CN104388058A - 低粘度超低温双向宽温载冷剂 - Google Patents

低粘度超低温双向宽温载冷剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低粘度超低温双向宽温载冷剂，是由二醇烷基醚类化合物、缓蚀剂、阻垢剂和官能调节液组成的组合物，该组合物所含组分及重量百分比如下：二醇烷基醚类化合物80～99％，缓蚀剂0.1～9％，阻垢剂0～1％，官能调节液0.9～10％，pH值8～10。本发明产品无毒无害、不挥发减少损耗、不易燃、易爆，不腐蚀金属设备，可以延长设备的使用寿命；同时本产品在低温下具有非常好的流动性，是传热性优良且安全的传热介质，产品不产生沉淀、结垢，具有载冷、传热、缓蚀、抑菌的特性；该载冷剂适用于-75～240℃温度下，做工业领域的载冷传热介质，特别适用于化工生产及医药合成过程的间接传热***。

Description

低粘度超低温双向宽温载冷剂
技术领域
本发明涉及工业生产用传热介质，特别是在化工生产及医药合成过程的间接传热***中的超低温双向宽温节能载冷剂。
背景技术
在化工、制药等诸多工业生产领域都与温度密切相关，有高温、有低温，有吸热反应，有放热反应。为了使***温度始终保持在工艺条件要求的状态下，实际上是通过反应器内部的蛇形管或反应器外部的夹层中流动的传热介质传入或传出热量来完成的。常用的传热介质有无机盐类水溶液及醇类水溶液。这些水溶液传热介质传热性能较差，而且对金属材料腐蚀严重，这些缺陷一方面影响传热效果，另一方面大大缩短了制冷设备的使用寿命，长期以来一直制约着制冷行业的发展。
针对上述问题，已有很多报道，美国专利US5718836中提到一种防蚀性液体冷却剂，该冷却剂只用于汽车防冻液方面，而且其产品中专门加入钙镁化合物，这类化合物极易引起冷却循环***结垢。美国陶氏载冷液(商品名DOWTHERMTMSR-1及DOWFROSTTM)是由乙二醇和丙二醇为基料，添加一定量防蚀剂的载冷介质，这种载冷剂有良好的防锈性能，但是在-30℃以下，其水溶液粘度将会极剧升高，流动性下降，限制了其应用范围。对比文件特许公开号：10-228382名称“高温耐水性盐组成物”公开了一种盐水组合物选用二醇类或丙三醇为主体，含量为30～90％，最好为50～80％，但在实际应用中会出现下述情况：如果多醇含量太低(30％以下)，则水溶液的冰点将会很高，达不到***要求的低温状态就会冻结；当多醇类含量＞80％，其溶液在低温状态下(0℃以下)粘度会迅速上升，流动性急剧下降，因此这类单一的多醇组合物不适合在低温状态下循环使用，只适于高温循环***，(就像汽车防冻液，在较高温度时循环使用，在低温静止状态时保持不冻即可)，不适于低温循环状态下应用。近年来有文献提到一种包含聚乙二醇甲醚的低粘度官能液，该液体只用于汽车制动液方面，将二醇烷基醚类化合物用于载冷剂还未见有报道。
近年中国市场上推广的LM系列传热介质(商品名冰河冷媒)，防锈性能优良，载冷能力很强，可以在-100℃下使用，但这类产品存在着一定的挥发性，在食品、医药行业使用还缺少安全保证。
发明内容
本发明目的是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种无毒、不挥发、不易燃、不腐蚀金属，同时在低温下具有非常好的流动性，传热性优良的低粘度超低温双向宽温载冷剂，该载冷剂在-75～245℃温度区间使用。
本发明提出的技术解决方案是：一种低粘度超低温双向宽温载冷剂，是由二醇烷基醚类化合物、缓蚀剂、阻垢剂和官能调节液组成的组合物，其特征是：该组合物所含组分及重量百分比如下：
本发明载冷剂组合物的优选重量百分比如下：
本发明所述的二醇烷基醚类化合物选自二乙二醇甲醚、二乙二醇甲***、二乙二醇二丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲丙醚、它们中的任意一种或一种以上混合使用。根据据载冷剂的使用温度范围，二醇烷基醚类化合物调整浓度在80～99％的区间组配。
所述的缓蚀剂选自磷酸盐、植酸盐、硅酸盐、硝酸盐、乳酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐、钼酸盐、苯甲酸盐和苯并三氮唑它们中的任意一种或一种以上混合使用，每种缓蚀剂用量不超过载冷剂总重量的5％。
这些盐是钠盐或钾盐而不含钙或镁盐(因钙、镁盐极易产生沉淀、结垢)，所以是它们中的一种或几种混合使用。
本发明所述选加的阻垢剂为聚环氧琥珀酸，聚天冬氨酸，S-羧乙基硫代琥珀酸它们中的任意一种或一种以上混合使用。本发明载冷剂所选加的阻垢剂为新型均聚类阻垢剂，如聚环氧琥珀酸，聚天冬氨酸，S-羧乙基硫代琥珀酸，其加入总量不超过载冷剂总重量的1％，通常在0.1～0.5％的范围内适宜。这些缓蚀阻垢剂的加入可以达到阻垢、防蚀、抑菌等效果。
所述的官能调节液选用水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇它们中的任意一种或一种以上混合使用。该官能液能够溶解缓蚀阻垢剂，适当的加入量可以降低载冷剂的粘度。
本发明载冷剂的pH值应该控制在8～10的范围内，如pH值低于7，则使用NaOH或KOH等工业碱来凋整，因为当pH值低于7时，有些缓蚀剂将失去作用，会发生腐蚀现象。
本发明与现有技术产品相比具有以下优点：本发明产品无毒无害、不挥发减少损耗、不易燃、易爆，不腐蚀金属设备，可以延长设备的使用寿命；同时本产品在低温下具有非常好的流动性，是传热性优良且安全的传热介质，产品不产生沉淀、结垢，具有载冷、传热、缓蚀、抑菌的特性；该载冷剂适用于-75～240℃温度下，做工业领域的载冷传热介质，特别适用于化工生产及医药合成过程的间接传热***。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明的具体实施方案。
实施例1
载冷剂的重量组成为：二乙二醇甲醚95％，苯甲酸钠0.05％，钼酸钠0.1％，硝酸钠2％，苯并三氮唑0.1％，水2.75％。该载冷剂的冰点为-80℃以下，沸点190℃以上，它可以在-40～185℃的环境下做载冷剂，无毒、不挥发、不易燃、不结垢、不霉变，不腐蚀金属，低温流动性好，循环输送方便。
实施例2
载冷剂的重量组成为：二丙二醇甲醚88％，亚硝酸钠2％，聚天冬氨酸0.6％，乙醇5％，水4.4％。该载冷剂的冰点为-80℃以下，沸点185℃以上，-70℃时粘度72.7cP，可以在-60～150℃的环境温度下使用。无毒、不挥发、不易燃、不结垢、不霉变，不腐蚀金属，低温流动性好，可广泛应用于食品、化工、制药等领域。
实施例3：
载冷剂的重量组成为：二乙二醇甲***95％，钼酸钠1％，硝酸钠1.5％，苯并三氮唑0.1％，S-羧乙基硫代琥珀酸0.4％，水2％。该载冷剂的冰点为-80℃以下，沸点176℃以上，-75℃时粘度68.88cP，可以在-75～170℃的环境温度下使用。无毒、不挥发、不易燃、不结垢、不霉变，不腐蚀金属，低温流动性好。
实施例4：
载冷剂的重量组成为：二丙二醇甲丙醚98％，磷酸钠0.5％，四硼酸钠0.1％，硝酸钠0.3％，苯并三氮唑0.1％，水1％。该载冷剂的冰点为-75℃以下，沸点200℃以上，可以在-70～190℃的环境温度下使用。
实施例5：
载冷剂的重量组成为：二丙二醇二甲醚97％，植酸钠0.8％，苯并三氮唑0.1％，亚硝酸钠1％，水1.1％。该载冷剂的冰点为-80℃以上，沸点175℃以上，-75℃粘度为37.98cP，可以在-75～175℃环境温度下使用。
实施例6：
载冷剂的重量组成为：二乙二醇二丁醚91％，磷酸钠1％，硝酸钠2％，钼酸钠0.5％，苯并三氮唑0.2％，水5.3％。该载冷剂的冰点为-55℃以上，沸点253℃以上，可以在-50～245℃环境温度下使用。应用于啤酒、食品、制药和化工企业做载冷剂，安全可靠。
实施例7：
载冷剂的重量组成为：二乙二醇甲醚50％，二丙二醇甲***42％，植酸钠1.5％，聚环氧琥珀酸0.2％，氢氧化钠0.2％，苯并三氮唑0.1％，水6％。该载冷剂的冰点-70℃，可以在-65～150℃的温度下使用。应用于啤酒、食品、制药、有机硅和石油化工企业做载冷剂。
实施例8：
载冷剂的重量组成为：二丙二醇甲醚49％，二丙二醇二甲醚45％，钼酸钠1％，乳酸钠2％，苯并三氮唑0.2％，水2.8％。该载冷剂的冰点-65℃以上，可以用在-60～165℃的温度下使用。可以用于食品、制药企业做载冷剂。
实施例9：
载冷剂的重量组成为：二乙二醇甲***54％，二乙二醇二丁醚40％，偏硅酸钠0.5％，苯甲酸钠0.5％，硝酸钠2％，苯并三氮唑0.2％，水2.8％。该载冷剂的冰点-55℃以上，可以用在-50～220℃的温度下使用。
实施例10：
载冷剂的重量组成为：二丙二醇甲醚56％，二乙二醇二丁醚38％，偏硅酸钠0.2％，亚硝酸钠0.5％，苯甲酸钠1.5％，苯并三氮唑0.2％，S-羧乙基硫代琥珀酸0.5％，水3.1％。该载冷剂的冰点-65℃以上，可以用在-60～230℃的温度下使用。无毒、不挥发、不易燃、不结垢、不霉变，不腐蚀金属，低温流动性好。

Claims (7)

1.一种低粘度超低温双向宽温载冷剂，是由二醇烷基醚类化合物、缓蚀剂、阻垢剂和官能调节液组成的组合物，其特征是：该组合物所含组分及重量百分比如下：
2.按照权利要求1所述的低粘度超低温双向宽温载冷剂，其特征是：该组合物优选重量百分比如下：
3.按照权利要求1所述的超低温双向宽温载冷剂，其特征是：所述的二醇烷基醚类化合物选自二乙二醇甲醚、二乙二醇甲***、二丙二醇甲醚、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲丙醚、它们中的任意一种或一种以上混合使用。
4.按照权利要求1所述的超低温双向宽温载冷剂，其特征是：所述的缓蚀剂选自磷酸盐、植酸盐、硅酸盐、硝酸盐、乳酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐、钼酸盐、苯甲酸盐和苯并三氮唑它们中的任意一种或一种以上混合使用，每种缓蚀剂用量不超过载冷剂总重量的5％。
5.按照权利要求1所述的超低温双向宽温载冷剂，其特征是：所述选加的阻垢剂为聚环氧琥珀酸，聚天冬氨酸，S-羧乙基硫代琥珀酸它们中的任意一种或一种以上混合使用，其加入总量不超过载冷剂总重量的1％。
6.按照权利要求1所述的超低温双向宽温载冷剂，其特征是：所述的官能调节液选用水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇它们中的任意一种或一种以上混合使用。
7.按照权利要求1所述的超低温双向宽温载冷剂，其特征是：用氢氧化钾或氢氧化钠调整的载冷剂pH值为8～10。
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