开发全球最大萤石伴生矿金石资源( 五 )


因此,氟制冷剂具有较低的沸点(例如,R12 沸点为-29.8℃、R22 沸点为-40.8℃),在常温时均为气态 。而其沸点又刚好在不是特别低的范围内,因为不需要被施加过大的压力才能液化 。早期的制冷剂为碳氢制冷剂——乙烷,然而乙烷具有易燃易爆的风险,且能耗制冷效率比不高 。综合利弊,含氟制冷剂是最适用于制冷剂的理想化合物 。

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制冷剂对于氢氟酸的消耗量逐代大幅提升 。
制冷剂分成四代,按照对环境的破坏程度进行划分,通过 GWP、ODP 两个参数指标来衡量 。ODP 数值按照第一代制冷剂 R11 为参照,设定 R11 的大气臭氧消耗值为 1 。GWP 以二氧化碳为参照,设定二氧化碳的全球变暖潜能值为 1 。
ODP 方面,第二代较第一代显著减少,第三、第四代制冷剂由于不含破坏臭氧层的氯原子,ODP 为 0 。GWP 方面,第一至第四代制冷剂核心品种 R12、R22、R32、R1234ze 的 GWP 值依次下降 。
另一方面,每一代制冷剂对于氢氟酸的用量翻倍增长 。一吨第二代制冷剂R22、R142b大约用0.5吨氢氟酸,一吨第三代制冷剂R32、R134a、R125 大约用 0.85~0.9 吨氢氟酸,而由于主流的第四代制冷剂 R1234yf 的合成路线是通过将 R22 制成 TFE,再制成 HFP,再制成 R1234yf 。在该生产路线中,一吨 R1234yf 需要用到超过 1.9 吨氢氟酸 。
制冷剂对于氢氟酸的用量逐代提升 。制冷效率方面,根据大金,以 R22 的单位制冷用量设为 100 作为参照值 。则 R32 的单位制冷用量为 70 。考虑到制冷剂充注率(charging ratio),第三代制冷剂 R32 的氢氟酸在实现单位制冷效果情形下,对氟(氢氟酸)的消耗量是第二代制冷剂的 1.3 倍 。综合分析,制冷剂对于氢氟酸的消耗量逐代大幅提升 。
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蒙特利尔协定通过明确时间表,促使制冷剂迭代 。
制冷剂行业存在冻结、削减其供给端的国际公约——《蒙特利尔协定书》 。1982 年,南极臭氧层空洞的发现引起国际社会的高度重视,1987 年 9 月,36 个国家和 10 个国际组织在加拿大蒙特利尔召开会议,签署《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书》 。
协定的意义在于促使制冷剂迭代,从而逐步淘汰掉臭氧层消耗、温室效应更大的老一代制冷剂 。由于协定的执行,迄今为止全球已淘汰了 98%以上的消耗臭氧层物质 。如果没有该条约,至 2013 年南极臭氧层的空洞将扩大 40% 。
蒙特利尔协定通过明确的时间表去依次淘汰掉第一、二、三代制冷剂,最终会让全人类使用 ODP 值为 0、GWP 值为个位数的第四代制冷剂 。
目前第一代制冷剂在全球范围内已经被淘汰,发达国家已淘汰掉第二大制冷剂,第四代制冷剂正在逐步替代第三代制冷剂 。包括我国在内的第五条款国家正在处于第三代制冷剂替代第二代制冷剂的进程当中,第四代制冷剂即将大规模登场 。从终局角度分析,第四代制冷剂的全面渗透替代将会使得全球制冷剂产业对于氢氟酸的用量持续提升 。
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2.4. 氟化学品在电子、军工、医药领域的应用
在早期,氟化学品的应用以制冷剂为主,含氟新材料的应用开始于第二次世界大战时期的曼哈顿计划,PTFE 由于其优越的物化性能,被用于原子弹铀的密封层,从此开启了氟聚合物的广泛应用 。
如今,氟化学品在电子、军工、医药等领域应用空间已开始全面打开,但由于技术被氟化工八大公司法国阿科玛、比利时索尔维、日本大金、日本旭硝子、日本吴羽、美国杜邦、美国霍尼韦尔、美国 3M 垄断,价格高昂,目前全产业用量仍较小 。

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