CN114196382A - 含1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚的组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含1,1,1,3,3,3‑六氟异丙基甲基醚的组合物及其应用，所述组合物包括：(1)质量百分含量为1～70％的1,1,1,3,3,3‑六氟异丙基甲基醚；(2)质量百分含量为30～99％的第二组分，所述第二组分选自全氟己酮、全氟‑4‑甲基‑2‑戊烯、(Z)‑1,1,1,4,4,4‑六氟丁‑2‑烯、(E)‑1,1,1,4,4,4‑六氟丁‑2‑烯、(Z)‑1‑氯‑2,3,3,3‑四氟丙烯和(E)‑1‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯中的至少一种；所述组合物为不可燃组合物或弱可燃组合物。本发明的组合物环境性能优异、安全性能好，特别适于制热温度≥120℃的高温热泵系统。
Description
技术领域
本发明涉及传热流体，特别涉及包括1～70％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚和30～99％的选自全氟己酮、全氟-4-甲基-2-戊烯、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯、(E)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯、(Z)-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯中的至少一种的第二组分的组合物，及所述组合物用作高温热泵、有机朗肯循环、热管和浸没式冷却的传热流体的应用。
背景技术
随着国际能源问题的日益突出，如何高效地使用能源、回收各种余热、减小环境污染成为人们关注的焦点。目前，利用高温热泵系统和有机朗肯循环等方式进行工业余热的回收利用，是一种解决能源问题和环境问题的有效手段。高温水源热泵是高温热泵的一种，能利用各类工业废水中的余热来制取高温热水，直接用于供暖或普通工业加热。有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)发电是将低品位热源转化为高品位电能的装置，它被认为是一项针对低温热源有效利用的技术，特别是针对地热能、太阳能、生物质能、工业余热、发动机余热等。
目前，高温热泵系统和有机朗肯循环系统中常用的传热流体为HFC-245fa，但其GWP值为858，环境性能不佳，并且存在毒性，面临削减和淘汰。同时，HFC-245fa应用于热泵系统时，一般制热温度约为120℃，最高不超过140℃。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种环境性能优异、安全性能好、制热温度高的含1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚的组合物。
本发明组合物中包含各组分的物理性能如下：
1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚(HFE-356mmz)，其分子式为：C4H4F6O，分子量为182.065g/mol，标准沸点为50.94℃，临界温度为186.43℃，临近压力为2.699MPa，GWP值为5。
全氟-2-甲基-3-戊酮，简称：全氟己酮，其分子式为：C6F12O，分子量为316.04g/mol，标准沸点为49.052℃，临界温度为168.66℃，临近压力为1.869MPa，GWP值为7。
全氟-4-甲基-2-戊烯，其分子式为：C6F12，分子量为300.045g/mol，标准沸点为47.585℃，临界温度为214.06℃，临近压力为3.3922MPa，GWP值为7。
(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯(R1336mmz-Z)，其分子式为：C4H2F6，分子量为164.06g/mol，标准沸点为33.453℃，临界温度为171.35℃，临近压力为2.903MPa，GWP值为2。
(E)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯(R1336mmz-E)，其分子式为：C4H2F6，分子量为164.06g/mol，标准沸点为7.43℃，临界温度为130.22℃，临近压力为2.7664MPa，GWP值为7。
(Z)-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯(R1224yd-Z)，其分子式为：C3HClF4，分子量为130.5g/mol，标准沸点为18.263℃，临界温度为166.45℃，临近压力为3.6237MPa，GWP值为1。
(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(R1233zd-E)，其分子式为：C3H2ClF3，分子量为148.49g/mol，标准沸点为14.617℃，临界温度为115.54℃，临近压力为3.337MPa，GWP值为1。
本发明表述中的ODP值以CFC-11作为基准值1.0，GWP值以CO2作为基准值1.0(100年)。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种组合物，所述组合物包括：
(1)质量百分含量为1～70％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；
(2)质量百分含量为30～99％的第二组分，所述第二组分选自全氟己酮、全氟-4-甲基-2-戊烯、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯、(E)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯、(Z)-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯中的至少一种；
所述组合物为不可燃组合物或弱可燃组合物。
作为一种优选的实施方式，所述组合物包括：
(1)质量百分含量为20～48％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；(2)质量百分含量为52～80％的第二组分。
更为优选地，所述组合物包括：
(1)质量百分含量为35～48％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；
(2)质量百分含量为52～65％的第二组分，所述第二组分选自全氟己酮、全氟-4-甲基-2-戊烯、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯中的至少一种。
作为另一种优选的实施方式，所述组合物包括：
(1)质量百分含量为49～70％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；(2)质量百分含量为30～51％的第二组分。
根据上述任一所述的组合物，所述组合物的GWP值＜7，ODP为0。
本发明还提供上述任一所述组合物作为传热流体的应用。
优选地，所述组合物用作高温热泵、有机朗肯循环、热管和浸没式冷却的传热流体。
本发明的组合物适于高温热泵系统，尤其适于制热温度≥120℃的高温热泵系统。优选地，本发明的组合物尤其适于制热温度≥150℃的高温热泵系统。
本发明的组合物用于高温热泵系统时，所述高温热泵系统的蒸发温度为50℃～100℃，冷凝温度为120～160℃。优选地，所述高温热泵系统的蒸发温度为80℃～100℃，冷凝温度为140℃～150℃。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.本发明的组合物安全性高，组合物不可燃或弱可燃。
2.本发明的组合物ODP值为零，GWP值＜7，环境性能优异。
3.本发明的组合物适于用作高温热泵、有机朗肯循环、热管和浸没式冷却的传热流体，特别适于制热温度高于120℃的高温热泵系统。
附图说明
图1给出了高温热泵余热回收系统的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
本发明提供的组合物，其制备方法是将1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚(HFE-356mmz)和全氟己酮、全氟-4-甲基-2-戊烯、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯(R1336mmz-Z)、(E)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯(R1336mmz-E)、(Z)-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯(R1224yd-Z)或(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(R1233zd-E)按照各组分的质量百分比在液相状态下进行物理混合
实施例1：将HFE-356mmz、全氟己酮在液相下按40:60的质量百分比进行物理混合。
实施例2：将HFE-356mmz、全氟-4-甲基-2-戊烯在液相下按40:60的质量百分比进行物理混合。
实施例3：将HFE-356mmz、R1336mmz-Z在液相下按45:55的质量百分比进行物理混合。
实施例4：将HFE-356mmz、R1336mmz-E在液相下按45:55的质量百分比进行物理混合。
实施例5：将HFE-356mmz、R1233zd-E在液相下按45:55的质量百分比进行物理混合。
实施例6：将HFE-356mmz、R1224yd-Z在液相下按45:55的质量百分比进行物理混合。
实施例7：将HFE-356mmz、全氟己酮、R1336mmz-Z在液相下按45:30:25的质量百分比进行物理混合。
实施例8：将HFE-356mmz、全氟己酮、R1336mmz-E在液相下按45:30:25的质量百分比进行物理混合。
实施例9：将HFE-356mmz、R1336mmz-Z、R1224yd-Z在液相下按45:30:25的质量百分比进行物理混合。
实施例10：将HFE-356mmz、全氟己酮在液相下按60:40的质量百分比进行物理混合。
实施例11：将HFE-356mmz、全氟-4-甲基-2-戊烯在液相下按60:40的质量百分比进行物理混合。
实施例12：将HFE-356mmz、全氟己酮、R1336mmz-E在液相下按60:30:10的质量百分比进行物理混合。
一、基本物性
对各实施例组合物和HFC-245fa单工质的基本物性进行测试，测试结果如下表1所示：
表1基本物性
二、可燃性
采用国家标准GB/T 12474-2008对各实施例的组合物进行可燃性测试，测试结果为不可燃或弱可燃，安全性高，具体如下表2所示：
表2可燃性测试结果
三、制热性能
图1给出了高温热泵系统回收工业余热的示意图，如图1所示，高温热泵系统回收工业余热的流程如下：蒸发器4中的工质吸收80～100℃的工业废热，经压缩机1压缩成高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器2并将100～130℃工业余热加热至120～150℃的工业需热进行再利用，工质冷却后进入节流阀3，进一步降温降压，再次回到蒸发器4，并以此循环工作。
将本发明实施例的组合物用作所述高温热泵系统的传热介质，对其在不同工况下的制热性能进行测试，测试结果如下表3所示：
表3不同工况下的制热性能
由上表3可知，将本发明组合物用于高温热泵系统中，系统排气温度均大于120℃，优选排气温度大于150℃。也即，高温热泵系统的制热温度可达120℃以上，最高可达150℃以上。
将本发明实施例的组合物用作有机朗肯循环中的传热介质，回收余热的温度同样可达120℃以上，最高余热回收温度亦可达150℃以上。
Claims (10)
1.一种组合物，所述组合物包括：
(1)质量百分含量为1～70％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；
(2)质量百分含量为30～99％的第二组分，所述第二组分选自全氟己酮、全氟-4-甲基-2-戊烯、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯、(E)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯、(Z)-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯中的至少一种；
所述组合物为不可燃组合物或弱可燃组合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组合物包括：(1)
质量百分含量为20～48％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；(2)质量百分含量为52～80％的第二组分。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于：所述组合物包括：
(1)质量百分含量为35～48％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；
(2)质量百分含量为52～65％的第二组分，所述第二组分选自全氟己酮、全氟-4-甲基-2-戊烯、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组合物包括：
(1)质量百分含量为49～70％的1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚；(2)质量百分含量为30～51％的第二组分。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组合物的GWP值＜7。
6.权利要求1-5任一所述组合物作为传热流体的应用，其特征在于：所述组合物用作高温热泵、有机朗肯循环、热管和浸没式冷却的传热流体。
7.根据权利要求6所述组合物作为传热流体的应用，其特征在于：所述组合物用于制热温度≥120℃的高温热泵系统。
8.根据权利要求7所述组合物作为传热流体的应用，其特征在于：所述组合物用于制热温度≥150℃的高温热泵系统。
9.根据权利要求7或8所述组合物作为传热流体的应用，其特征在于：所述高温热泵系统的蒸发温度为50℃～100℃，冷凝温度为120～160℃。
10.根据权利要求9所述组合物作为传热流体的应用，其特征在于：所述高温热泵系统的蒸发温度为80℃～100℃，冷凝温度为140℃～150℃。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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