HFC-245fa裂解脱氟化氢制备HFO-1234ze催化剂的研究进展

HFO-1234ze是一种具有零ODP,低GWP的化合物,是目前能够替代HFCs的第四代制冷剂,综述介绍了HFC-245fa裂解脱氟化氢制备HFO-1234ze的方法及反应所用的催化剂。     

科技集粹

霍尼韦尔新型发泡剂HFO-1234ze获EPA认可 1月31日,霍尼韦尔发布消息称,其新型低GWP值产品HFO-1234ze在泡沫和喷雾剂上的用途已获EPA认可。     

霍尼韦尔推出SoLSTICE^TM新品牌

9月12日，霍尼韦尔宣称，公司已将其低GWP值材料命名为Solstice^TM品牌，该品牌将用于包括HFO-1234yf、HFO-1234ze在内的新型HFO制冷剂、发泡剂、推进剂等。     

新型环保制冷剂HFO-1336mzz(Z)制备方法和应用

随着环境问题的日益突出,制冷剂的替代已经成为了目前制冷空调领域的研究热点之一,受到国内外学者的广泛关注。目前已经全部禁止使用并逐步替代ODP值不为0的制冷剂,正朝着降低GWP的方向努力。经研究发现,新型制冷剂HFO-1336mzz(Z)具有非常优异的热力学性能,且不可燃、低毒性,对环境友好(ODP=0,GWP=2),被认为具有非常好的应用前景。为了全面展示HFO-1336mzz(Z)的研究进展,从HFO-1336mzz(Z)制备,HFO-1336mzz(Z)在发泡剂、制冷空调、热泵和朗肯循环中应用的角度对当前的研究成果进行详细地说明,为HFO-1336mzz(Z)的应用打下坚实的基础。     

低GWP值替代品1,3,3,3-四氟丙烯的制备方法综述

综述了低GWP值替代品1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的制备方法,认为由氯乙烯和四氯化碳调聚成1,1,1,3,3-五氯丙烷(HCC-240fa),而后由HCC-240fa制备中间产物1-氯-1,3,3,3四氟丙烷(HCFC-244fa)和1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa),最后由中间产物制备HFO-1234ze是一条较合理的工艺路线。     

HFO-1234ze合成技术及应用研究进展

随着环保要求越来越严,新型环保ODS替代品的研究开发已成为全世界关注的热点,而1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)以其优异的环境参数被认为是替代1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、1,1-二氟乙烷(HFC-152a)和1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)的最佳选择。重点对HFO-1234ze的性质、合成方法以及应用的研究进展进行简要综述。     

HFC-245fa催化裂解合成HFO-1234ze和HFO-1234yf的热力学研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,使用Materials Studio的DMol 3模块,计算了1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)气相裂解脱氟化氢生成1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)和2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)反应及其副反应体系中各物质的标准摩尔焓和标准摩尔吉布斯自由能。通过比较不同温度下各反应的标准摩尔焓变和标准摩尔吉布斯自由能变,对反应过程进行了热力学分析。结果表明:HFC-245fa脱HF生成HFO-1234ze的反应为吸热反应,标准摩尔吉布斯自由能变随着温度的升高而减小;当反应温度更高时,E构型的HFO-1234ze能异构化反应合成HFO-1234yf;高温有利于HFO-1234yf的生成。     

新型制冷剂——HFO-1234ze和HFO-1234yf

作为制冷剂,HFC-134a的淘汰已经进入了倒计时,四氟丙烯HFO-1234ze和HFO-1234yf作为其替代品已经脱颖而出。介绍了HFO-1234ze和HFO-1234yf的物理性能、制冷效率、可燃性、换热性质、互溶性、材料相溶性、用途以及合成研究进展。     

HFO-1234ze(E)在不同湿度下燃烧极限实验研究

对HFO-1234ze(E)在不同湿度下的燃烧极限进行了实验研究,结果表明:HFO-1234ze(E)在20%RH以下空气中不可燃,在40%RH及以上空气中为可燃,且燃烧范围随着湿度增加而增加。     

工质物性不确定度对ORC循环性能的影响

为了寻找最适宜的有机朗肯循环工质，建立了基本的亚临界有机朗肯循环热力学模型，使用拉丁超立方抽样方法确定了R1234yf、R1234ze(E)、RE143a、RE347mcc、R245fa、R1234ze(Z)、R1224yd(Z)、R365mfc、R1233zd(E)和R610等10种工质在有机朗肯循环中的最佳透平入口参数。在此基础上，基于PR状态方程和蒙特卡洛方法，研究了这10种工质的临界参数不确定度对有机朗肯循环净输出功率的影响。结果表明：R1234yf的净输出功率最大且不确定度较小，是理想的有机朗肯循环工质；R1233zd(E)的净输出功率最低，且功率不确定度最大。为有机朗肯循环工质筛选提供了新思路。     

Research progress of low GWP working fluid HFO-1234ze(Z) for high temperature heat pumps

High temperature heat pump can effectively recover industrial waste heat to achieve the purpose of energy saving,emission reduction and environmental protection. At present, novel working fluids for the high temperature heat pumps are studied to replace CFC-114 and HFC-245fa. The alternative working fluid should have low global warming potential (GWP) and good working performance. The eco-friendly working fluid HFO-1234ze(Z), whose GWP < 1 and critical temperature above 423 K, is considered as a potential heat pump replacement working fluid. This paper summarizes the research of HFO-1234ze(Z) including the synthesis technology, thermophysical properties, transport properties, and heat transfer performance. The feasibility of application of HFO-1234ze(Z) in high temperature heat pump system is analyzed. It is considered that HFO-1234ze(Z) has good performance and development prospect in high temperature heat pump.     

低GWP工质空调冷凝器性能模拟计算

建立了翅片管式冷凝器的稳态分布参数数学模型,考虑了冷凝器内部的实际流动状态,包括压降和流动型态,用Visual Basic计算机语言编写了翅片管式冷凝器模拟计算程序,并利用R22的计算结果与文献中的实验结果进行了对比验证,得到了较好的一致性。基于此模型模拟了低全球变暖潜能（global warming potential,GWP）工质R290、HFO1234yf和HFO1234ze在冷凝器内的流动换热特性,分析了改变迎面风速、制冷剂质量流量以及管内径尺寸时换热量和压降的变化情况,并与现在广泛使用的R410A进行了性能的对比分析。结果表明,稳定风速时R290换热量最大,HFO1234yf最小;相同情况下HFO1234yf和HFO1234ze最容易达到过冷状态;压降相同时,R410A的质量流量最大,R290的最小;换热量相同时,HFO1234yf的质量流量最大,R290的质量流量最小。为低GWP工质翅片管式冷凝器的优化设计和系统匹配以及制冷剂的替代提供理论基础。     

新型制冷剂HFO-1234yf与分子筛干燥剂的相容性研究

目前车用制冷剂HFC-134a的温室效应潜值(GWP)为1 300,而制冷剂HFO-1234yf的GWP仅为4,被认为是取代R134a的新一代制冷剂。采用McBain-Bakr法和ASHRAE-97密封玻璃管法分别测试了制冷剂HFO-1234yf与分子筛干燥剂的相容性。结果表明:3A、3A-60型分子筛与HFO-1234yf具有较好的化学稳定性,相容性较好,能够满足工业应用的HFO-1234yf制冷剂系统。     

太阳能有机朗肯-闪蒸循环工质选择

近年来,太阳能低温热发电技术作为可再生能源领域的研究热点受到越来越多的关注。文章针对太阳能平板集热器驱动的有机朗肯-闪蒸循环（solar binary-flashing cycle,SBFC）,基于EES（engineering equation solver）软件建立数学模型,分析了7种制冷剂包括R601、R601a、R1233zd（E）、R600、R1234ze（Z）、R600a和R1234ze作为循环工质在SBFC系统中的应用潜力,并在系统净输出功最大的工况下,研究了集热器出口热水温度（80～100℃）对SBFC系统热力性能的影响规律。选用的性能指标参数有净输出功、热效率、第二定律效率、不可逆损失、换热器热导（UA,总传热系数与传热面积的乘积）和单位太阳能集热器面积净输出功。结果表明,在所研究的工况范围内,随着集热器出口热水温度的增大,SBFC系统的热力性能得到显著的提高,且工质的标准沸点温度越高,SBFC热力性能越好,其中R601具有较高的净输出功、热效率和第二定律效率,并且系统的不可逆损失较小,是一较理想的SBFC系统循环工质。     

新型制冷剂R1234ze(E)水平圆管内流动沸腾换热特性

新型制冷剂R1234ze(E)(trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene)因较低的GWP值备受制冷行业关注,有望替代R134a。在内径为8mm水平圆管内对R1234ze(E)流动沸腾换热特性进行实验研究,并在相应实验工况下与R134a进行对比。本研究的实验工况:流动沸腾换热的饱和温度为10℃±0.5℃,热通量为5.0和10kW·m^-2,质流密度范围为300~500kg·m^-2·s^-1。分析质流密度、热通量以及干度对R1234ze(E)和R134a饱和流动沸腾传热系数的影响。结果表明,R1234ze(E)和R134a的流动沸腾传热系数随质流密度和热通量的增大而增大;在低质流密度300kg·m^-2·s^-1工况下,R1234ze(E)传热系数较R134a偏低14.68%左右,但随质流密度增大到500kg·m^-2·s^-1,其偏差缩小为7.35%。最后将实验结果同4种常见预估关联式进行比较,结果表明Kandlikar关联式计算结果较优,全工况范围内Kandlikar关联式对R1234ze(E)和R134a的预估值与90%的实验数据偏差在±25%以内,平均偏差分别为23.13%和11.50%,满足工程设计要求。     

一种非共沸循环工质与R22的性能对比实验

在制冷、热泵系统中广泛使用的循环工质R22由于具有较大的GWP值和ODP值,终将被淘汰.针对工质R22的替代研究,提出了一种非共沸混合工质R290/R600a/R123(50%/10%/40%,质量),并在热泵实验台上做了不同冷凝器或蒸发器进口水温和流量的多种工况实验及分析.通过将该工质在各工况下的实验结论与相应工况下R22的实验结论进行对比分析后,发现该物质是替代R22的优良的热泵工质.     

1,1,1,3-四氟丙烯的合成研究进展

综述了1,1,1,3-四氟丙烯（HFO-1234ze）的合成研究进展,探讨了各工艺路线的优缺点,建议开发以1,1,1,3,3-五氯丙烷（简称HCC-240fa）为原料气相催化氟化合成HFO-1234ze的工艺路线。     

R1234yf瞬态喷雾冷却及过热度影响的实验研究

制冷剂瞬态喷雾冷却是临床激光治疗的重要辅助手段。当前临床应用及实验研究均采用R134a或R404A进行喷雾冷却,但这两种制冷剂具有极高的温室效应潜能（GWP）值,对环境产生严重威胁。以热物性与R134a相似、而GWP值仅为4的R1234yf作为喷雾冷却的替代制冷剂,对其临床应用进行了探索性研究。表面传热的研究结果显示R1234f的冷却能力略低于R134a与R404A。通过降低制冷剂过热度的方式,可以有效提高喷雾集中程度,在保证闪蒸雾化的前提下显著提高表面热通量,提高R1234yf喷雾临床应用的可行性。     

回热式布雷顿热泵的生态学性能优化研究

鉴于工业发展与环境保护之间的矛盾愈发尖锐，对于空气源热泵的研究亦愈发受到重视。针对不可逆回热式布雷顿热泵，以制冷量与循环熵产之比（ECOP）为优化目标，进行了系统性能优化与分析。该系统的优化分析过程充分考虑了不可逆度，冷/热边换热器、回热器的有限换热效率，压缩机、膨胀机的非等熵压缩/膨胀损失以及系统热损等因素，通过理论分析与数值推导，得出了生态学性能系数最优条件下的系统运行匹配参数关系。