[发明专利]用于高温热传递应用的稳定化的HFO和HCFO组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119 (e)，要求2013年3月15日提交的美国临时申请序列号61/792,115的优先权的权利，在此将其全部公开内容引入作为参考。

技术领域

本发明一般性涉及通过使用稳定化和/或清除基底来控制氧气可得性以及氯离子和氟离子产生来升高温度，在某些非限制方面中，在该温度下氢氟烯烃(HFO)和氢氯氟烯烃(HCFO)可以以工作流体的形式工作。

背景技术

氢氟烃在许多应用中的适用性是公知的，所述应用包括制冷，空调，热泵送，有机兰金循环，以及其它热传递应用，包括其中使用热管或热虹吸管的那些；以下简称为“热应用”。HFC的热和化学稳定性有助于其在这些应用中使用。这一点的示例为在有机兰金循的用途，其中通常希望着眼于高源温度，以获得高输出量和高热效率。关于这一点，HFC，例如1,1,1,3,3-五氟丙烷和1,1,1,3,3-五氟丁烷已经得到成功应用。

但是，促进于许多兴趣的HFC的稳定性以及相对缺乏反应性，现在被认为是不可接受的高全球变暖潜能。因为先前所述热应用对食品保藏、舒适性和健康、能量效率、热处理以及工业很重要，所以正在探索HFC的适当代用品。

HFO和HCFO是低级全球致暖物，但是由于其性质，并不如此类应用中已经使用的高级全球变暖氢氟烃(HFC)稳定。HFO和HCFO的碳-碳双键被认为赋予这些化合物比HFC更大的化学反应潜能。特别是对于HCFO，碳-氯键的存在是一种可以导致与HFC相比稳定性下降的结构特征。这也是HFO中未发现的弱点。就其本身而论，在某些使用条件下，HCFO可以分解释放氯离子和氟离子。通常，双键，以及碳-氯键相比碳-氟键的低键能使得HCFO比大多数HFC对于反应更加脆弱。

重要地，HFO和HCFO的分解将在比HFC更低的温度下开始，分解速率在给定温度下典型地将超过HFC。在其中已经使用HFC，而没有很大分解风险的高温应用中，低全球变暖HFO和HCFO可能受到不切实际的短工作流体寿命的困扰。

许多HFO和/或HCFO代用品对于高温应用而言属于可燃流体，例如烃，醇和酮。经常地，出于安全原因，并不希望使用可燃流体，因为燃烧或爆炸的结果是不可接受的。

因此，在本领域中对于可以在这种高温下使用，而不产生有害分解产物或影响系统和/或环境的工作流体组合物存在需求。

发明内容

在某些非限制方面，本发明涉及稳定化热传递组合物，例如高温热传递组合物或有机兰金循环工作流体，包含至少一种HFO和/或HCFO化合物；和至少一种氧去除基底（substrate）或稳定剂。

在某些方面，至少一种HFO和/或HCFO化合物包含具有式(I)的结构的化合物：

其中R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地选自H、F、Cl、Br，和C₁-C₆烷基、至少C₆芳基，特别是C₆-C₁₅芳基，至少C₃环烷基，特别是C₆-C₁₂环烷基，和C₆-C₁₅烷基芳基。在某些实施方案中，这种化合物用至少一个F取代，在其它实施方案中，该化合物用至少一个F和至少一个Cl取代。

在某些实施方案中，至少一种HFO化合物由式CxFyHz表示，其中y+z = 2x，x为至少3，y为至少1，和z为0或正数。在某些方面，x为3至12，y为1至23。在其它实施方案中，至少一种HCFO化合物由式CxFyHzCln表示，其中y+z+n = 2x，x为至少3，y为至少1，z为0或正数，n为1或2。在某些方面，x为3至12，y为1至23。在其它实施方案中，至少一种HFO和/或HCFO化合物选自HFO-1234ze (E)，HFO-1234ze (Z)，HCFO-1233zd (E)，HCFO-1233zd (Z)，HFO-1234yf，和这些的组合。

至少一种氧气去除基底或稳定剂包括适合于去除元素氧，以适度改善在此的HCFO和/或HFO的热和化学稳定性极限的任何材料或化合物。在某些方面，这种基底提高HCFO和/或HFO的热稳定性，在其它优选实施方案中，这种稳定剂使得HCFO和/或HFO如在高温条件，例如但不限于有机兰金循环中的工作流体一样稳定。