氟利昂

氟利昂在常温下都是无色气体或易挥发液体，无味或略有气味，无毒或低毒，化学性质稳定。

由于二氯二氟甲烷等CFC类制冷剂破坏大气臭氧层，已限制使用。地球上已出现很多臭氧层空洞，有些漏洞已超过非洲面积，其中很大的原因是因为CFC类氟利昂的化学性质。氟利昂的另一个危害是温室效应。

物化性质

物理性质

氟利昂常温下一般为气体或液体，透明、介电常数低、临界温度高、易液化。

溶解性：氟利昂和水几乎完全相互不溶解，对水分的溶解度极小。一般是易溶于冷冻油的，但在高温时，氟利昂就会从冷冻油内分解出来。所以在大型冷水机组中的油箱里都有加热器，保持在一定的温度来防止氟利昂的溶解。

化学性质

不同的氟利昂制冷剂有不同的性质，其可燃性、毒性等与分子中的氯、氟、氢原子个数有关。

毒性：低毒，或无毒。如R12为低毒，可以认为是基本无毒的化合物。氯原子数增加，毒性增加；氟原子数增加，毒性降低。

可燃性：分子中氢原子的减少可燃性降低，化学稳定性增加。

品种分类

CFC（Chlorofluorocarbon，或写作CFCs，氟氯烃）类，组成元素氟F、氯Cl、碳C。由于对臭氧层的破坏作用最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质；

HCFC（Chlorodifuoromethane，或写作HCFCs、HCF，氢氯氟烃）类物质组成元素氢H、氯Cl、氟F、碳C，由于其臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此被视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质；

（注：也有人认为混合制冷剂不是氟利昂，而是多种氟利昂的混合物。）

命名规则

每一种氟利昂制冷剂都有一个唯一的编号名称，形式为：前缀+编号。

对于纯净物，若存在同分异构体，则在编号后面添加附加字母以示区分；对于混合物，若组分相同，但比例不同，也用附加字母区分。

前缀

常用写法以大写字母R做前缀，代表Refrigerant（制冷剂），如R11、R12等。但RXX不能直观表示制冷剂的类别，因此ASHARE标准按照组成元素，采用CFC、HCFC、HFC等标识前缀区分，如CFC-11、HCFC-22、HFC152a等分别代表R11、R22、R152a，说明分别为CFC、HFC、HCFC类物质。

不过，组成标识前缀的使用是有局限性的，R开头的制冷剂编号名称仍然是最基本、最简洁和最重要的写法：

在制冷器具的铭牌上标注制冷剂名称时，应该写成R134a而不是HFC134a；

在文章中涉及到混合物制冷剂名称时，一般写成R401a，或R22/152a/124（53/13/34）而不是HCFC22/HFC152a/HCFC124（53/13/34）；

另外，也有使用F作为前缀的，F代表Freon，如R11、R12也可写作F11、F12。

编号

纯净物

Rxx、CFC-xx、HCFC-xx等中的数字编号规则如下：

1、右边的第一位数字是化合物分子式中氟F原子数；

2、右边的第二位数字是化合物分子式中氢H原子数加1；

如CCl3F，有1个C原子、0个H原子、1个F原子，则可写做R11、CFC-11；CHF2CHF2，有2个C原子，2个H原子，4个F原子，则可写做R134、HFC-134。

混合物

共沸混合物：由ASHARE（美国供暖、制冷和空调工程师协会）标准编号命名为500系列，按照命名的先后顺序依次为R500、R501、R502……

附加字母

同分异构体

R134（CH2FCF3）与R134a（CHF2CHF2）为同分异构体，分子式中各原子个数相同，如果都写作R134则无法区分。为此，ASHARE为其制定了附加字母（R134a中的“a”即为附加字母）。下面分别介绍最为重要的卤代乙烷和卤代丙烷的附加字母规则。

，△W越小则均匀度越好。对于均匀度最好的卤代乙烷，就用数字代号本身表示；随着均匀度的变差，依次附加字母a、b或c。

，△W越小则均匀度越好。对于均匀度最好的卤代丙烷，附加字母a；随着均匀度的变差，依次附加字母b或c。

混合物

主要用途

不同的化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温和低温制冷机，以适应不同制冷温度的要求。氟利昂制冷系统包括高压系统、低压系统、油路系统和融霜系统。氟利昂制冷系统设备选择计算与氨制冷系统在方法上基本一致。制冷压缩机的选择应以用冷单元的制冷机负荷为依据，根据所确定的氟利昂制冷剂种类、制冷工况及压缩机型式进行选择计算。

环境危害

（RODP：relative ozone depletion potential，相对臭氧破坏系数；RGE：relative greenhouse effect，相对温室效应）

破坏臭氧层

原理

（注：此处仅以二氟二氯甲烷，即CF₂Cl₂为例）

1、氯氟烃分解

CF2Cl2→CF2Cl+Cl

2、自由基链反应

Cl+O3—→ClO+O2

ClO+O—→Cl+O2

从总的结果看，氟利昂并未减少，但臭氧却变成了氧气——在反应中氟里昂起到类似于催化剂的作用。

后果

1)使微生物死亡；

2)使植物生长受阻，尤其是农作物如棉花、豆类、瓜类和一些蔬菜的生长受到伤害；

3)使海洋中的浮游生物死亡,导致以这些浮游生物为食的海洋生物相继死亡；

4)使海洋中的鱼苗死亡，渔业减产；

5)使动物和人的眼睛失明；

温室效应

生存周期

（年）

发展历史

发明

发展

禁用

前景

据有关人员调查：至2013年8月1日，中国仍然大量使用氟利昂，未来数年甚至数十年内，中国氟利昂的使用量仍然会居高不下，保护臭氧层的形势依然十分严峻。

生产方法

置换法

主要用于生产R-11、R-12、R-22、R-21、R-13、R-113和R-114等。此法有液相法和气相法两种：

①液相法技术较成熟，温度易控制，副产物少，是工业上采用的主要方法。所用的卤化锑催化剂（见固体酸催化剂）寿命也较长（约1～2年，每2～3个月需进行一次再生和补充）。根据原料和目的产品的不同而采取不同的反应温度(一般为45～200℃)和压力(最高可达3.5MPa)，以促使反应在均相下进行。不同的氯代烃原料可以制得不同的氟化合物，如以四氯化碳为原料，可以生产R-11和R-12；以三氯甲烷为原料，可以生产R-22；以四氯乙烯为原料可以生产R-113和R-114。反应生成物一般要经水洗、碱洗、干燥、压缩和蒸馏等后处理，才制得纯品。

②气相法使用装有氟化铝、氟化铬和氟氧化铬催化剂的固定床反应器或流化床反应器，其后处理与液相法相似。

甲烷氟氯化法

以甲烷、氯气和氟化氢为原料，在催化剂存在下，一步合成氟氯甲烷。反应产物中主要含R-11．R-12，沸点较高的氟化物和氯化氢，经汽提塔使部分氟化合物再循环，剩余气体进入氯化氢蒸馏塔，脱除氯化氢后经水洗、中和、干燥和精馏，得到R-11和R-12成品。所用催化剂是金属氟化物或氯化物，载体为活性炭、硫酸铝或碳酸钡。反应温度为370～470℃，接触时间约4～10s。反应收率以甲烷计为96%～99%；以氯计为97%；以氟计为94%。该过程的优点是工艺过程较简单、产品纯度高。

安防措施

使用过程应注意：

密闭操作，全面通风。

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。

建议操作人员穿防静电工作服，戴一般作业防护手套；必要时，戴化学安全防护眼镜；特殊情况下，佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。

远离火种、热源，工作场所严禁吸烟，避免高浓度吸入，避免发生爆炸。

使用防爆型的通风系统和设备，防止气体泄漏到工作场所空气中。

避免与氧化剂接触。

在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时戴好钢瓶安全帽和防震橡皮圈，防止钢瓶碰撞、损坏。

配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

在冷冻设备中，从低温侧进入装置的水分呈水蒸气状态，它和氟利昂蒸气一起被压缩而进入冷凝器，再冷凝成液态水，水以液滴状混于氟利昂液体中，在膨胀阀处因低温而冻结成冰，堵塞阀门，使制冷装置不能正常工作。水分还能使氟里昂发生水解而产生酸，使制冷系统内发生“镀铜”现象。

氟利昂对水的溶解度小，制冷装置中进入水分后会产生酸性物质，并容易造成低温系统的“冰堵”，堵塞节流阀或管道。

另外避免氟里昂与天然橡胶起作用，其装置应采用丁腈橡胶作垫片或密封圈。

泄露处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。如无危险，就地燃烧，同时喷雾状水使周围冷却，以防其它可燃物着火。或用管路导至炉中、凹地焚之。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

储存方式