stringtranslate.com

2,3,3,3-Тетрафторпропен

2,3,3,3-Тетрафторпропен , HFO-1234yf , представляет собой гидрофторолефин (HFO) с молекулярной формулой CH 2 =CFCF 3 . Его основное применение — в качестве хладагента с низким потенциалом глобального потепления (ПГП). [1] [2]

В качестве хладагента он имеет обозначение R-1234yf [1] и продается под названиями Opteon YF от Chemours и Solstice YF от Honeywell . [3] R-1234yf также является компонентом зеотропной смеси хладагентов R-454B .

HFO-1234yf имеет ПГП меньше, чем диоксид углерода , [4] [2] сам по себе в 1430 раз менее эффективен, чем R-134a . [5] По этой причине 2,3,3,3-тетрафторпропен является преимущественной заменой R-134a в автомобильных кондиционерах . По оценкам , к 2022 году 90% новых автомобилей в США будут использовать HFO-1234yf. [6] В отличие от предыдущих автомобильных хладагентов, 2,3,3,3‑тетрафторпропен огнеопасен , но не увеличивает риск возгорания в двигателях внутреннего сгорания .

Одним из недостатков является то, что он распадается на короткоцепочечные перфторкарбоновые кислоты (ПФКК) , которые являются стойкими органическими загрязнителями . [7]

Принятие в автомобильной промышленности

HFO-1234yf был разработан командой DuPont под руководством Барбары Хэвиленд Майнор совместно с исследователями из Honeywell. [8] [9] Их цель состояла в том, чтобы соответствовать европейской директиве 2006/40/EC, которая вступила в силу в 2011 году и требовала, чтобы все новые автомобильные платформы, продаваемые в Европе, использовали в своей системе кондиционирования хладагент с потенциалом глобального потепления (GWP). ) менее чем в 150 раз более мощный, чем углекислый газ . [10] [11] Первоначально считалось, что HFO-1234yf имеет 100-летний ПГП, равный 4, а теперь считается, что его 100-летний ПГП ниже 1. [2] [4]

Среди альтернатив, разработанных в соответствии с 2006/40/EC, HFO-1234yf имел самую низкую стоимость перехода для автопроизводителей. [12] [13] Его можно использовать в качестве «почти полной замены » R-134a, [14] предыдущего автомобильного хладагента переменного тока, ПГП которого за 100 лет составляет 1430. [5] [15] HFO С -1234yf можно обращаться в ремонтных мастерских так же, как с R-134a, хотя для выполнения обслуживания требуется другое специализированное оборудование. Одной из причин этого является воспламеняемость HFO-1234yf. [16] Еще одной проблемой, влияющей на совместимость систем на основе HFO-1234yf и R-134a, является выбор смазочного масла. [17]

23 июля 2010 года General Motors объявила, что представит HFO-1234yf в моделях Chevrolet, Buick, GMC и Cadillac 2013 года в США. [18] Вскоре после этого Honeywell и DuPont объявили, что они будут совместно строить производственное предприятие в Чаншу. , провинция Цзянсу, Китай, для производства HFO-1234yf. [19] В 2012 году компания Cadillac выпустила первый американский автомобиль, использующий R-1234yf. [20] С тех пор Chrysler , [21] GMC [22] и Ford [23] начали переводить автомобили на R1234yf. [16]

Японские автопроизводители также переходят на R1234yf. Honda и Subaru начали внедрять новый хладагент в моделях 2017 года. [20] С 2017 по 2018 год BMW сменила все свои модели на R-1234yf. По оценкам, по состоянию на 2018 год 50% новых автомобилей от производителей оригинального оборудования (OEM) будут использовать R-1234yf. [24]

В 2017 году Honeywell открыла новый завод в Гейсмаре, штат Луизиана , чтобы удовлетворить растущий спрос на это соединение. [25] [26] Honeywell и DuPont владеют большинством патентов , выданных на HFO-1234yf [19] , и остаются ведущими производителями в 2018 году. [27]

Воспламеняемость

Хотя продукт классифицируется ASHRAE как легковоспламеняющийся , несколько лет испытаний, проведенных SAE International, доказали, что продукт не может воспламениться в условиях, в которых обычно подвергается транспортное средство. [10] Испытания, проведенные в 2008 году, показали, что для воспламенения необходимы температуры, превышающие 900 °C (1650 °F), и смесь с маслом PAG. [28] При возгорании 2,2,3,3-трифторпропен выделяет высококоррозионные и токсичные газообразные фторид водорода и карбонилфторид . [29]

В августе 2012 года компания Mercedes-Benz продемонстрировала, что вещество возгоралось при моделировании лобового столкновения . Старший инженер Daimler, проводивший испытания, заявил: «Мы были в шоке, я не собираюсь этого отрицать. Нам нужен был день, чтобы осознать то, что мы только что увидели». Когда исследователи распыляли 2,2,3,3-трифторпропен и компрессорное масло кондиционера на горячий двигатель автомобиля, смесь сгорала в двух случаях из трех. [30] В сентябре компания Daimler выпустила пресс-релиз, [10] предложила отозвать автомобили, использующие этот хладагент, и продолжила использовать старые хладагенты в своих собственных разработках. [31] Немецкие автопроизводители выступали за разработку хладагентов с двуокисью углерода, которые, по их мнению, были бы более безопасными. [30]

В октябре 2012 года SAE International учредила новый совместный исследовательский проект CRP1234-4, чтобы расширить предыдущие испытания и расследовать претензии Daimler. [10] Расследование пришло к выводу, что R-1234yf не увеличивает предполагаемый риск возгорания транспортного средства, поскольку «испытания на утечку хладагента, проведенные Daimler, были нереалистичными» и «создавали экстремальные условия, благоприятствующие воспламенению». [10] [32] Немецкая компания Kraftfahrt-Bundesamt (KBA, Федеральное управление автомобильного транспорта)  [de] также провела свои собственные испытания. В своем отчете Европейскому Союзу за август 2013 года KBA пришло к выводу, что, хотя R-1234yf потенциально более опасен, чем R-134a, он не представляет серьезной опасности. [31]

В статье для Auto Service Professional Гордон Жак резюмировал противоречие:

«Проблема воспламеняемости привлекла большое внимание, что побудило отрасль провести серьезные сторонние испытания. Суть в следующем: хладагент будет гореть, но для его воспламенения требуется много тепла, и он горит медленно. Почти любая другая жидкость под капотом загорается легче и горит горячее, чем R1234yf, поэтому в отрасли установлено, что при правильной конструкции системы кондиционирования она не увеличивает вероятность возгорания в автомобиле». [16]

Смешивание HFO-1234yf с 10–11% R-134A находится в стадии разработки для получения гибридного газа, рассматриваемого ASHRAE для классификации как A2L, который описывается как «практически негорючий». Эти газы находятся на рассмотрении под названиями R451A и R451B. Эти смеси имеют ПГП ~147. [33]

Для снижения воспламеняемости HFO-1234yf были предложены и другие добавки, такие как трифториодметан , который имеет низкий ПГП из-за короткого времени жизни в атмосфере, но обладает слабыми мутагенными свойствами . [34]

В окружающей среде

Было показано, что HFO-1234yf под действием атмосферы превращается в трифторуксусную кислоту (ТФУ), что приводит к потенциальному мокрому и сухому осаждению в атмосфере. [35] [36]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab Sciance, Фред (29 октября 2013 г.). «Переход с HFC-134a на хладагент с низким ПГП в мобильных кондиционерах HFO-1234yf» (PDF) . Центр государственной политики General Motors . Проверено 1 августа 2018 г.
  2. ^ abc «МГЭИК подтверждает, что ПГП HFO меньше 1» . Охлаждающий пост . 3 февраля 2014 г. Проверено 26 июля 2018 г.
  3. ^ «Honeywell и Chemours объявляют о создании новых заводов по производству HFO 1234yf» . Аспен Хладагенты . 12 июня 2017 года. Архивировано из оригинала 4 августа 2020 года . Проверено 26 июля 2018 г.
  4. ^ ab Научная оценка разрушения озона: Полный отчет за 2014 г. Глобальный проект исследования и мониторинга озона Всемирной метеорологической организации — Отчет № 55. 2014. стр. 551.
  5. ^ аб П. Форстер; В. Рамасвами; П. Артаксо; Т. Бернтсен; Р. Беттс; Д. У. Фэи; Дж. Хейвуд; Дж. Лин; округ Колумбия Лоу; Г. Мюре; Дж. Нганга; Р. Принн; Г. Рага; М. Шульц; Р. Ван Дорланд (2007). «Глава 2: Изменения в составе атмосферы и радиационном воздействии». В Соломоне, С.; Миллер, Х.Л.; Тиньор, М.; Аверит, КБ ; Маркиз, М.; Чен, З.; Мэннинг, М.; Цинь, Д. (ред.). Изменение климата 2007: основы физической науки. Вклад Рабочей группы I в четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. Архивировано из оригинала 1 декабря 2016 года . Проверено 9 октября 2016 г.
  6. ^ "СтекПат". www.vehicleservicepros.com . 23 марта 2022 г. Проверено 28 мая 2022 г.
  7. ^ Ван, Цзыюань; Ван, Юхан; Ли, Цзяньфэн; Хенне, Стефан; Чжан, Бойя; Ху, Цзяньсинь; Чжан, Цзяньбо (30 января 2018 г.). «Влияние разложения 2,3,3,3-тетрафторпропена в трифторуксусную кислоту при его применении в автомобильных кондиционерах в Китае, США и Европе». Экологические науки и технологии . 52 (5): 2819–2826. Бибкод : 2018EnST...52.2819W. doi : 10.1021/acs.est.7b05960. ПМИД  29381347.
  8. ^ «Признание совершенства: разработка HFO-1234yf как хладагента следующего поколения для автомобильной промышленности» (PDF) . Награда DuPont Excellence Awards 2010 за устойчивый рост . 2010. с. 3 . Проверено 31 июля 2018 г.
  9. ^ «DuPont называет семь новых сотрудников DuPont» . Медиацентр Дюпон (Пресс-релиз). 17 июля 2014 г. Архивировано из оригинала 30 июля 2018 г. . Проверено 30 июля 2018 г.
  10. ^ abcde Левандовски, Томас А. (24 июля 2013 г.). «Дополнительная оценка риска альтернативного хладагента R-1234yf, подготовленная для международной совместной исследовательской программы SAE CRP1234-4» (PDF) . САЭ Интернешнл . Проверено 26 июля 2018 г.
  11. ^ «Директива 2006/40/EC Европейского парламента и Совета от 17 мая 2006 г., касающаяся выбросов от систем кондиционирования воздуха в автомобилях и вносящая поправки в Директиву Совета 70/156/EEC». ЕФКТС . Архивировано из оригинала 26 июля 2018 года . Проверено 26 июля 2018 г.
  12. ^ Ансари, Наушад А.; Ядав, Бипин; Кумар, Джитендра (август 2013 г.). «Теоретический эксергетический анализ HFO-1234yf и HFO-1234ze как альтернативной замены HFC-134a в простой парокомпрессионной холодильной системе». Международный журнал научных и инженерных исследований . 4 (8). CiteSeerX 10.1.1.415.9796 . 
  13. ^ «HFO-1234yf, Новая заря альтернатив хладагентам» . JARN: Новости японского кондиционирования, отопления и охлаждения (пресс-релиз). 25 апреля 2008. С. 1, 6, 24 . Проверено 1 августа 2018 г.
  14. ^ «Хладагент Honeywell с низким уровнем глобального потепления для транспортных средств, одобренных для импорта и используемых регулирующими органами Японии» . Honeywell (пресс-релиз). 4 августа 2009 года . Проверено 26 июля 2018 г.
  15. ^ «Кондиционер в новых моделях автомобилей требует более экологичного газа» . Автоданные . 2017 . Проверено 26 июля 2018 г.
  16. ^ abc Гордон, Жак (12 апреля 2017 г.). «Реальный мировой опыт использования R1234yf: наконец-то появился новый хладагент; вы готовы?». Профессионал автосервиса . Проверено 26 июля 2018 г.
  17. ↑ Джонсон, Алек (13 октября 2017 г.). «Понимание холодильных масел». Штаб-квартира хладагента . Проверено 26 июля 2018 г.
  18. ^ «GM первой начала продавать в США хладагент для систем кондиционирования, не вызывающий парниковых газов» Корпоративный отдел новостей GM (пресс-релиз). 23 июля 2010 г. Проверено 26 июля 2018 г.
  19. ^ ab "Автопроизводители переходят на HFO", Новости химии и машиностроения , 26 июля 2010 г.
  20. ↑ Аб Шабер, Стив (27 февраля 2017 г.). «R-1234yf на автосалоне PHL 2017» . MACS по всему миру . Проверено 26 июля 2018 г.
  21. ↑ Зац, Дэвид (1 октября 2013 г.). «Chrysler принимает на вооружение R1234YF» . Новости Allpar (Пресс-релиз) . Проверено 16 июня 2018 г.
  22. ^ «GMC отправляется в путь с R-1234yf» . MACS по всему миру . 22 сентября 2016 года . Проверено 26 июля 2018 г.
  23. ↑ Шебер, Стив (17 августа 2016 г.). «Дилеры Ford продают свои первые минивэны с R-1234yf» . MACS по всему миру . Проверено 26 июля 2018 г.
  24. ^ «Спросите эксперта: сколько оригинальных комплектующих для легких условий эксплуатации используют хладагент HFO-1234yf?». Плюсы автосервиса . 15 мая 2018 г. . Проверено 26 июля 2018 г.
  25. ^ «Honeywell объявляет о крупных инвестициях в увеличение производства HFO-1234yf в США» . Honeywell (пресс-релиз). 10 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 26 июля 2018 г. Проверено 26 июля 2018 г.
  26. ^ «Honeywell запускает завод по производству автомобильных хладагентов стоимостью 300 миллионов долларов в Луизиане» . Honeywell (пресс-релиз). 16 мая 2017 г. Проверено 26 июля 2018 г.
  27. ↑ Марва, Стефан (26 июля 2018 г.). «Глобальная доля и прогнозы на рынке HFO-1234yf в 2018 году: Honeywell и Chemours». Аэрокосмические новости . Архивировано из оригинала 26 июля 2018 года . Проверено 26 июля 2018 г.
  28. ^ Спатц, Марк; Минор, Барбара (июль 2008 г.). «Обновление хладагента с низким ПГП HFO-1234yf» (PDF) .
  29. ^ «Освежающе круто, потенциально токсично» . Университет Людвига-Максимилиана (LMU) Мюнхен . 2014 . Проверено 26 июля 2018 г.
  30. ↑ Аб Хетцнер, Кристиан (12 декабря 2012 г.). «Спор о безопасности охлаждающей жидкости вызывает раздражение у европейских автопроизводителей» . Рейтер . Проверено 26 июля 2018 г.
  31. ^ аб Болдук, Дуглас А. (8 августа 2013 г.). «Немецкие чиновники вынесли неоднозначное решение по хладагенту Honeywell. Несмотря на риск возгорания, агентство не требует отзыва автомобилей, использующих HFO-1234yf». Автомобильные новости Европы . Проверено 26 июля 2018 г.
  32. ^ «Жаркий спор из-за охлаждающей жидкости» . Экономист . 31 августа 2013 года . Проверено 26 июля 2018 г.
  33. ^ «Альтернатива R134a «практически негорючая»» . Охлаждающий пост . 30 ноября 2014 года . Проверено 9 июня 2017 г.
  34. ^ «US6969701B2 Азеотропоподобные композиции тетрафторпропена и трифториодметана» . Патенты Google . Проверено 26 июля 2018 г.
  35. ^ Люкен, Дебора Дж.; Уотерленд, Роберт Л.; Папасавва, Стелла; Таддонио, Кристен Н.; Хатцелл, Уильям Т.; Раг, Джон П.; Андерсен, Стивен О. (2010). «Воздействие озона и ТФУ в Северной Америке в результате разложения 2,3,3,3-тетрафторпропена (HFO-1234yf), потенциальной замены парниковых газов». Экологические науки и технологии . 44 (1): 343–348. Бибкод : 2010EnST...44..343L. дои : 10.1021/es902481f. ПМИД  19994849.
  36. ^ Херли, доктор медицины; Уоллингтон, Ти Джей; Джавади, Миссисипи; Нильсен, О.Дж. (2008). «Атмосферная химия CF 3 CF=CH 2 : Продукты и механизмы окисления, инициируемого атомом Cl и радикалом OH». Письма по химической физике . 450 (4–6): 263–267. doi : 10.1016/j.cplett.2007.11.051.