[发明专利]一种替代R123的传热组合物及其应用

说明书

本发明公开了一种替代R123的传热组合物，所述传热组合物包括：质量百分含量为1％～98％的Z‑1‑氯‑2,3,3,3‑四氟丙烯、质量百分含量为1％～98％的Z‑1‑氯‑2,3,3‑三氟丙烯和质量百分含量为1％～30％的1,1,2,2,3‑五氟丙烷，所述传热组合物不可燃，其GWP150，ODP≈0。本发明的传热组合物具有环境优异、安全性能好、单位容积制热量高等优点，可替代R123用作中高温热泵、冷水机组、热管和有机朗肯循环等系统中的传热流体。

技术领域

本发明涉及传热流体，特别涉及一种替代R123的传热组合物，及其在中高温热泵系统、热管系统、有机朗肯循环系统、冷水机组系统的应用。

背景技术

近年来，全球变暖日益加剧，政府正在推行各项有利于节能减排的政策。

在工业领域，尤其是石化、污水处理、印染等行业，常产生大量的工业余热，需要通过热泵系统或有机朗肯循环系统等方式进行余热回收，以提高工业能源综合利用率，促进节能减排。

R123(三氟二氯乙烷)临界温度183.68℃，临界压力3.6618MPa，沸点 27.823℃，是热泵、有机朗肯循环等系统中最常用的工质。但R123中含有Cl 元素，属于HCFC类，具有臭氧破坏能力，同时在ASHRAE分类中属于B1类，为有毒制冷剂，因而面临被逐步淘汰的风险。

杜邦专利CN104662121A公开了包含1～42wt％的Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(Z-HFO-1336mzz)和99～58wt％的R123的组合物，该组合物可替代R123用于制冷、空调、热泵或动力循环系统。但该组合物中仍然包含较大质量占比的 R123，长期看仍面临淘汰风险。

北京工业大学专利CN104946206A公开了包含89～97wt％的二氟甲烷 (R32)和3～11wt％的R123的非共沸组合物，具有良好的热工性能、环保性能、安全性能和市场可获得性，且该非共沸组合物与原系统具有较好的兼容性，能有效提高系统的循环性能，能替代R123使用。但R32的沸点为-51.7℃，与R123 沸点相差较大，该混合工质具有较大的温度滑移，同时由于混合物沸点与R123 相差较大，在系统运行中性能会与R123有较大的差别。

特灵国际专利CN107810247A公开了61.5～67.5wt％的R1336mzz(Z)、 20.5～22.5wt％的R1130(E)和10～18wt％的R1233zd(E)的制冷剂组合物，具有较小的温度滑移，是R123的合适替代物。但其中组分R1130(E)为高度可燃物质，其蒸气与空气易形成爆炸混合物，同时具有一定的毒性，在使用过程中存在安全隐患。

大金专利CN110945100A公开了包含FO-1216和氢氟烯烃(如HFO-1234ze、 HFO-1243zf)的制冷剂组合物，包含FO-1216和卤代乙烯(如HCFO-1122a、 FO-1114、HFO-1123、HFO-1132(E)、HFO-1132(Z)、HFO-1132a、HFO-1141) 的制冷剂组合物，包含FO-1216和氢氟烃(HFC-125、HFC-143a、HFC-32、 HFC-134、HFC-134a、HFC-152a、HFC-227ea)的制冷剂组合物，其GWP值小，不燃或微燃，可作为如R134a、R410A、R123或R404A的替代制冷剂。但该组合物同样存在沸点与R123相差较大的问题。其中，作为关键组分FO-1216的沸点为-30.34℃，临界温度为87.75℃。因此该类替代物并不适用于高温热泵系统和有机ORC系统。

综上，现有技术中用于可替代R123的传热流体或性能差别较大，或存在安全方面问题，或部分系统无法替代，需要开发新的替代R123的传热流体。

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、单位容积制热量高的环保型传热组合物，用于替代R123在中高温热泵、热管、有机朗肯循环、冷水机组等系统中的使用。