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科慕HFO-1234YF

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产品详情

HFO-1234yf可以应用于冰箱制冷剂、灭火剂、传热介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体介质、灭菌剂载体、聚合物单体、移走颗粒流体、载气流体、研磨抛光剂、替换干燥剂、电循环工作流体等领域。

中文名 2,3,3,3-四氟丙烯 英文名 2,3,3,3-Tetrafluoropropylene 别    称 HFO-1234yf; R1234yf;  化学式 C3H2F4 CAS登录号 754-12-1 沸    点 -30℃ 密    度 1.1g/lflm 外    观 无色气体 应    用 制冷剂 蒸汽压 6,067 hPa(21.1 °C) 自燃温度 405℃ 

 氟制冷剂替代品
氟制冷剂替代品作为全球热门话题,要求其臭氧消耗潜值(ODP)为O,温室效应潜值(GWP)要低,大气寿命尽可能短。第1代制冷剂氟氯烃二氯二氟甲烷(CCl2F2,CFC-12)等由于ODP在1左右已被淘汰。作为第1代、第2代过渡性制冷剂替代品氢氟氯烃一氯二氟甲烷(CHClF2,HCFC-22)等,其ODP>0,也在逐步被淘汰。第2代制冷剂氢氟烃1,1,1,2-四氟乙烷(CF3CH2F,HFC-134a),广泛应用于汽车空调、家电及工商制冷设备,还可应用于发泡、灭火、气溶胶和清洗等行业。但是HFC-134a温室效应比较高(GWP=1300)、大气寿命长,大量使用会引起全球气候变暖,也已经进入了倒计时阶段。
今后,哪种制冷剂将成为HFC-134a的替代品呢?1,1-二氟乙烷(CH3CHF2,HFC-152a),自然工质CO2(R744)和2,3,3,3-四氟丙烯(CF3CF=CH2,HFO-1234yf)等成为现在的热门话题。其中HF0-1234yf可以应用于冰箱制冷剂、灭火剂、传热介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体介质、灭菌剂载体、聚合物单体、移走颗粒流体、载气流体、研磨抛光剂、替换干燥剂、电循环工作流体等领域。
1 几种替代制冷剂的特性比较
HFC-152a的GWP较低,为140,而ODP=0。但HFC-152a易燃,必须配备在独立的二级循环设备,显然这也就意味着要增加额外的费用,如果用在汽车制冷行业会增加车的质量。CO2空调系统已绎存工业应用,但并未用到汽车上,主要是该系统要求高压力(所需压力是氟烃系统的10倍),因此不是最优解决方案。
HFO-1234yf作为单一工质制冷剂,具有优异的环境参数,GWP=4,ODP=0,寿命期气候性能(LCCP)低于HFC-134a,大气分解物与HFC-134a相同。而且其系统性能优于HFC-134a。若选用HFO-1234yf替代HFC-134a制冷剂,则汽车生产商就可以继续沿用原车载空调(Mobile Air-Conditioning,MAC)系统。所以HFO-1234yf被认为较具潜力的新一代汽车制冷剂替代品,目前在西欧已被汽车生产商所接受。在2011年开始逐步推广。现将CO2、HFC-152a和HFO-1234yf这3种制冷剂与HFC-134a的特性作比较,如表1所示:

 合成路线及制备条件编辑

HFO-1234yf优良的性能和广泛的用途,使其合成技术越来越引起了人们的关注。早在20世纪50年代杜邦和道化学公司就报道了HFO-1234yf的制备,当时HFO-1234yf主要用于聚合单体和共聚单体。20世纪80年代初,大金公司也开始进行了HFO-1234yf的技术开发。进入21世纪后,霍尼韦尔公司、杜邦公司对HFO-1234yf的研发进行了大量的工作,并申报了大量的专利。
方法一
 
以一氯甲烷与四氟乙烯或一氯二氟甲烷为原料
反应方程如下:
CF2=CF2+CH3Cl→CF3CF=CH2+HCl,(1)
2CHClF2+CH3Cl→CF3CF=CH2+3HCl。(2)
(1)式反应条件:温度700-950℃,n(CF2CF2):n(CH2Cl)=0.8:1-1.25:1,接触时间为0.5-3s;(2)式反应条件:温度700-900℃,n(CHClF2):n(CH3Cl)=1:1-2:1,接触时间为0.5-3s。这2个反应转化率分别为13%和14.8%。反应极易生成高分子化合物,易结碳使催化剂失活。
上述制备法需较高的反应温度,对设备要求较高,且转化率低,不利于工业化生产。
方法二
 
以HFC-236ea和HFC-245eb的混合物为原料
反应方程如下:
2CF3CHFCH2F→CF3CF=CH2+CF3CH=CH+HF。(3)
(3)式的反应温度为350-400℃,接触时间60-120s,HFO-1234yf的选择性为55%-85%。催化剂为活性炭、AIF3。此专利中详细阐述了催化剂的制备。
该制备法的优势是能联产HFO-1234yf、1,3,3,3-四氟丙烯(CF3CH=CHF,HFO-1234ze)和HFC-1225ye,但混合物的摩尔比较难控制,HFO-1234yf的产率也不高。
方法三
 
以HCFC-225ca力原料
反应方程如下:
CHCl2CF2CF3→CCl2=CFCF3+HF,(4)
CCl2=CFCF3+2H2→CH2=CFCF3+2HCl。(5)
HCFC-225ca脱氟化氢生成CCl2=CFCF3(CFC-1214ya),再在加氢脱氯催化剂下生成HFO-1234yf。(4)式反应温度350℃,HCFC-225ca的转化率>50%,CFC-1214ya为主要产物,催化剂为Cr2O3、AlF3;(5)式反应温度200℃,n(H2):n(CFC-1214ya):n(N2)=2:1:2,催化剂为Pd/Al2O3,转化率50%。
方法四
 
以四氟乙烯和三氯一氟甲烷为原料
反应方程如下:
CF2=CF2+CCl3F→CCl3CF2CF3,(6)
CCl3CF2CF3+3H2→CH3CF2CF3+3HCl,(7)
CH3CF2CF3→CH2=CFCF3+HF。(8)
先合成中间产物CCl3CF2CF3(CFC-215cb),CFC-215cb加氢脱氯,再进行消去反应。(6)式为液相、放热反应,反应温度15-40℃,催化剂为AlClxF3-x;(7)、(8)式反应条件:温度为100-400℃,n(H2):n(CCl3CF2CF3)=1:1-4:1;(7)式所用催化剂为Pd、Pd/AlF3,(8)式所用催化剂为AlF3、Cr2O3、活性炭。
方法五
 
以HFC-1225ye为原料
反应方程如下:
CF3CF=CHF+H2→C3CHFCH2F,(9)
CF3CHFCH2F→CF3CF=CH2+HF。(10)
先在氢化催化剂下加氢反应生成HFC-245eb,然后消去HF。(9)式反应条件:n(H2):n(CF3CF=CHF)=1:1-50:1,接触时间5-100s,催化剂为Pd/C;(10)式反应条件:温度350-400℃,催化剂为AlF3、活性炭等,HFC-245eb转化率87.2%-98.1%,HFO-1234yf的选择性84.2%-91.3%。
安全性编辑
尽管美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)认为HFO-1234yf是轻微可燃的,但汽车工程师协会(SAE)多年的测试都表明在汽车空调系统的环境下它不会被点燃。其他的第三方独立机构对该产品的评估也都认为在汽车中使用HFO-1234yf与R-134a是同等安全的。在大气中HFO-1234yf会降解为三氟乙酸,这是一种有轻微植物毒性的强酸,在水中不会降解。
从表1可以看出,HFO-1234yf的GWP和大气寿命相比较其他替代HFC-134a的制冷剂具有明显的环境优势。它不受职业接触的限制,有较好的ATEL和LFL,而它的可燃性低于HFC-152a。且国际权威独立实验室(SAE international)对HFO-1234yf的毒性和
 

1. 冷冻机油生产厂商-冷冻油型号:
氟润Reflube:Reflube SE22,SE32,SE46,SE68,SE120,SE170,SE220;Reflube AB150冷冻机油(超低温合成冷冻机油)。
科聚亚Chemtura-Hatco:EVEREST 10,15,22,32,46,68,100,120,170,220合成冷冻机油。
太阳SUNOCO:SUNISO 3GS,4GS,5GS,6GS;3GSD,4GSD,5GSD;SL-22S,SL-32S,SL-68S(SUNICE T-68)。
有利凯玛Uniqema(冰熊):Emkarate RL22H,RL32H,RL68H,RL100H,RL170H,RL220H冷冻机油。
西匹埃CPI:Solest LT-32,68,120,170,220;CP-4214-85,CP-4214-150,CP-4214-320;CP-4700-100;CPI Fluid 68 等冷冻油。
出光DAPHNE:HERMETIC OIL FVC32D,HERMETIC OIL FVB68D,HERMETIC OIL FVC68D冷冻机油。
嘉实多Castrol(CRODA / Uniqema):ICEMATIC SW68,SW220;以及Castrol其他型号冷冻油的对应油品。
英国石油BP:Energol LPT 68冷冻机油;以及BP其他型号冷冻油的对应油品。
加德士Caltex:Capella WF68冷冻机油;以及Caltex其他型号冷冻油的对应油品。
美孚Mobil:Gargoyle Arctic 300;EAL Arctic 22,46,68冷冻机油;DTE26离心机专用油;以及Mobil其他冷冻油的对应油品。
中国石油CNPC:昆仑KunLun 3GS,4GS,5GS;L-DRA/A46,L-DRA/A68;KRD10冷冻机油。
Shrieve:ZEROL 150,200TD,300,400CA,500冷冻机油;ZEROL PAG46,PAG100合成汽车空调压缩机油。
2. 制冷空调压缩机厂商-冷冻油对应产品:
比泽尔Bitzer:B5.2、BSE32、BSE55、BSE170、B100、B150SH、B320SH。
特灵TRANE:OIL00015、OIL00022、OIL00031、OIL00048。
开利Carrier:PP23BZ101005、PP23BZ103005、PP23BZ110005(原PP23BZ104005)。
约克YORK:S油、L油、K油、C油、E油、H油、J油、F油、Q油、W油、P油等;FRICK:#2A、#3、#7、#12、#12b、#14等。
顿汉布什DUNHAM-BUSH:DB Oil 2(KARLUBE #2)、DB Oil 3(KARLUBE #3)、DB Oil 4(KARLUBE #4)、DB Oil 7(KARLUBE #7)、DB Oil 11(KARLUBE #11)、DB Oil 15(KARLUBE #15)。
汉钟HANBELL:HBR-B01、HBR-B02、HBR-B03、HBR-B04、HBR-B08、HBR-B09、HBR-B10、HBR-A01、HBR-A02、HBR-A04。
复盛FU SHENG:FS300R、FS150R、FS120S、FS100M。
三洋FVC32D、大金FVC68D,日立JOMO UX300、SR30H等冷冻油的对等产品。
3. 冷冻机油类型:MO(Mineral Oil)环烷基冷冻机油,POE(Polyol Ester)合成酯冷冻机油,PAG(Polyalkylene Glycol)合成聚醚冷冻机油,AB(Alkybenzene)合成烷基苯冷冻机油,以及其他半合成、混合型冷冻机油。



 
 


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