制冷剂发展现状和趋势PPT课件

1、制冷剂发展现状及趋势 全国标委会制冷剂分会成立大会 制冷剂的分类和命名 无机化合物 烃类 烷烃 有机化合物 烯烃 卤代烃 混合工质 制冷剂的种类 按照制冷剂在冷凝器中冷凝时饱和压力标准蒸发温度，将其分为三类 高温（低压）制冷剂中温（中压）制冷剂低温（高压）制冷剂 ts0 Pc0.20.3MPa 0ts-60, 0.3MPaPc2.0MPa ts-60 制冷剂的一般分类 Pc 2.0MPa 制冷剂命名无机制冷剂 R717 R744 R718 R7XX 无机化合物的分子量 编号 氨 二氧化碳 水 举例 制冷剂命名卤代烷烃 R22 分子式 CmHnFxClyBrz n+ x+ y+ z = 2m+2

2、 编号 同分异构体 溴分子数，为0，B可省略 R(m1)(n+1)x(a,b)Bz 举例 二氟一氯甲烷(CHClF2) 四氟乙烷(CF3 CH2F )R134a 碳氢化合物 R290 R170 R1150 R1270 编号与卤代烃编号方法相同 举例 丙烷 (C3H8) R1+卤代烃编号方法编号 举例 乙烯 (C2H4) 丙烯 (C3H6) 烷烃类 烯烃类 乙烷 (C2H6 ) 例外：正丁烷和异丁烷分别用R600和R600a表示 制冷剂命名同分异构体的命名 根据碳原子上取代基的原子量之 和的差别加缀字母码，取代基原 子量之和差别最小的不需要加字 母缀，差别第二小的加“a”，接 着加“b”，以此类

3、推。 lCHClFCHClF R132 lCHCl2CHF2 R132a lCClF2CH2Cl R132b lCCl2FCH2F R132c 卤代乙烷同系物卤代丙烷同系物 用两个字母缀来代表 第一个字母代表中间碳原子上取代基 原子，法则如下 后缀 化学组成 x -CCl- y -CF- z -CH- 第二个字母缀根据丙烷衍生物对中间 亚甲基碳的代码法则表示。 lCF3CF=CH2 R1234yf lCF3CH=CHF R1234ze 卤代丙烯同系物 用两个字母缀来代表 第一个字母按照丙烷中间碳原子 上的取代基的原子总量来定义，法 则如下 后缀 化学组成 a -CCl2- b -CClF- c

4、 -CF2- d -CHCl- e -CHF- f -CH2- 第二个字母按C1和C3上各自取 代基原子量之和的差加缀 lCF3CHFCF3 R227ea lCF3CH2CF3 R236fa = R152a/R12 (26.2/73.8) = R22/R115 (48.8/51.2) 质量百分比 组成 由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成，在气化或液化过程中， 蒸汽成分与溶液成分始终保持相同；在既定压力下，发生相变时对应的温度 保持不变。 编号 R5XX 举例 R500 R502 共沸制冷剂的命名 非共沸制冷剂的命名 组成 由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成。在定压下气化或液

5、化过程中，蒸汽 成分与溶液成分不断变化，对应的温度也不断变化。 编号R4XX 举例 R407c R410a R32/R125/R134a(23:25:52) R125/R32(50:50) ASHARE 命名规则 CFC 氯氟烃 CF2Cl2 CFC-12 HCFC 含氢氯氟烃 CHF2Cl HCFC-22 HFC 氢氟烃 CF3CH2F HFC-134a 前缀 名称 举例 命名 国际制冷剂发展面临的挑战 制冷剂选择的基本要求 u1.热力学方面的要求： 合适的沸点 临界温度要高、凝固温度要低 具有适宜的工作压力， (Pk/Po)小 汽化潜热大 绝热指数小些 u 2.物理化学方面的要求 粘度尽可

6、能小 热导率要求高 热化学稳定性好， 良好的电绝缘性。 u 3.安全性方面的要求： 在工作温度范围内不燃烧、不爆炸。 无毒或低毒，相对安全性好 易检漏 u 4.经济性方面的要求 价廉、易得 制冷剂选择的基本要求 ODPODP：臭氧消耗潜能值（：臭氧消耗潜能值（Ozone Depletion PotentialOzone Depletion Potential） 表示物质对大气臭氧层的破坏程度。 应越小越好，ODP=0则对大气臭氧层无害。 GWPGWP：全球变暖潜能值（：全球变暖潜能值（Global Warming PotentialGlobal Warming Potential） 表示物质造

7、成温室效应的影响程度。 应越小越好，GWP=0则不会造成大气变暖。 5.环境友好 对臭氧层没有破坏作用； 对全球变暖影响小 15 关注安全性和毒性 关注可工作性 关注全球变暖 第一代 1830-1930 第二代 19312010 第三代 1987 2030s 第四代 2000s lCFC出现 CFC-11 CFC-12 CFC-114 CFC-115 lHCFC(低ODP值 ) HCFC-22 HCFC-142b HCFC-123/HCFC-124 lHFC(零ODP值） HFC-134a/HFC-152a HFC-125/HFC-32 HFC-143a HFC-227ea、HFC-236fa

8、 HFC-245fa 零ODP, 低GWP lHFCs HFC-152a HFC-161 HFC-41 lHFOs HFO-1234yf HFO-1234ze lHFEs HFE-143m l自然工质 CO2、碳氢、氨 关注臭氧层破环 醚,SO2、甲酸甲酯、 CCl4 碳氢、CO2、 NH3、 H2O、 国际制冷剂发展的基本历程 * 甲基溴 2005 2015 四氯化碳 1996 2010 甲基氯仿 1996 2015 l中国已在2007年7月1日前淘汰CFCs的生产和使用 l当前国际ODS淘汰的主要目标是HCFCs 发达国家发展中国家 HCFCs加速淘汰时间表（2007年） 淘汰进淘汰进 程

9、程 199519952001200120042004200820082010201020132013201520152018201820202020202520252030203020402040 欧盟欧盟 开始开始 HCFCHCFC 淘汰淘汰 新制冷设新制冷设 备中禁止备中禁止 HCFCHCFC HCFCHCFC发发 泡剂淘泡剂淘 汰汰 HCFCHCFC制冷制冷 维修淘汰维修淘汰 HCFCHCFC完全完全 淘汰淘汰 美国美国 R141bR141b 完全淘完全淘 汰汰 开始开始R22R22 R142bR142b淘淘 汰汰 禁止任何禁止任何 HCFCHCFC用于用于 新设备新设备 R22R22

10、R142bR142b完完 全淘汰全淘汰 日本日本 R141bR141b 发泡淘发泡淘 汰汰 R141bR141b溶溶 剂淘汰剂淘汰 R22R22开始开始 淘汰淘汰 R142bR142b完完 全淘全淘 R22R22维修淘维修淘 汰汰 R225R225完完 全淘汰全淘汰 R22R22完全完全 淘汰淘汰 各国HCFCs淘汰进程 京都议定书对HFCs类制冷剂带来的挑战 HFCsGWP值 HFC-2311700 HFC-236fa9,400 HFC-143a4,300 HFC-1253,400 HFC-227ea3,500 HFC-134a1,300 HFC-245fa950 HFC-32550 HFC

11、-152a120 HFC-16112 全氟化碳 二氧化碳 氢氟烃 （HFCs) 温室气体 甲烷 六氟化硫 氧化亚氮 欧盟含氟气体的法规基本内容 u 3-30kg 每年检查一次 u 30-300kg 每季度检查一次 u300kg 以上 每月检查 u 对于含氟气体超过300kg 以上的容器装置要配备泄漏检查系统 为了尽可能地减少含氟温室气体的泄漏，需要对这些气体进行强制性回收再利用 建立一套培训机制，对含氟气体进行泄漏检查的人员、回收再利用或销毁的人员进行 培训和资格认证 u 所有生产厂家、进出口商都要递交报告 u 含氟气体用量在一吨以上的，要报告生产、进出口、用途、排放及回收、利用和 销毁的数据

12、 u 对于含氟气体产品及其应用设备实行标签制度 评估 2011年7月4日前完成全面的评估报告 欧盟关于汽车空调系统排放物的指令（MAC指令） 改装和再充注改装和再充注 2011年1月1日起，设计使用GWP超过150的含氟气体的空调系统不得改装用于新批准型号的汽车 2017年1月1日起，设计使用GWP超过150的含氟气体的空调系统不得改装用于任何车辆 2011年1月1日起，禁止在新批准车型的汽车空调系统中充注GWP超过150的含氟气体 2017年1月1日起，所有车辆不得充注GWP超过150的含氟气体，但可以再充注原来已充注GWP超过150的含氟 气体的空调系统 新车型的批准新车型的批准 2007

13、年1月1日起，不批准使用GWP超过150的含氟气体汽车空调新车型，除非： 对于单蒸发器空调系统，泄露率不超过40克/年 对于双蒸发器的空调系统，泄露率不超过60克/年 2011年1月1日起，不批准使用GWP超过150的含氟气体汽车空调的新车型 HFC-134a将从2011年开始逐步禁止在汽车空调中用作制冷剂 HFCs削减进程 美国清洁能源与安全法案HFCs条款 l2012年将美国HFC的消费量削减至基准量的90% （2004-2006年三年HCFC和HFC的平均） l2032年将美国HFC的消费量削减至2012年的15% 中国制冷剂发展现状 中国制冷行业ODS替代现状 24 行业领域行业领域替

14、代品替代品替代现状替代现状 家用冰箱、冷柜 HFC-134a 异丁烷 l已完成零ODP工质的替代 l异丁烷占大部分 家用空调HCFC-22 l大部分仍使用HCFC-22, lR407c、R410a在出口空调中应用 l开展R290、HFC-161等应用研究 工商制冷HCFC-22 仍使用HCFC-22 尚未开展零ODP冷媒的应用 集中空调 HCFC-22 HFC-134a HCFC-123 HCFC-22替代尚处于起步阶段 汽车空调 HFC-134a 国内已开展CO2替代的研究 工业制冷氨、HCFC-22、碳氢没有开展HCFC-22的替代 中国主要HCFCs生产厂家 v常熟三爱富中昊化工 (HC

15、FC-22,HCFC-142b) v常熟三爱富氟化工 (HCFC-141b） v江苏梅兰化工 (HCFC-22) v泰兴市梅兰化工 (HCFC-142b) v江苏康泰氟化工 (HCFC-141b) v山东中氟化工科技 (HCFC-22) v山东东岳化工 (HCFC-22,HCFC-142b) v烟台中瑞化工 (HCFC-141b) v淄博鲁轩工贸 (HCFC-141b) v山东华安新材料 (HCFC-142b,HCFC-123,HCFC-124) v中昊晨光化工研究院 (HCFC-22,HCFC-142b) v四川鸿鹤精细化工(HCFC-22) v内蒙古三爱富氟化工 (HCFC-142b) 全

16、国共有HCFCs生产厂家：24家 其中：HCFC-22: 16家 HCFC-141b：7家 HCFC-142b：9家 HCFC-123/124：2家 v巨化集团公司 (HCFC-22) v浙江巨化电石厂 (HCFC-141b) v浙江莹光化工 (HCFC-22) v浙江鹰鹏化工 (HCFC-22) v浙江临海利民化工 (HCFC-22) v中化蓝天 (HCFC-142b,HCFC-123, HCFC-124) v浙江三环化工 (HCFC-141b, HCFC-142b) v浙江三美化工 (HCFC-22,HCFC-141b,HCFC-142b) v浙江鹏友化工 (HCFC-22) v浙江永和化

17、工 (HCFC-22) v杭州富时特化工 (HCFC-141b) v浙江埃克盛化工 (HCFC-142b) 2009年HCFCs产能与产量 国内HCFCs在制冷行业的消费现状（2009年） 品种品种 家用制冷家用制冷工商制冷工商制冷制冷维修制冷维修 HCFC-22715004185039913 HCFC-142b3015 HCFC-123330165 合计合计715004221040093 中国主要HFCs生产厂家 v常熟三爱富中昊化工 (HFC-152a,HFC-227ea,HFC-125,HFC-32, HFC-143a) v常熟三爱富氟化工 （HFC-134a) v江苏梅兰化工 (HFC

18、-32) v江苏康泰氟化工 （HFC-134a) v山东中氟化工科技 (HFC-125) v山东东岳化工 (HFC-134a、HFC-32, HFC-152a) v山东华安新材料 (HFC-125,HFC-152a) v山东宏信化工有限公司 (HFC-125, HFC-152a) 全国共有HFCs生产厂家：17家 其中：HFC-134a: 5家 HFC-125：8家 HFC-152a：6家 HFC-32：8家 HFC-27ea：3家 v巨化集团公司 (HFC-134a,HFC-32, HFC-236fa,HFC- 125,HFC227ea) v浙江莹光化工 （HFC227ea） v浙江鹰鹏化工

19、 （HFC-32、HFC-125） v浙江临海利民化工 （HFC-32） v中化蓝天 （HFC-134a、HFC-32、 HFC-227ea、HFC-23、 HFC-125、 HFC-143a、 HFC-236fa、HFC-245fa、 HFC-365mfc、 HFC-161） v浙江三环化工 (HFC-152a） v浙江三美化工 （HFC-152a） v浙江永和化工 (HFC-32、HFC-125) v杭州富时特化工 （HFC-152a） HFCs生产发展情况 2009年HFCs产能与产量 2009年行业HFCs总产能超过36万吨，产量达到16.5万吨 国内HFCs在制冷行业的消费现状（20

20、09年） 品种品种家用制冷家用制冷汽车空调汽车空调工商制冷工商制冷制冷维修制冷维修 HFC-134a980157201016550 HFC-3235531275 HFC-1254949986 HFC-152a3739 HFC-143a1872 合计合计9519157203277589 制冷剂发展趋势和选择 制冷剂发展趋势 HCFC类制冷剂逐步淘汰，HFCs将成为主要的 制冷剂品种 自然工质重新受到重视 混合工质的应用增加 新一代低GWP值制冷剂成为研究开发热点 随着HCFCs的加速淘汰，HFC类制冷剂渐成主流 lCFCs已经基本淘汰 lHCFCs进入淘汰进程， HCFCs的生产和消费已大 幅下

21、降 lHFCs具有安全性、使 用性能的优势和成熟的 替代技术，HFCs的生产 和消费逐渐增大 自然工质应用增加 自然工质 ODP值GWP值应用领域 异丁烷03冰箱、冷柜 CO2 01热泵热水器，工商制冷汽车空调 NH3（氨）03工业制冷，中央空调 丙烷03工业制冷、家用空调 l异丁烷已成为冰箱、冷柜主要的制冷剂品种 l二氧化碳热泵热水器在日本已大规模应用，并有望用于汽车空调 l氨制冷剂在化工、食品行业作为传统制冷剂，正在向小型、商业制冷发展 l丙烷已广泛用于石化行业的制冷，有望在家用空调中替代HCFC-22 混合工质的应用增加 发展迅速。2001年以来，非共沸混合工质先后由R415A、R415

22、B、R418A等发展到了 R437A，以及发展了共沸混合工质R510A，共计29种之多，约占ASHRAE编号混合工质 75% 体系多样。包括氢氟烃/氢氟烃类（如R125/134a）、氢氟烃/烷烃类（如R125/134a/600）、 氢氟烃/醚烃类（如R152a/E170）、氢氟烃/醚烃/烷烃类（如R152a/E170/600a）、烯烃/醚 烃类（如R1270/E170）、烯烃/烷烃类（如R1270/290）。 多种组元。包括了二元（如R125/134a）的1616种、三元（如R125/134a/600）的7 7种、四元 （如R32/125/143a/134aR32/125/143a/134a）

23、的5 5种、五元（如R125/134a/600a/600/601aR125/134a/600a/600/601a）的1 1种 低GWP含氟替代品开发 类类 别别候选替代品候选替代品GWP值值大气寿命大气寿命(年）年）用途用途 HFCs HFC-161120.21家用空调家用空调 HFC-41922.4低温制冷低温制冷 HFC-152a1241.4汽车空调汽车空调 HFC-326505.0工商制冷工商制冷 HFOs （含氟烯烃）（含氟烯烃） HFO-1234yf40.03汽车空调、家用制冷汽车空调、家用制冷 HFO-1234ze60.04气雾剂、发泡剂气雾剂、发泡剂 HFEs （氢氟醚）（氢氟醚

24、） HFE-143m 4.4 750 制冷剂制冷剂 制冷行业低GWP替代品选择选择 行业行业HFCs低低GWP含氟替代品含氟替代品自然工质自然工质 冰箱、冷柜冰箱、冷柜HFC-134aHFO-1234yf?HC-600a 家用空调家用空调R410AHFC-161 HFC-32 HC-290 汽车空调汽车空调HFC-134aHFO-1234yf HFC-152a R744（CO2） 工商制冷工商制冷HFC-134a R404a HFO-1234yf HFC-32 R744（CO2） R717（氨）（氨） HC-290/HC-1270 冷水机组冷水机组HFC-134a HCFC-123 R410a

25、/R407c HFO-1234yf HFC-32 R717（氨）（氨） R744 HC-290/HC-1270 运输制冷运输制冷HFC-134a R404a R410a HFCsR744 HCs CCl4(R10) CH4 (R50)CF4 (R14) 稳定性增大 可燃性增大 可燃性增大 毒性中间大 氯氟烃CFC 氢氟烃HFC 含氢氯氟烃 HCFC ODP值增大 GWP值增加 选择完美的制冷剂，依然任重道远 淘汰进淘汰进 程程 199519952001200120042004200820082010201020132013201520152018201820202020202520252030

26、203020402040 欧盟欧盟 开始开始 HCFCHCFC 淘汰淘汰 新制冷设新制冷设 备中禁止备中禁止 HCFCHCFC HCFCHCFC发发 泡剂淘泡剂淘 汰汰 HCFCHCFC制冷制冷 维修淘汰维修淘汰 HCFCHCFC完全完全 淘汰淘汰 美国美国 R141bR141b 完全淘完全淘 汰汰 开始开始R22R22 R142bR142b淘淘 汰汰 禁止任何禁止任何 HCFCHCFC用于用于 新设备新设备 R22R22 R142bR142b完完 全淘汰全淘汰 日本日本 R141bR141b 发泡淘发泡淘 汰汰 R141bR141b溶溶 剂淘汰剂淘汰 R22R22开始开始 淘汰淘汰 R142

27、bR142b完完 全淘全淘 R22R22维修淘维修淘 汰汰 R225R225完完 全淘汰全淘汰 R22R22完全完全 淘汰淘汰 各国HCFCs淘汰进程 欧盟关于汽车空调系统排放物的指令（MAC指令） 改装和再充注改装和再充注 2011年1月1日起，设计使用GWP超过150的含氟气体的空调系统不得改装用于新批准型号的汽车 2017年1月1日起，设计使用GWP超过150的含氟气体的空调系统不得改装用于任何车辆 2011年1月1日起，禁止在新批准车型的汽车空调系统中充注GWP超过150的含氟气体 2017年1月1日起，所有车辆不得充注GWP超过150的含氟气体，但可以再充注原来已充注GWP超过150

28、的含氟 气体的空调系统 新车型的批准新车型的批准 2007年1月1日起，不批准使用GWP超过150的含氟气体汽车空调新车型，除非： 对于单蒸发器空调系统，泄露率不超过40克/年 对于双蒸发器的空调系统，泄露率不超过60克/年 2011年1月1日起，不批准使用GWP超过150的含氟气体汽车空调的新车型 HFC-134a将从2011年开始逐步禁止在汽车空调中用作制冷剂 中国制冷剂发展现状 中国制冷行业ODS替代现状 44 行业领域行业领域替代品替代品替代现状替代现状 家用冰箱、冷柜 HFC-134a 异丁烷 l已完成零ODP工质的替代 l异丁烷占大部分 家用空调HCFC-22 l大部分仍使用HCFC-22, lR407c、R410a在出口空调中应用 l开展R290、HFC-161等应用研究 工商制冷HCFC-22 仍使用HCFC-22 尚未开展零ODP冷媒的应用 集中空调 HCFC-22 HFC-134a HCFC-123 HCFC-22替代尚处于起步阶段