，通过四种组分在特定的比例下混合制备而成，该替代r32的制冷剂具有潜热大、导热性能好等优点，该替代r32的制冷剂的单位制冷量比r32大40％，该替代r32的制冷剂比r32节能达到30％以上，该替代r32的制冷剂的运行压力只有r32的70％，并且，该替代r32的制冷剂属于不可燃制冷剂，不存在易燃、易爆事故的发生。
36.可选地，在第一实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为25
‑
35份，所述二氟乙烷为45
‑
55份，所述三氟碘甲烷为10
‑
20份。
37.可选地，在第二实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为25
‑
35份，所述二氟乙烷为30
‑
40份，所述三氟碘甲烷为15
‑
25份。
38.可选地，在第三实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为30
‑
35份，所述丙烯为30
‑
40份，所述二氟乙烷为25
‑
35份，所述三氟碘甲烷为20
‑
30份。
39.可选地，在第四实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为30
‑
40份，所述丙烯为25
‑
35份，所述二氟乙烷为35
‑
45份，所述三氟碘甲烷为10
‑
20份。
40.可选地，在第五实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为15
‑
25份，所述二氟乙烷为45
‑
55份，所述三氟碘甲烷为20
‑
30份。
41.可选地，在第六实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为20
‑
30份，所述丙烯为30
‑
40份，所述二氟乙烷为30
‑
40份，所述三氟碘甲烷为25
‑
35份。
42.可选地，在第七实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为25
‑
35份，所述丙烯为20
‑
30份，所述二氟乙烷为35
‑
45份，所述三氟碘甲烷为15
‑
25份。
43.可选地，在第八实施例中，所述替代r32的制冷剂的组分按重量份数计分别为：所述氟乙烷为10
‑
80份，所述丙烯为10
‑
80份，所述二氟乙烷为10
‑
80份，所述三氟碘甲烷为10
‑
80份。
44.本发明还提供一种替代r32的制冷剂的制备方法，用于制备如上所介绍的任一种替代r32的制冷剂，具体地，该制备方法包括如下步骤：
45.步骤s110：通过精馏塔对四种原料进行精馏提纯。
46.具体而言，四种所述原料包括氟乙烷、丙烯、二氟乙烷和三氟碘甲烷。精馏塔高必须达到生产99.99％制冷剂原材料的高度和标准。
47.步骤s120：对提纯后的四种所述原料进行检测，确保提纯后的四种所述原料的纯度达到预设标准。
48.可选地，在本实施例中，每种原料采用安捷仑色普仪进行检测，确保其纯度达到制冷剂级99.99％。
49.步骤s130：对全自动混配罐进行抽真空至呈负压状态。
50.具体而言，先对全自动混配罐进行连接；再对全自动混配罐进行抽真空，达到负压状态。
51.步骤s140：按照重量份数将检测达标的四种所述原料加入所述全自动混配罐。
52.步骤s150：通过所述全自动混配罐对加入的四种所述原料进行搅拌第一预设时长，得到混合制冷剂。
53.可选地，在本实施例中，第一预设时长为四个小时。
54.步骤s160：检测所述混合制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比。
55.步骤s170：在所述混合制冷剂稳定第二预设时长后，再次检测所述混合制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比。
56.可选地，在本实施例中，第二预设时长为五个小时。产品在混配装置进行搅拌四个小时后，稳定五个小时再次取样检测。
57.步骤s180：若满足相应的重量份数配比，则得到替代r32的制冷剂。
58.可选地，在本实施例中，连接全自动混配罐下端的全自动分装机进行分装得到成品。
59.以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
60.第一实施例
61.一种替代r32的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：20
‑
30份的r161；25
‑
35份的r1270；30
‑
40份的r152a；15
‑
25份的r13i1。
62.该替代r32的制冷剂的制备方法如下：s1.对四种原料在生产线上进行精馏提纯，
精馏塔高必须达到生产99.99％制冷剂原材料的高度和标准；s2.四种原料纯度采用安捷仑色普仪进行检测，确保其纯度达到制冷剂级99.96％；s3.对新型全自动混配罐进行连接；s4.对新型全自动混配罐进行抽真空，达到负压状态；s5.按照重量份数配比将达标的原料加入新型全自动混配罐；s6.启动新型全自动混配装置进行搅拌四个小时；s7.将搅拌四个小时后的成品—混合制冷剂进行检测，检测其各组分重量份数配比的准确度；s8.产品在混配装置进行搅拌四个小时后，稳定五个小时再次取样检测；s9.连接混配装置下端的全自动分装机进行分装得到成品。
63.第二实施例
64.一种替代r32的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：20
‑
30份的r161；25
‑
35份的r1270；45
‑
55份的r152a；10
‑
20份的r13i1。其制备方法基本与第一实施例相同。
65.第三实施例
66.一种替代r32的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：20
‑
30份的r161；25
‑
35份的r1270；30
‑
40份的r152a；15
‑
25份的r13i1。其制备方法基本与第一实施例相同。
67.第四实施例
68.一种替代r32的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：30
‑
35份的r161；30
‑
40份的r1270；25
‑
35份的r152a；20
‑
30份的r13i1。其制备方法基本与第一实施例相同。
69.第五实施例
70.一种替代r32的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：30
‑
40份的r161；25
‑
35份的r1270；35
‑
45份的r152a；10
‑
20份的r13i1。其制备方法基本与第一实施例相同。
71.第六实施例
72.一种替代r32的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：20
‑
30份的r161；15
‑
25份的r1270；45
‑
55份的r152a；20
‑
30份的r13i1。其制备方法基本与第一实施例相同。
73.第七实施例
74.一种替代r32的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：25
‑
35份的r161；20
‑
30份的r1270；35
‑
45份的r152a；15
‑
25份的r13i1。其制备方法基本与第一实施例相同。
75.以第一实施例制备的替代r32的制冷剂为测试对象，按照现有技术的相关标准进行测试，其物性参数如表1所示：
76.表1
77.分子量40.2临界温度(℃)74.8密度(g/ml，24℃)1.15臭氧破坏指数0标准沸点(℃)
‑
48.2相对蒸汽密度(g/ml)1.6温室效应(gwp)<3溶点(℃)
‑
133气相标准热溶41临界压力(kpa)4.65临界温度(℃)77.8临界密度0.452临界体积121临界压缩因子0.32击穿电压>25kv
78.由表1的物性参数可知，本发明提供的替代r32的制冷剂与r32的特性相近，可替换r32，且其相对而言有如下优势：本发明提供的替代r32的制冷剂的平均分子量比r32小20％、不破坏臭氧层(odp为零)、极低的温室效应。
79.为了进一步说明本发明提供的替代r32的制冷剂在节能方面的优势，申请人在实验室安装了两台分体空调机组，分为一号机组和二号机组，一号机组使用r32运行，二号机组使用本发明提供的替代r32的制冷剂运行，进行750个工作日节能测试，综合节能率达30％以上；应用实验室硬件设备相同(同厂家、同型号、同机型、同功率、同工况)。
80.现就两台分体空调机组(投入第一实施例至第七实施例制备的替代r32的制冷剂)运行750个工作日，以电脑采集每天数据计算节能率，具体节能率如表2所示：
81.表2
[0082][0083]
与现有r32技术相比，本发明提供的替代r32的制冷剂具有以下有益效果是：本发明提供的替代r32的制冷剂属于不可燃制冷剂，不存在易燃、易爆事故发生；本发明提供的替代r32的制冷剂应用在原使用r32的空调上安装及售后方便、安全、高效；本发明提供的替代r32的制冷剂与r32运行对比，四季平均节能达到30％以上；本发明提供的替代r32的制冷剂的运行压力只有r32的70％，可减轻空调压缩机工作压力；本发明提供的替代r32的制冷剂的单位制冷量比r32大40％，充注量只有使用r32的65％。
[0084]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。