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气相氟化法合成新型制冷剂HFO-1234yf

2021-12-03王芳

化学工程师 2021年11期
关键词:催化剂

王 芳

(陕西国防工业职业技术学院,陕西 西安710300)

HFC-134a是目前市场上使用较为广泛的一种制冷剂,但HFC-134a具有温室效应潜值较高(GWP=1300),大气中存在时间较长等缺点[1];自然工质CO2(R744)、1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)和2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)均是制冷剂替代品,但R744存在使用条件较为苛刻的问题,HFO-1234ze因为存在顺反异构体,所以不能单独作为制冷工质,只有HFO-1234yf各种性能都比较优异,是新一代制冷剂的理想替代物选择[2]。

HFO-1234yf的温室效应潜值很低(GWP<4),2008年,SAE国际合作研究项目结果显示,HFO-1234yf作为汽车空调制冷剂安全可靠,并且具有显著的环境效益[3],是制冷剂HFC-134a的新型绿色替代品。关于HFO-1234yf的合成方法报道很多,总结有以下几种:脱氟化氢法、异构化法、加氢脱卤法、氟化法和加成增碳法[4],氟化法又分为液相氟化和气相氟化,液相氟化法生产过程难以连续,氟化用催化剂和氢氟酸会腐蚀设备,生产过程中的废催化剂无法回收利用,造成严重的环境污染;而气相氟化法具有污染小、易于控制、容易实现连续化生产,已成为工业合成HFO-1234yf的重要方法[5]。

本文从HFO-1234yf特性、气相氟化合成HFO-1234yf的催化剂种类及制备方法等方面做了简单综述,以期能对ODS替代物的研究提供参考。

1 HFO-1234yf特性

1.1 物理性质

HFO-1234yf,化学名称为2,3,3,3-四氟丙烯,化学式CF3CF=CH2,分子量114,是一种无色无味低毒的气体,化学性能稳定,沸点-29℃,ODP为零,GWP=4,大气停留时间11d[3]。

1.2 燃烧特性

HFO-1234yf无闪点,自燃点405℃,为弱可燃性[4],相关的燃烧性能试验表明,HFO-1234yf作为汽车空调制冷剂安全可靠,HFO-1234yf与HFC-134a在燃烧和热分解过程中产生的HF相当[6-8]。

1.3 材料兼容性

霍尔……

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