制冷剂及氢氟酸产能(1)

制冷剂替代物的研究与应用前景第一章绪论制冷技术是现代工业与生活中不可或缺的一环。

然而，制冷剂不仅会对臭氧层产生破坏，还会对空气、水等环境造成严重污染。

因此，环保型制冷技术——制冷剂替代技术成为了当前许多国家致力于发展的一种重要技术。

第二章制冷剂替代技术2.1 制冷剂替代物的概念和分类制冷剂替代物是指在原有的制冷循环系统中，替代其工作介质的制冷介质。

按其工作原理和化学成分不同，可分为以下几类：（1）氢氟酸酯（HFC）：由于它们不会对臭氧层造成破坏，因此在各个国家得到了较为广泛的使用。

HFC的臭氧破坏潜势较低，但它们对温室气体的贡献相当大；（2）氢氯氟烃（HCFC）：是一种氯质类制冷剂，比HFC更有害，但比传统的氟氯烃（CFC）对臭氧层的破坏潜势更低；（3）氨（NH3）：是一种天然的制冷剂，被广泛应用于大型制冷系统中；（4）羟基乙酸（HCOOH）：具有很好的环保性，安全性和高能效性。

因其在环保性方面表现优异，被认为是制冷剂替代物的重要方向。

2.2 制冷剂替代技术的研究现状制冷剂替代技术的研究主要集中在新型制冷剂和吸附式制冷剂替代物的研究上。

研究表明，有机混合制冷剂能够提高制冷效率和节能效果，目前已得到广泛应用。

而吸附式制冷剂替代物不仅具有高效节能的特点，而且具有优良的环保性能，已经成为制冷剂替代技术研究的一个重要领域。

第三章制冷剂替代物的应用前景3.1 国家政策的影响近年来，随着环保问题日益受到关注，各国相继出台了相关政策。

许多发达国家通过制定一系列法规，限制或还原污染物的排放，这将对环保型制冷技术的推广和应用起到重要的推动作用。

3.2 行业的潜力制冷行业是一个庞大的市场，和人们的生活息息相关。

据统计，截至2020年，全球制冷行业的市场规模已经达到了1万亿美元以上，而随着全球经济的发展，制冷技术的应用范围也在不断扩大，制冷剂替代技术在市场上的潜力愈发巨大。

3.3 技术的优势制冷剂替代技术在环保性，效率，成本，安全性等方面相比传统的制冷技术都有着明显的优势，因此在市场上具有很大的竞争力。

第３８卷第１１期２０１０年１１月化工新型材料ＮＥＷＣＨＥＭＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳＶ０１．３８Ｎｏ．１１・３１・我国含氟材料产业现状和发展趋势罗亚敏（中国化工信息中心，北京１０００２９）摘要概述了我国氟化工行业的现状，描述了氟化工产业链，分有机氟和无机氟材料两大部分介绍了我国重要的含氟材料工业现状。

涉及的有机氟材料包括氟树脂、氟橡胶、氟硅橡胶、制冷荆、含氟液晶化合物和舍氟表面活性荆等，无机氟材料有六氟磷酸锂、氟化石墨、六氟化钨、五氟化碘、六氟化硫和四氟化硫、三氟化氮等，并分别指出了它们的发展趋势。

关键词含氟材料，有机，无机，产业，趋势Ｃｕｎｔｎｔｓｉｔｕａｔｉ佃ｏｆｆｌｕｏｒｉｎｅ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｈｅｉｒｄｅＶｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｓｉｎＣｈｉｎａＩ。

ｕｏＹａｍｉｎ（ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｆｏｍａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｆｌｕｏｒｉｎｅｉｎｄｕｓｔｒｖｉｎＣｈｉｍｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎｕｏｒｉｎｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃ｝１ａｉｎｓｗａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｔａｔｕｓｏｆｆｌｕｏｒｉｎｅ－ｃｏｎｔａｉｎｉｌｌｇｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙｄｉ、，ｉｄｉｎｇｔｈｅｍｉｎｔｏｔｗｏｇｍｕｐｓａｓｔｈｅｏｒ—ｇａｎｉｃｓａｎｄｔｈｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｓ．Ｔｈｅｒｎｅｎｔｉｏｎｅｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｃｌｕｄｅｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎｒｅｓｉｎｓ，ｎｕｏｒｏｒｕｂｂｅｒ，ｎｕｏｒｏｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂ—ｂｅｒ，Ｆ－ｃｏｎｔａｉｍｎｇＬＣｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｎｄｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｌａｔｅｒｉａｌｓｉｎｃｌｕｄｅｌｉｔｈｉｕｍｈｅＸａｆｌｕｏｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ｇｒａｐｈ—ｉｔｅｎｕｏｒｉｄｅ，ｔｕｎｇｓｔｅｎｈｅｘａｎｕｏｒｉｄｅ，ｉｏｄｉｎｅｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｉｄｅ，ｓｕＩｐｈｕｒｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅ，ｓｕｌｆｕｒｔｅｔｒａｎｕｏｒｉｄｅａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ．Ａｎｄｔｈｅｉｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｓｗｅｒｅａｌｓｏｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｌ沁ｙｗｏｒｄｓｎｕｏｒｉｎｅ＿ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ，ｏｒｇａｌｌｉｓｍ，ｉｎｏｒｇａｎｉｓｍ，ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｌ我国氟化工行业概述氟化工产品以其耐化学腐蚀、耐高低温、耐老化、低摩擦、绝缘等优异性能，广泛应用于各个领域，已成为化工行业中发展最快、最有前景的行业之一。

制冷系统冷媒对性能的影响研究制冷系统是现代生活中不可或缺的一部分，它广泛应用于各种工业、商业和家庭领域。

制冷系统的性能很大程度上取决于冷媒的选择和使用。

本文将着重探讨制冷系统中常用冷媒对性能的影响，并且分析冷媒选择的重要性。

一、常用冷媒介绍1. R22R22是一种氟氯烃，也称为二氟一氯二甲烷，它是一种广泛应用于各种制冷和空调系统中的常用冷媒。

R22具有较高的制冷性能和热力学性质，但它对温室效应的贡献较大，并且容易破坏地球的臭氧层，因此在全球范围内被逐步淘汰。

2. R410AR410A是一种氟碳烃，也称为氟利昂替代品，它是一种环保的冷媒，同时也是目前广泛应用于分体空调和商用冷柜等制冷系统中的常用冷媒。

R410A具有较高的能量效率和制冷性能，而且不会破坏臭氧层，是一个性价比较高的制冷冷媒。

3. R134aR134a是一种氟碳烃，它是目前广泛使用于汽车空调、家用空调以及商业制冷系统中的常用冷媒。

R134a具有较好的制冷性能和稳定性，而且也是一个环保的冷媒。

4. R290R290是一种烷烃类冷媒，它是一种天然的以液态石油气为基础的制冷剂，越来越受到制冷系统制造商和用户的青睐。

R290具有较好的环保性能和高能量效率，并且不会对温室效应带来负面影响。

二、冷媒对制冷系统性能的影响1. 制冷效率制冷效率是制冷系统性能的重要指标，它反映了冷媒对制冷系统的制冷能力。

不同的冷媒具有不同的热力学性质，会对制冷效率产生不同的影响。

例如，R22冷媒具有较高的制冷效率，但它容易破坏臭氧层，受到世界各国的限制；而R410a冷媒则具有较好的制冷效率和环保性能，是一种广泛应用于商用制冷系统中的制冷剂。

2. 能源消耗能源消耗是制冷系统运行中不可避免的问题，不同的冷媒会对能源消耗产生不同的影响。

制冷系统中的冷媒流量和排气压力等参数都会对能源消耗产生影响。

例如，R290冷媒具有较高的能量效率和低的全球变暖潜势，因此其能耗相比于其他制冷剂更低。

高一化学中的制冷剂知识点随着现代社会的不断发展，制冷技术被广泛应用于各个领域，例如家用电器、工业生产、冷链运输等。

在高一化学课程中，学生将接触到与制冷相关的知识点，包括制冷剂的种类、性质以及环境影响等内容。

本文将依次介绍高一化学中涉及的制冷剂知识点，以帮助学生更好地理解和掌握这一领域的基础知识。

一、制冷剂的种类制冷剂是用于吸收、传递和释放热量的物质，常见的制冷剂种类有氨、氟利昂、氯氟烃等。

氨是一种常用的制冷剂，具有高效、环保的特点。

氟利昂（如氟利昂12、氟利昂22）是有机氟化合物制冷剂，具有较高的化学稳定性和制冷效果。

氯氟烃制冷剂（如R22）是一类由氯、氟、碳等元素组成的化合物，目前正在逐步被淘汰，因为它们会对臭氧层产生破坏性影响。

二、制冷剂的性质1. 沸点和气化热：制冷剂的沸点与制冷系统的工作温度有关。

沸点较低的制冷剂适用于低温制冷设备，沸点较高的制冷剂适用于高温制冷设备。

而气化热则是指单位质量制冷剂从液态变为气态所吸收的热量，也是制冷剂的重要性能指标。

2. 迁移潜力：制冷剂在系统内迁移的能力。

当制冷剂迁移时，它的浓度发生变化，可能会对制冷系统的性能造成影响。

所以，制冷剂的迁移潜力需要在设计和操作中加以考虑。

3. 介电常数和电导率：这些性质与制冷剂在电场下的表现有关，对于电冰箱等电力驱动的制冷设备来说尤为重要。

制冷剂的介电常数和电导率越小，制冷系统的效果越好。

4. 环境影响：氯氟烃类制冷剂多存在环境污染问题。

因为它们在大气中能够破坏臭氧层，对地球的自然环境造成威胁。

目前，国际上已经禁止或逐步淘汰氯氟烃制冷剂的使用，转向环保的制冷剂。

三、环境友好制冷剂的发展鉴于氯氟烃制冷剂的环境危害和高效制冷的需求，目前全球范围内都在积极研究和开发环境友好的制冷剂。

例如，氢氟酸酯（HFO）制冷剂是最新一代的高效环保制冷剂。

与氯氟烃相比，氢氟酸酯具有较低的GWP（全球变暖潜势）、零臭氧破坏潜力和较高的制冷性能。

此外，利用天然制冷剂也是一种重要的发展方向。

部分制冷剂生产方法（一）R22 生产方法C H Cl3（氯仿R20）+2HF（氢氟酸）=CHClF2（二氟氯甲烷R22）+2HCl（氯化氢）（二）R134a 生产方法CCL2=CClH（三氯乙烯TCE）+3HF=CF3CClH2（1、1、1、三氟氯乙烷R133a）+2HCl CF3CClH2+HF=CF3CFH2（1、1、1、2-四氟乙烷R134a）+3HCl (气固相法)（三）R125 生产方法1、2CHF2Cl-（二氟氯甲烷R22）------CF2CF2（四氟乙烯TFE）+2HClCF2CF2（四氟乙烯TFE）+HF=CF3CF2H（五氟乙烷R125）2、CCl2CCl2（四氯乙烯PCE）+5HF= CF3CF2H（五氟乙烷R125）+4HCl3、CCL2=CClH（三氯乙烯TCE）+3HF=CF3CClH2（1、1、1、三氟氯乙烷R133a）+2HCl CF3CClH2+Cl2= CF3CCl2H（1、1、1、三氟二氯乙烷R123）+HClCF3CCl2H+2HF= CF3CF2H（五氟乙烷R125）+2HCl（四）R32 生产方法C H2 Cl2（二氯甲烷R30）+2HF=CH2F2（二氟甲烷R32）+2HCl2.5 主要氟单体及氟聚合物的合成主要氟单体的合成TFE•CHCl3 + 2HF ------- CHClF2 + 2HCl•2 CHClF2 ------- CF2=CF2 + 2HCl•生产TFE 的单耗约1.95-2.0•基本相当于生产1 吨TFE 需使用AHF 1.1 吨,理论单耗为0.8HFP•CHCl3 + 2HF ------- CHClF2 + 2HCl•2 CHClF2 ------- CF2=CF2 + 2HCl•3 CF2=CF2 ------- 2 CF3CF=CF2•生产HFP 的单耗约1.3-1.4•基本相当于生产1 吨HFP 需使用AHF 1.4-1.5 吨,理论单耗为0.8VDF•C2H2 + 2HF ------- CH3CHF2•CH3CHF2 + Cl2 ------ CH3CClF2 + HCl•CH3CClF2 ------- CF2=CH2 + HCl•生产VDF 的单耗约1.8-1.9•基本相当于生产1 吨VDF 需使用AHF 1.1-1.2 吨,理论单耗为0.74共聚物(一，氟塑料)•TFE + HFP ------- FEP•TFE + 乙烯------- ETFE (F40)•TFE + PPVE ------- PFA•TFE + HFP + VDF ------- THV共聚物(二，氟橡胶)•VDF + HFP ------- FKM 26•VDF + HFP + TFE ------- FKM 246•HFP + 乙烯------- 四丙胶•TFE + PMVE +CM ------- 氟醚橡胶共聚物(三，氟涂料)•CTFE + 乙基乙烯基醚+ 环己基乙烯基醚+羟丙基乙烯基醚------- CTFE 基FEVE•TFE + 乙基乙烯基醚+ 环己基乙烯基醚+羟丙基乙烯基醚------- TFE 基FEVE。

制冷剂的gwp值标准GWP（温室气体全球暖化潜势）是衡量温室气体对全球变暖的潜在影响的指标。

对于制冷剂来说，GWP值的标准是一个重要的参数，用于评估其对气候变化的贡献程度。

在本文中，我们将讨论制冷剂的GWP值标准及其重要性。

首先，为了理解GWP值的概念，我们需要知道什么是温室气体。

温室气体指的是能够吸收地球上的红外辐射并阻止其散失到外层空间的气体，如二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氟利昂（CFCs）。

这些温室气体的累积导致全球气温升高，从而引发极端天气事件和海平面上升等气候变化问题。

制冷剂是一种用于冷却、冷冻和空调系统中的化学物质。

它们在工业、商业和家庭环境中广泛使用，以保持室内温度的合适水平。

然而，制冷剂的使用也会释放温室气体到大气中，因此需要考虑它们的GWP值以减少其对全球变暖的潜在贡献。

GWP值是一个比较制冷剂对全球变暖潜力的量化指标。

它是相对于二氧化碳的值，表示单位质量的制冷剂与同样质量的二氧化碳相比，对全球变暖的潜在影响程度。

二氧化碳的GWP值被定义为1，其他温室气体的GWP值则相对较高，因为它们具有更高的温室效应。

国际社会已经意识到减少温室气体排放的重要性，因此在制冷剂领域制定了一系列的GWP值标准。

其中，最具影响力和广泛采用的是蒙特利尔议定书和基尔特兰德议定书。

蒙特利尔议定书于1987年签署，旨在保护臭氧层。

该议定书限制了含有氯和溴的氟利昂等物质的生产和使用，因为它们对臭氧层破坏严重。

这些物质的GWP值通常很高，因此世界各国基本上停止使用它们作为制冷剂。

基尔特兰德议定书是蒙特利尔议定书的补充协议，于1997年签署。

它主要关注对全球气候变暖的问题，对温室气体的减排提出具体要求。

该议定书规定了各种制冷剂的GWP值的上限，并限制各国使用高GWP值制冷剂的数量。

除蒙特利尔议定书和基尔特兰德议定书外，其他国际组织也参与制定和推动制冷剂的GWP值标准。

例如，国际制冷学会（IIR）和国际标准化组织（ISO）发布了一些相关的技术标准，以帮助制冷剂行业更好地控制温室气体排放。

一、行业概况氟化工产品以其耐化学品、耐上下温、耐老化、低摩擦、绝缘等优异的性能，广泛应用于军工、化工、机械等领域，已成为化工行业中开展最快、最具高新技术和最有前景的行业之一。

数十年来，全球氟化工产业稳步开展，新的应用领域不断拓展。

长期以来，全球含氟高分子材料的生产能力与消费需求快速同步增长，其中亚洲地区尤其是中国的开展迅速，近几年全球消费增长率在4%左右，而中国的年增长率超过15%。

中国与美国、日本、欧盟形成了世界四大氟产品生产和消费区。

我国是世界四大氟产品的生产和消费区之一，其他为美国、日本和欧盟。

近年来，我国氟化工工业和市场整体的增长速度为15%-20%。

其中，重要产品的产能、产量年均增长率都已到达20%以上，甚至有的产品已达40%以上。

氟化工产业不以石油天然气为主要原料，与石油价格的关联度不大，全球能源的日益紧张，为氟硅材料的开展提供了巨大空间。

氟产品是高性能化工新材料，生产技术复杂，整体价格较以石油天然气为原料的材料高。

随着石油产品价格上涨，两者之间的价格差距正在逐渐缩小，这为氟材料拓展应用市场提供了广阔的空间。

氟化工主要材料之一为萤石，萤石主要成分是氟化钙，属不可再生的战略资源，是开展氟化工的源头。

目前，全球萤石资源储量约6亿吨，我国萤石储量占54％，居全球第一。

假设论资源优势，我国氟化工得天独厚。

但我国氟化工产业的开展情况却不乐观，产业和产品结构不合理，处于产业链中低端，生产技术雷同，粗放式开展，投资过热，产能过剩。

实际上，我国氟化工产业只能将低附加值的含氟中间体卖给外国，再把国外生产的高附加值产品进口到国内，掌握不了主动权。

所谓的“产业链中低端的氟化工〞，具体表达在两方面：第一，产品层次低。

氢氟酸是开展氟化工的第一步，是最根底的产品，处于氟化工金字塔的最底端。

而我国这种根底氟化工产品却超常规开展。

氢氟酸产量从2004年的30万吨，逐年攀升至2021年的70万吨左右。

但国内氢氟酸消费量并没有明显增长。

氟化工行业现状分析及产业发展建议1 .萤石和氢氟酸是氟化工的立足之本1.1 氟化工产业链全景氟化工指的是产品分子结构中含氟元素的化工子行业，可分无机氟化工和有机氟化工两大板块，有机氟指的是氟化工产品中含有氟元素的碳氢化合物，主要包括含氟制冷剂、含氟聚合物以及含氟精细化学品三大类，其中含氟制冷剂是当前的主要应用，含氟聚合物有氟树脂、氟橡胶和氟涂料等，产品处于增长阶段，应用领域逐步拓宽，含氟精细化学品主要包括农药、医药、染料中间体等，产品产量相对较小，但附加值相对较高；无机氟主要包括氟化盐、含氟特气等，众多广泛用于新能源及半导体行业。

图1 : IR化工产业鞋一览I I :下游应用氟化工符合国家战略规划需要，政策配套齐全。

进入二十一世纪, 尤其是“十一五”“十二五”期间，我国的氟化工行业高速发展，取得了令人瞩目的成就。

氟化工目前已成为国家战略新兴产业的重要组成部分, 同时也是发展新能源等其他战略新兴产业和提升传统产业所需的配套材料，对促进我国制造业结构调整和产品升级起着十分重要的作用，符合国家产业政策导向。

1.2 环保和管控日益趋严，萤石资源属性强，供给逐步收紧萤石作为不可再生资源，是氟化工下游发展的基础。

萤石又称筑石, 是氟化钙的结晶体，也是工业上氨元素的主要来源，已成为世界上二十几种重要的非金属矿物原料之一。

萤石产品具体划分为酸级精粉、冶金级精粉和高品位块矿，下游应用领域包括氟化工业、冶金工业、水泥工业、玻璃工业、陶瓷工业等，其中氟化工（氢氟酸+氟化铝）占总需求的81%,同时氟化工对萤石品质要求也是最高的（＞97%） o国内萤石矿储备不足、品质不佳，且存在过度开采等问题。

据美国地质勘探局数据显示，萤石资源集中分布于环太平洋成矿带，我国萤石储量仅次于墨西哥，约为4200万吨氟化钙，占全球13.1%左右，主要集中在湖南、浙江、内蒙古等地区。

我国萤石资源呈现“伴生矿多、单一矿少，贫矿多、富矿少，小矿多、大矿少”的特点，全国萤石资源的平均品位仅有34.7%。