多元醇酯冷冻机油
环保型制冷剂用多元醇酯基础油的性能与合成
环保型制冷剂用多元醇酯基础油的性能与合成
赵伟 费建奇 陈晓伟
（石油化工科学研究院，北京 100083）
摘 要 根据使用环保型制冷剂的制冷系统对润滑油的需要，采用新型催化酯化反应工艺合成了 ISO VG68 的新戊基多元醇 酯基础油，经 FTIR 分析表明，酯的羟基吸收峰消失，表明酯化反应具有高的羟基转化程度。经过与某国外冷冻机油的物理 性质对比，结果表明，所合成的多元醇酯可以作为调配冷冻机油用的基础油，性能达到国外同类产品水平。 关键词 多元醇酯 环保 制冷剂 基础油
GB/T 6540
总酸值/(mgKOH/g)
<0.02
<0.02
GB/T 7304
总碱值/(mgKOH/g)
<0.05
0.30
SH/T 0521
微量水/(mg/L)
<10
118
SH/T 0246-92
与 R410A 相容温度/℃
5
10
自建方法
4 结论
根据对冷冻机油采用新型催化酯化反应工艺 完全能够制备出优异性能的新戊基多元醇脂肪酸 酯，酯化催化效率高，酯化反应程度完全，酯的加 工工艺简单，酯的收率高；采用该工艺制备的冷冻 机油，其基础油与润滑油的性能完全达到进口同类 润滑油的性能指标。
（6）在制冷剂中有适当的溶解性，这是冷冻 机油非常特殊的性质，同时也是最难解决的问题。
制冷剂更换为氢氟烃后，由于分子极性较大，与传 统的非极性矿物油不相溶，因此，开发与之相匹配 冷冻机油是必然的趋势。多元醇酯分子的极性较 强，与氢氟烃具有良好的相容性。温度的变化会导 致润滑油在制冷剂中溶解性的变化，所以需要采用 特定的结构与配比的支链酸与直链酸为原料调整 多元醇酯的分子结构与分布，使之具有合适的与制 冷剂的相溶温度。
冷冻油的功用
冷冻油的功用、分类以及设备要求冷冻油的功用有哪些在压缩机中，冷冻油主要起润滑、密封、降温以及能量调节四个作用。
（1）润滑冷冻油在压缩机运转中起润滑作用，以减少压缩机运行摩擦和磨损程度，从而延长压缩机的使用寿命。
（2）密封冷冻油在压缩机中起密封作用，使压缩机内活塞与汽缸面之间、各转动的轴承之间达到密封的作用，以防止制冷剂泄漏。
（3）降温冷冻油在压缩机各运动部件间润滑时，可带走工作过程中所产生的热量，使各运动部件保持较低的温度，从而提高压缩机的效率和使用的可靠性。
（4）能量调节对于带有能量调节机构的制冷压缩机，可利用冷冻油的油压作为能量调节机械的动力。
什么是POE和PAG冷冻油为保护臭氧层，国际上对空调设备的制冷剂都做了限制，出现了各种替代制冷剂，其冷冻油也相应发生了变化。
对空调替代制冷剂为R134a、R410a/R407c，其替代分别采用PAG、POE。
POE是Polyol Ester的缩写，又称聚酯油，它是一类合成的多元醇酯类油。
PAG是Polyalkylene Glycol的缩写，是一种合成的聚（乙）二醇类润滑油。
其中，POE油不仅能良好地用于HFC类制冷剂系统中，也能用于烃类制冷。
PAG油则可用HFC类、烃类和氨作为制冷剂的制冷系统中的润滑油。
制冷设备对冷冻油有什么要求由于使用场合和制冷剂的不同，制冷设备对冷冻油的选择也不一样。
对冷冻油的要求有以下几方面：（1）黏度冷冻油黏度油料特性中的一个重要参数，使用不同制冷剂要相应选择不同的冷冻油。
若冷冻油黏度过大，会使机械摩擦功率、摩擦热量和启动力矩增大。
反之，若黏度过小，则会使运动件之间不能形成所需的油膜，从而无法达到应有的润滑和冷却效果。
（2）浊点冷冻油的浊点是指温度降低到某一数值时，冷冻油中开始析出石蜡，使润滑油变得混浊时的温度。
制冷设备所用冷冻油的浊点应低于制冷剂的蒸发温度，否则会引起节流阀堵塞或影响传热性能。
（3）凝固点冷冻油在实验条件下冷却到停止流动的温度称为凝固点。
rb75ea冷冻油参数
RB75EA是一种工业冷冻油，通常用于制冷和空调系统中。
这种冷冻油是由多种合成酯和矿物油混合而成，具有较好的润滑性能和化学稳定性，能够适应不同的工作温度和制冷剂。
以下是RB75EA冷冻油的一些典型参数，但请注意，具体参数可能会根据制造商和产品版本的不同而有所差异：
-粘度等级：ISOVG46或VG100，这表示油品在40°C时的动力粘度。
-倾点：通常在-30°C到-40°C范围内，这是油品开始凝固的温度。
-闪点：通常在160°C到180°C范围内，这是油品开始释放蒸汽的温度。
-密度：大约在0.85到0.95g/cm³范围内，这取决于油品的配方和温度。
-酸值：通常在0.5到1.5mgKOH/g范围内，这表示油品的化学稳定性。
-水分：通常少于100ppm，这表示油品的水分含量很低。
-兼容性：与大多数制冷剂（如R22、R134a、R407c等）兼容，但应避免与某些卤素制冷剂混合。
在使用RB75EA或任何其他冷冻油时，应遵循制造商的推荐和指导，并确保油品与系统的制冷剂和其他材料兼容。
不正确的油品选择和使用可能会导致系统性能下降或损坏。
在更换冷冻油时，应彻底排出旧油，并确保系统清洁，以避免污染和降低油品的使用效果。
百达冷冻油
广州市捷尚制冷机电设备有限公司
百达冷冻油 （CRYOLANT）系列
JS
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目录
JS
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产品背景
百达高级全合成冷冻油和空压油系列由台湾百达精密化学股份有限 公司出品。公司成立于2000年2月，是大中华地区最专业之油酯化 学品酯化衍生物工厂，也是全球三大冷冻油代工工厂企业之一。工 厂设在在台湾中部之彰滨工业区内，设有全自动酯化专业生产设备， 已通过ISO 9001、ISO 14001认证，旗下产品均符合欧盟REACH及其 它相关化学品法规的规范，精密度、稳定度均符合国际标准，其多 样化高品质的产品除了在亚太地区及中国深获肯定外，也已成功打 入日本、欧盟和美国市场。
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FRICK
Sabroe
Trane
Carrier McQuay
DunhamDunhamHitachi Bitzer RefComp Hanbell Fusheng Daikin Bush
日立) 比泽尔） 莱富康) 汉钟） (日立) (比泽尔） (莱富康) （汉钟） 复盛) (复盛) 大金） (大金）
100
E5
Байду номын сангаас
Trane 0086
S300
B 100
120
PP47-33
150 170 220
W油01100959-000 G油
E9
PP23BZ104 005
7#
UX-300
BSE 220 B 320SH/B5. 2 寿力 英格索兰
R22R22-320
E11
3#
HBR-B01
150ACryolant 150A-32 150ACryolant 150A-46
冷冻机油
冷冻机油冷冻机油主要用于润滑冷冻机中需要润滑的部位，与压缩机运转性能和使用寿命有密切关系，所以它的选择和应用，都是非常的重要。
1.冷冻机油的主要功能(1)润滑摩擦面，使摩擦面完全被油膜分隔开来，从而降低摩擦功、摩擦热和磨损；(2)冷冻机油的流动带走摩擦热，使摩擦零件的温度保持在允许范围内；(3)在密封部位充满油，保证密封性能，防止制冷剂的泄漏;(4)油的运动带走金属摩擦产生的磨屑，起到清洗摩擦面的作用;(5)为卸载机构提供液压的动力。
2.冷冻机油的分类一类是传统的矿物油;另一类是合成的多元醇酯类油如POE(PolyolEster)，常称聚酯油PAG(PolyalkyleneGlyco1)也是合成的聚(乙)二醇类润滑油，它们中文名不十分统一。
POE油不仅能良好地用于HFC类制冷剂系统中，也能用于烃类制冷剂。
PAG油则可用于HFC类、烃类及氨作为制冷剂的系统中。
3.选择冷冻机油应考虑的因素(1)粘度压缩机的转速越高，使用冷冻机油的粘度应越大，实际使用中一般低速立式双缸压缩机可使用L-DRAl5号冷冻油，中速和高速多缸压缩机应使用L-DRA22号或L-DRA32号冷冻油，某些高速重载压缩机的发热量大，油温高，气温也高，最好使用L-DRA46号或L-DJRA68号冷冻油。
(2)热稳定性热稳定性一般用冷冻机油的闪点来衡量。
闪点是指冷冻机油的蒸汽遇火后发生闪火的温度。
冷冻机油的闪点必须高于压缩机的排气温度，如R717，R12，R22压缩机使用的冷冻机油闪点应在160℃以上。
(3)流动性冷冻机油应有良好的低温下的流动性，在蒸发器内，因温度低、油的粘度增大，流动性变差，当达到一定温度时冷冻机油停止流动，此时的温度称油的凝固点。
制冷机的冷冻机油要求凝固点要低，特别是低温制冷机对油的凝固点要求很重要。
否则流动性降低，既影响蒸发器的传热又影响机器的润滑。
各种冷冻油的凝固点都在-40℃以下，能够满足一般用途的制冷机的使用需要。
冷冻机油标准
冷冻机油标准
冷冻机油通常需要满足以下标准：
1. 黏度等级：冷冻机油通常采用较低的黏度等级，以保证在低温环境下的流动性。
常见的黏度等级包括5W、10W和15W。
2. 低温性能：冷冻机油需要具有良好的低温启动性能和润滑性能，以确保在低温环境下引擎能够顺利启动并获得足够的润滑。
3. 抗氧化性能：冷冻机油需要具有良好的抗氧化性能，以延长机油使用寿命和保护发动机。
低温环境下机油更容易受到氧化的影响，因此抗氧化能力尤为重要。
4. 清净性能：冷冻机油需要具有良好的清净性能，以防止发动机碳沉积和油泥的形成。
此外，不同类型的冷冻机油可能还有其他的特殊要求，如直接燃油式发动机的冷冻机油还需要具有良好的高温抗磨性能等。
具体的冷冻机油标准通常由相关的行业组织或标准机构制定。
Emkarate RL32H,冷冻机油的技术资料。还有授权书和图片。很详产品细技术资料
14.8
265 -27
<-31
<-31
<-28
Icematic SW220 220
19.0
300 -30
<-25
<-25
<-22
可由 Emkarate RL 系列产品代替，适用于 R134a、R404A、R407C、R410A、R507、R23、R508A、R508B 等 HFC 型不破坏臭氧层的环保制冷剂的合成醇脂类冷冻油（POE），可供选择的粘度指数范围由 ISO VG5 至 VG 220 。产品型号有：Emkarate RL 5H Plus、Emkarate RL 7H、Emkarate RL 10H 、Emkarate RL 10HLN、Emkarate RL 10HNS、Emkarate RL 15EB、Emkarate RL 15H、Emkarate RL 15HLN、Emkarate RL 15K、Emkarate RL 22H、Emkarate RL 22HB、Emkarate RL 22HLN、Emkarate RL 22HT、Emkarate RL 32-3MAF、Emkarate RL32FX、Emkarate RL32H、Emkarate RL32HB、Emkarate RL32HLN、Emkarate RL32HT、Emkarate RL32RV、Emkarate RL46H、Emkarate RL46HB、Emkarate RL68H、Emkarate RL68HB、Emkarate RL100、Emkarate RL100E、Emkarate RL100H、Emkarate RL100HB、Emkarate RL170H、Emkarate RL220H、Emkarate RL220H Plus、Emkarate RL2000、Emkarate RL3920
各品牌冷冻油及各类冷媒简介
关于压强单位面积上所受的垂直作用力，也称压强。
由于压力计的测压元件处于某种环境压力的作用下，因此压力计所测得的压力是工质的真实压力(或称绝对压力)与环境介质压力之差，叫表压力或真空度。
工质绝对压力P与大气压力Pb及表压力Pv的关系①当绝对压力大于大气压力，P=Pb+Pe，Pe表示测得的差数，称表压力。
②当绝对压力低于大气压力，P=Pb-Pv，Pv也表示测得的差数，称真空度。
压力单位是帕斯卡(简称帕)，符号Pa。
1Pa=1N/㎡，1MPa=106Pa工程上的其他压力单位标准大气压atm，1atm=101325pa巴Bar，1Bar=105pa工程大气压at，1at=98pa毫米汞柱mmHg，1mmHg=133.33pa毫米水柱mmH2O，1mmH2O=9.81pa1kgf/cm2 =0.1Mpa,也就是 1公斤相当于0.1Mpa(1kgf/cm2=1kg/cm2*G=1G*kg/cm2=1*9.8N/cm2=1*9.8N/10-4m2=9.8*104N/m2=0.098Mpa)压力表按其指示压力的基准不同,一般压力表以大气压力为基准；绝压表以绝对压力零位为基准。
关于冷冻油用于制冷压缩机内各运动部件润滑的油，称为冷冻油，又称润滑油。
制冷设备对冷冻油要求由于使用场合和制冷剂的不同，制冷设备对冷冻油的选择也不一样。
对冷冻油的要求有以下几方面：（1）凝固点冷冻油在实验条件下冷却到停止流动的温度称为凝固点。
制冷设备所用冷冻油的凝固点应越低越好（如R22的压缩机，冷冻油应在-55℃以下），否则会影响制冷剂的流动，增加流动阻力，从而导致传热效果差的后果。
（2）黏度冷冻油黏度油料特性中的一个重要参数，使用不同制冷剂要相应选择不同的冷冻油。
若冷冻油黏度过大，会使机械摩擦功率、摩擦热量和启动力矩增大。
反之，若黏度过小，则会使运动件之间不能形成所需的油膜，从而无法达到应有的润滑和冷却效果。
（3）浊点冷冻油的浊点是指温度降低到某一数值时，冷冻油中开始析出石蜡，使润滑油变得混浊时的温度。
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含水量对冷冻机油绝缘强度的影响 含水量，ppm 100 61 20 绝缘强度，kv 10 26.6 51.4
卡尔费休水分测定仪
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环保法规的变迁
1974年美国的罗兰教授研究发现，氟氯烃对地球大气臭氧层有严重 的破坏作用，影响人类健康。
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R-744
ODP=0，GWP=1 具有较高的临界压力和较低的临界温度 在较高环境温度下（32~35℃），相比HFCs制冷效率降低 与传统的支链酸和混酸POEs有很好的相容性 应用
分解物，从而阻碍阀片的运动并使制冷效果降低。 挥发性高、闪点低的油易在高温阀片处挥发、变粘而生成积炭。 一般来说，冷冻机油的闪点应比制冷压缩机的最高排气温度高
20~30℃左右。
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低温性能
低温流动性 一般用凝点、倾点评价冷冻机油的低温流动 性。 油的凝点过高，会在蒸发器盘管等低温部位 滞留或凝固，严重时甚至会堵塞管道使设备 不能正常运转。
422A，R-422D，R-417A，R-427A）
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R-134a
具有高的全球变暖潜值 在空调和制冷行业主要用于替代R-12 广泛应用于各种空调和制冷设备
小马力家用冰箱 大型工业空调 汽车空调，可能会被R-1234yf或下一代制冷剂替代 与大部分ISO 7 - ISO 46混合酸多元醇酯完全相溶 与ISO 68 ~ ISO 220混合酸多元醇酯部分相溶
R-1234yf
新一代低全球变暖潜值的制冷剂（GWP=4），替代氢氟烃 易燃，商业化进程缓慢 应用
汽车空调 价格较高，限制了其应用 典型的多元醇酯冷冻机油，在R-1234yf中的溶解性更好，可能需要 一个溶解性稍差的多元醇酯冷冻机油 部分互溶的PAGs是当前汽车OEM的选择，可能POEs是售后市场一 个比较好的选择 混合动力汽车使用内置电机的压缩机，PAGs具有较小的介电常数， 所以需选用POEs
成为值得关注的替代制冷剂，尽管它们是易燃的。
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R-22
具有高的全球变暖潜值（GWP） 京都议定书中规定淘汰 对于OEM，在空调行业的主要替代物是R-410A和R-407C 对于OEM，在制冷行业的主要替代物是R-404A 对于R-22售后翻新市场，主要是R-507和氢氟烃/烷烃混合物（R-
Parr multiple reactor system
75 mL high temperature reactor cell
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Cu
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Al Fe
热稳定性
冷冻机油的热稳定性与油的类型、装置的结构等因素有关。 热稳定性差的油会在压缩机高温阀片处发生分解产生积炭及其他
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R-410A
对于OEM，主要在家用和商用空调替代R-22 需改用多元醇酯冷冻机油，R-410A与矿物油和烷基苯的基本不互溶 应用
家用空调和热泵（中央，窗式和分体式） 商用空调 效率比R-22高，新系统的工作压力更高
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制冷压缩机
汽车旋转活塞式压缩机 (皮带传动)
家用, 商用, 工业用涡旋式压缩机 (3 to 60 HP)
Carrier工业螺杆压缩机 (100 to 2100 HP)
全封闭往复式压缩机 (0.2 to 3 HP)
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工业往复式压缩机 (3 to 100 HP)
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R-404A and R-507
主要在OEM和售后市场替代R-502的低温和超低温应用场合 商用冷库和超市冷库 移动冷库（卡车、火车、轮船、飞机）
R-404A在OEM市场占主导地位
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工业离心式压缩机 (50 to 200 HP)
冷冻机油的工作原理
冷冻机油是一种特殊的压缩机油 冷冻机油是在制冷剂的特殊环境下工作，具有下述特性
与制冷剂直接接触 少量冷冻机油参与整个制冷循环 在全封闭压缩机中，冷冻机油与电机的线圈及密封件等
密切接触 冷冻机油处于压缩机排气阀的高温和膨胀阀、蒸发器的
修订 2020年原则上全面废除氟氯烃、氢氟氯烃。 制冷剂的另一个环境效应是温室效应，对全球变暖的可能影响
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制冷剂的发展
• Time Frame
Refrigerant ODP
• 1930’s CFCs (R-12)
1.0
GWP 8100
Lubricant Type Mineral Oil
• 1960’s HCFCs (R-22)
0.05
1810
Mineral Oil/PAO/AB/POE
• 1990’s HFCs (R-134a)
0.0
(R-410A, R-407C, R-404A)
1400-2200 POE (PVE)
• 2000’s HFO (R-1234yf)
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制冷剂
全世界统一使用美国采暖、制冷及空调工程师协会（ASHRAE）的 制冷剂编号系统，在编号之前一律冠以R字头。
目前，世界上主要使用的制冷剂有CFCs（氟氯烃）、HCFCs（氢 氟氯烃）、HFCs（氢氟烃）和自然型制冷剂。
/wiki/List_of_refrigerants
机油的润滑性能提出了越来越高的要求。Falex极压负荷从 1335~1880N提高到3115N。 由于冷冻机油在制冷剂的环境中使用，因此不仅要注意油本身的 润滑性，还要考虑油与制冷剂相溶后因粘度降低带来的润滑问题。
四球试验机
Falex试验机
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低温性能
相溶性 油与制冷剂的相溶性受制冷剂的类型和冷冻 机油的组成、结构及粘度的影响 油与制冷剂相分离，由于油的密度小而浮在 制冷剂之上，此时如启动压缩机，因底部制 冷剂层的粘度过小，将造成滑动部件的烧结 或机体的异常振动。另外，还会在蒸发器等 低温区造成回流困难和影响传热效率等问题。
低温两种极端的温度条件下
5
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冷冻机油的性能要求
制冷循环系统
压缩机 冷凝器 膨胀阀 蒸发器
性能要求
与制冷剂共存时具有优良的化学稳定性 良好的润滑性 极好的与制冷剂的相溶性 对绝缘材料和密封材料具有优良的适应适应性 良好的抗泡性能
水分
冷冻机油对水分的要求十分严格，水分一般不得超过50ppm。 制冷循环系统中即使只有少量水分存在，也会在节流装置中产生冰
塞现象和导致冷冻机油过早的产生絮状物。 在高温时，水分还会降低油的稳定性，在金属的催化下促使氟利昂
分解 油中的水会降低冷冻机油的绝缘性能 一般采用卡尔费休（微库仑仪）法测定冷冻机油的微量水分。
多元醇酯冷冻机油
Petroleum Additives Shi Chao June 16th, 2014
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内容
制冷循环系统 冷冻机油性能要求 冷冻机油主要性能 制冷剂 冷冻机油技术发展 科聚亚多元醇酯冷冻机油
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0.0
TC-CO2(R-744)
0.0
R-32
0.0
HFC/HFO Blends 0.0
Propane(R-290)
0.0
4
~1 675 550-750 <2
PAG (automotive) POE (stationary) POE POE (PVE) POE (PVE) Alkyl benzene (POE)
制冷循环系统
Mostly Lubricant
Vapor
Vapor
COMPRESSOR
Mostly Lubricant
EVAPORATOR
CONDENSER
Mostly Refrigerant
EXPANSION
VALVE
Liquid + Vapor
Liquid
Mostly Refrigerant
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优良的与制冷剂的相溶性
无蜡状物絮状分离 不含水
优良的低温流动性 无蜡状物絮状分离 不含水 优良的与制冷剂的相溶性
6
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冷冻机油的主要性能
运动粘度和粘度温度特性 倾点 闪点 总算值（< 0.05mgKOH/g） 羟值（< 5mgKOH/g） 水分（< 50ppm） 绝缘强度（> 35KV 击穿电压） 与制冷剂的混合性 热化学安定性（> 150℃） 压缩机工作条件下，冷冻机油/制冷剂的运动粘度
低温性能
絮凝点 油中的石蜡组分在氟里昂制冷剂中的溶解性差，常 在温度到达冷冻机油的倾点以前从油-制冷剂的均一 溶液中絮凝出来，造成毛细管和膨胀阀堵塞，使制 冷剂的循环中断。