用于高溫熱傳遞應用的穩(wěn)定化的hfo和hcfo組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明部分涉及基于HFO和/或HCFO的工作組合物，其在高溫熱傳遞系統中顯示化學和熱穩(wěn)定性。在某些方面，該HFO和/或HCFO化合物可以由式I表示(I)其中R1、R2、R3和R4各自獨立地選自H，F，Cl，Br，C1-C6烷基，C1-C6氟烷基，至少C6芳基(優(yōu)選C6-C15芳基)，C6-C15氟芳基，至少C3環(huán)烷基(優(yōu)選C6-C12環(huán)烷基)，C6-C12氟環(huán)烷基，C6-C15烷基芳基，和C6-C15氟烷基芳基，其中該化合物含有至少一個F原子。這種工作流體具有至少一種穩(wěn)定劑，以將HFO和/或HCFO降解減到最少。
【專利說明】用于高溫熱傳遞應用的穩(wěn)定化的HFO和HCFO組合物
[0001]相關申請的交叉引用
本申請根據35 U.S.C.§ 119 (e)，要求2013年3月15日提交的美國臨時申請序列號61/792，115的優(yōu)先權的權利，在此將其全部公開內容引入作為參考。

【技術領域】
[0002]本發(fā)明一般性涉及通過使用穩(wěn)定化和/或清除基底來控制氧氣可得性以及氯離子和氟離子產生來升高溫度，在某些非限制方面中，在該溫度下氫氟烯烴(HFO)和氫氯氟烯烴(HCFO)可以以工作流體的形式工作。

【背景技術】
[0003]氫氟烴在許多應用中的適用性是公知的，所述應用包括制冷，空調，熱泵送，有機蘭金循環(huán)，以及其它熱傳遞應用，包括其中使用熱管或熱虹吸管的那些；以下簡稱為“熱應用”。HFC的熱和化學穩(wěn)定性有助于其在這些應用中使用。這一點的示例為在有機蘭金循的用途，其中通常希望著眼于高源溫度，以獲得高輸出量和高熱效率。關于這一點，HFC，例如1，I, 1,3, 3-五氟丙烷和1，I, 1,3, 3-五氟丁烷已經得到成功應用。
[0004]但是，促進于許多興趣的HFC的穩(wěn)定性以及相對缺乏反應性，現在被認為是不可接受的高全球變暖潛能。因為先前所述熱應用對食品保藏、舒適性和健康、能量效率、熱處理以及工業(yè)很重要，所以正在探索HFC的適當代用品。
[0005]HFO和HCFO是低級全球致暖物，但是由于其性質，并不如此類應用中已經使用的高級全球變暖氫氟烴(HFC)穩(wěn)定。HFO和HCFO的碳-碳雙鍵被認為賦予這些化合物比HFC更大的化學反應潛能。特別是對于HCFOj^ -氯鍵的存在是一種可以導致與HFC相比穩(wěn)定性下降的結構特征。這也是HFO中未發(fā)現的弱點。就其本身而論，在某些使用條件下，HCFO可以分解釋放氯離子和氟離子。通常，雙鍵，以及碳-氯鍵相比碳-氟鍵的低鍵能使得HCFO比大多數HFC對于反應更加脆弱。
[0006]重要地，HFO和HCFO的分解將在比HFC更低的溫度下開始，分解速率在給定溫度下典型地將超過HFC。在其中已經使用HFC，而沒有很大分解風險的高溫應用中，低全球變暖HFO和HCFO可能受到不切實際的短工作流體壽命的困擾。
[0007]許多HFO和/或HCFO代用品對于高溫應用而言屬于可燃流體，例如烴，醇和酮。經常地，出于安全原因，并不希望使用可燃流體，因為燃燒或爆炸的結果是不可接受的。
[0008]因此，在本領域中對于可以在這種高溫下使用，而不產生有害分解產物或影響系統和/或環(huán)境的工作流體組合物存在需求。


【發(fā)明內容】

[0009]在某些非限制方面，本發(fā)明涉及穩(wěn)定化熱傳遞組合物，例如高溫熱傳遞組合物或有機蘭金循環(huán)工作流體，包含至少一種HFO和/或HCFO化合物；和至少一種氧去除基底(substrate)或穩(wěn)定劑。
[0010]在某些方面，至少一種HFO和/或HCFO化合物包含具有式⑴的結構的化合物:

【權利要求】
1.有機蘭金循環(huán)系統，包含: (a)所述系統中循環(huán)的氫氟烯烴(HFO)和/或氫氯氟烯烴(HCFO)工作流體； (b)用于蒸發(fā)該工作流體的熱源； (c)用于冷凝所述蒸發(fā)的工作流體的冷卻源；和 (d)用于從所述工作流體中去除氧的至少一種氧去除組分。
2.權利要求1的系統，其中所述HFO和/或HCFO工作流體包含具有式⑴的結構的化合物:
其中R1, R2, R3和R4各自獨立地選自H，F，Cl，Br，C1-C6烷基，C1-C6氟烷基，C6-C15芳基，C6-C15氟芳基，C6-C12環(huán)烷基，C6-C12氟環(huán)烷基，C6-C15烷基芳基，和C6-C15氟烷基芳基，其中該化合物含有至少一個F原子。
3.權利要求2的系統，其中該化合物含有至少一個F原子和至少一個Cl原子。
4.權利要求1至3的任何一個的系統，其中所述HFO工作流體由式CxFyHz表示，其中y+z = 2x, X為至少3, y為至少I, z為O或正數。
5.權利要求1至4的任何一個的系統，其中所述HCFO工作流體由式CxFyHzCln表示，其中y+z+n = 2x, x為至少3, y為至少I, z為O或正數，η為I或2。
6.權利要求1至5任何一個的系統，其中所述HFO和/或HCFO工作流體選自HF0-1234ze (E)，HF0_1234ze (Z)，HCF0_1233zd (E)，HCF0_1233zd (Z)，HF0_1234yf，和兩種或更多種這些的組合。
7.權利要求1至6任何一個的系統，其中所述至少一種氧去除組分包含能夠與元素氧反應以將其從循環(huán)工作流體中永久去除的氧去除吸附劑或吸收劑。
8.權利要求7的系統，其中所述氧去除吸附劑或吸收劑包含可氧化金屬，可氧化金屬鹽，或可氧化金屬氧化物，其中所述可氧化金屬選自銅，鐵，鎳，猛，鑰，鈷，fL，鉻，鋅，和其兩種或更多種的組合。
9.權利要求7的系統，其中所述氧去除吸附劑或吸收劑包含有機抗氧化劑。
10.權利要求7的系統，其中所述氧去除吸附劑或吸收劑包含選自α-甲基苯乙烯，生育酚，氫醌，異戊二烯，香葉醇，月桂烯，和其兩種或更多種的組合的液態(tài)氧去除材料。
11.在蘭金循環(huán)中將熱能轉換為機械能的方法，包括: (a)用熱源蒸發(fā)權利要求1至10任何一個的工作流體，以形成蒸發(fā)的流體； (b)膨脹該蒸發(fā)的流體，然后用冷卻源冷卻，以冷凝所述蒸汽形成冷凝的工作流體；和 (C)泵送所述冷凝的工作流體。
【文檔編號】F01K25/08GK104047649SQ201410096639
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權日:2013年3月15日
【發(fā)明者】G.J.齊豪斯基, R.H.托馬斯, A.P.科亨 申請人:霍尼韋爾國際公司