CN113025281A - 一种含有机硅的制冷剂 - Google Patents

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杨昭
张勇
吕子建
陈裕博
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Abstract

本发明提供了一种制冷剂，由组分一和组分二组成，组分一为有机硅化合物，所述有机硅化合物为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种或几种，组分二为R134a、R32、R290、R600a、NH3、R1234yf、R1234ze(E)、DME或R152a中的一种或几种。本发明可用于工业制冷、民用制冷和商业制冷领域环保制冷剂的发展，并加速高GWP值制冷剂的淘汰。

Description

一种含有机硅的制冷剂
技术领域
本发明涉及制冷剂的技术领域，更具体地，涉及一种含有机硅的制冷剂。
背景技术
近年来，随着全球气候变暖，生态环境恶化，国际社会制定了一系列的法律法规来限制高全球变暖潜能值(GWP)制冷剂的使用，并对高GWP类制冷剂的替代物提出了更高的要求，要求新制冷剂具有零消耗臭氧潜能值(ODP)和尽可能低的GWP值。
目前，常用的制冷剂中，HCs类制冷剂具有优越的热力学性能和环保性能，但是绝大部分属于A3类物质，极易燃；HFCs类制冷剂安全稳定，不可燃，性能良好，但有较高的GWP，环保性能不佳；HFOs类制冷剂具有良好的环保性能，但一般价格比较昂贵，分解产物不明朗，具有一定的可燃性。
因此，现有技术中亟需寻找环保性能优良、循环性能优良的替代制冷剂。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种含有机硅的制冷剂。
本发明的技术方案如下：
一种制冷剂，由组分一和组分二组成，所述组分一为有机硅化合物，所述组分二为R32、R290、R600a、NH3、R1234yf、R1234ze(E)、DME或R152a中的一种或几种。
有机硅化合物为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种或几种。
一种制冷剂，由CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种组成。
一种组合物，由组分一和组分二组成，组分一为有机硅化合物，所述有机硅化合物为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种或几种，所述组分二为R134a、R32、R290、R600a、NH3、R1234yf、R1234ze(E)、DME或R152a 中的一种或几种，用作制冷剂。
一种有机硅化合物，所述有机硅化合物为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或 C2H3F3Si中的一种，用作制冷剂。
本发明相比现有技术的有益效果是：包含有机硅化合物的制冷剂物系GWP 值较低，具有环保优势；有机硅化合物中含有氟原子，制冷剂不可燃或可燃性较很低，安全性可以得到保证；具有较低的标准沸点；临界温度高，便于用常温的冷却介质进行冷却，可用于工业制冷、民用制冷和商业制冷领域环保制冷剂的发展，并加速高GWP值制冷剂的淘汰。
附图说明
图1是纯制冷剂的饱和蒸气压曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行说明。
一种制冷剂，由CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种组成。
实施例1，取100％的CH4F2Si(二氟(甲基)硅烷)用作纯制冷剂。
实施例2，取100％的CH5FSi(甲基氟硅烷)用作纯制冷剂。
实施例3，取100％的C2H6Si(乙烯基硅烷)用作纯制冷剂。
实施例4，取100％的C2H3F3Si(三氟(乙烯基)硅烷)用作纯制冷剂。
一种制冷剂，由组分一和组分二组成，组分一为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si 或C2H3F3Si中的一种或几种，组分二为R32、R290、R600a、NH3、R1234yf、 R1234ze(E)、DME或R152a中的一种或几种。
实施例5，取CH5FSi(甲基氟硅烷)和R152a(二氟乙烷)，将这两种组分常温下物理混合后作为制冷剂。
实施例6，取C2H6Si(乙烯基硅烷)和R1234ze(E)(1,3,3,3-四氟丙烯)，将这两种组分常温下物理混合后作为制冷剂。
实施例7，取C2H3F3Si(三氟(乙烯基)硅烷)和R1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)，将这两种组分常温下物理混合后作为制冷剂。
实施例8，取CH4F2Si(二氟(甲基)硅烷)和NH3(氨)，将这两种组分常温下物理混合后作为制冷剂。
实施例9，取CH5FSi(甲基氟硅烷)和DME(二甲醚)，将这两种组分常温下物理混合后作为制冷剂。
实施例10，取CH4F2Si(二氟(甲基)硅烷)、R290(丙烷)和R1234yf(2,3,3,3- 四氟丙烯)在常温下进行物理混合，CH4F2Si的摩尔质量百分比为20％、R290 的摩尔质量百分比为40％，R1234yf的摩尔质量百分比为40％。
实施例11，取CH5FSi(甲基氟硅烷)、R32(二氟甲烷)和R1234ze(E)(1,3,3,3- 四氟丙烯)在常温下进行物理混合，CH5FSi的摩尔质量百分比为30％、R32的摩尔质量百分比为20％，R1234ze(E)的摩尔质量百分比为50％。
实施例12，取C2H6Si(乙烯基硅烷)、R32(二氟甲烷)和NH3(氨)在常温下进行物理混合，C2H6Si的摩尔质量百分比为30％、R32的摩尔质量百分比为35％，NH3的摩尔质量百分比为35％。
实施例13，取C2H3F3Si(三氟(乙烯基)硅烷)、R600a(异丁烷)和DME (二甲醚)在常温下进行物理混合，CH4F2Si的摩尔质量百分比为45％、R600s 的摩尔质量百分比为10％，DME的摩尔质量百分比为45％。
实施例14，取C2H3F3Si(三氟(乙烯基)硅烷)、R152a(二氟乙烷)和 R290(丙烷)在常温下进行物理混合，CH4F2Si的摩尔质量百分比为20％、R290 的摩尔质量百分比为25％，R1234yf的摩尔质量百分比为55％。
实施例中各组分物质的基本参数见表1。
表1制冷剂所含组元的基本参数 (Tb：标准沸点，Tc：临界温度，Pc：临界压力)
Figure RE-GDA0003068816120000031
Figure RE-GDA0003068816120000041
利用Pitzer三参数蒸气压关联式对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4 中，CH4F2Si(二氟(甲基)硅烷)、CH5FSi(甲基氟硅烷)、C2H6Si(乙烯基硅烷)、C2H3F3Si(三氟(乙烯基)硅烷)的蒸气压进行了计算，图1给出了实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中纯制冷剂的饱和蒸气压曲线。由图中可以看出，随着温度的升高，4种纯有机硅化合物制冷剂的饱和压力逐渐增大。
利用COSMO-SAC模型对实施例5-16中的物性参数进行了计算，研究了 -10℃～30℃的温度范围内，气液相平衡时的总压力P(MPa)随组分一(有机硅化合物)的变化。表2-6相应给出了实施例5-9中系统的总压力，其中，x表示有机硅化合物在液相的摩尔分数)
表2 CH5FSi+R152a气液相平衡时的总压力P(MPa)
Figure RE-GDA0003068816120000042
表3 C2H6Si+R1234ze(E)气液相平衡时的总压力P(MPa)
Figure RE-GDA0003068816120000051
表4 C2H3F3Si+R1234yf气液相平衡时的总压力P(MPa)
Figure RE-GDA0003068816120000052
表5 CH4F2Si+NH3气液相平衡时的总压力P(MPa)
Figure RE-GDA0003068816120000061
表6CH5FSi+DME气液相平衡时的总压力P(MPa)
Figure RE-GDA0003068816120000062
表7实施例11-16气液相平衡时的总压力P(MPa)
实施例 -10℃ -5℃ 0℃ 5℃ 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃
11 0.243 0.288 0.339 0.397 0.462 0.535 0.616 0.705 0.804
12 0.315 0.376 0.445 0.524 0.614 0.714 0.826 0.951 1.090
13 0.357 0.428 0.509 0.601 0.706 0.824 0.957 1.106 1.271
14 0.187 0.226 0.269 0.319 0.376 0.440 0.512 0.592 0.682
15 0.277 0.328 0.386 0.452 0.526 0.609 0.701 0.802 0.915
上述制冷的GWP值均比较低，在环保方面有明显的优势。制冷剂的标准沸点、临界温度、临界压力与常见的制冷剂较为接近，具有良好的热物性。有机硅中含有氟原子，具有一定的阻燃性，上述实施例中混合制冷剂的可燃性降低，增加了系统运行及工作环境的安全性。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种制冷剂，其特征是，由组分一和组分二组成，组分一为有机硅化合物，组分二为R134a、R32、R290、R600a、NH3、R1234yf、R1234ze(E)、DME或R152a中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的制冷剂，其特征是，所述有机硅化合物为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种或几种。
3.一种制冷剂，其特征是，由CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种组成。
4.一种组合物，由组分一和组分二组成，组分一为有机硅化合物，所述有机硅化合物为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种或几种，所述组分二为R134a、R32、R290、R600a、NH3、R1234yf、R1234ze(E)、DME或R152a中的一种或几种，其特征是，用作制冷剂。
5.一种有机硅化合物，所述有机硅化合物为CH4F2Si、CH5FSi、C2H6Si或C2H3F3Si中的一种，其特征是，用作制冷剂。
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