有机金属化学基化合物，所述有机金属化学基化合物用于防止烃流体系统中的焦炭形成。有机金属化学基化合物包括配位络合物，所述配位络合物可中断焦炭形成的自氧化途径。用于减少烃流体的输送或循环期间焦炭形成的部件和系统。部件包括接触表面，所述接触表面被配置为与烃流体接触。接触表面用抑制剂配体官能化以形成抑制剂配体官能化表面。抑制剂配体官能化表面可中断焦炭形成的自氧化途径。表面可中断焦炭形成的自氧化途径。表面可中断焦炭形成的自氧化途径。
【技术实现步骤摘要】
用于燃料和油系统中焦炭抑制的化学物质、应用和输送方法
[0001]本公开涉及与烃流体接触的组合物、部件和系统(特别是用于飞行器的燃气涡轮发动机的组合物和部件)及其制备方法。
技术介绍
[0002]燃气涡轮发动机包括与烃流体(例如燃料和润滑油)接触的表面。当在高温下暴露于烃流体时，这些表面上可能会形成碳质沉积物(也称为焦炭)，导致碳在与燃料或油接触的表面上附着并积累成沉积物，从而导致流动减少或流动阻塞。
附图说明
[0003]如附图所示，通过以下各种示例性实施方式的描述，本公开的特征和优点将变得显而易见，附图中相似的附图标记通常表示相同、功能相似和/或结构相似的要素。
[0004]图1为根据本公开的一个实施方式的飞行器的示意性透视图，该飞行器具有用于减少烃流体输送期间焦炭形成的部件。
[0005]图2为根据本公开的一个实施方式的用于减少烃流体输送期间焦炭形成的燃料系统的示意图。
[0006]图3为根据本公开的一个实施方式的用于减少烃流体输送期间焦炭形成的润滑系统的示意图。
[0007]图4A和图4B为根据本公开的一个实施方式的用于减少烃流体输送期间焦炭形成的控释组件的示意图。
[0008]图5显示了根据本公开的一个实施方式的用于合成M
n+
基抑制剂的反应方案。
[0009]图6显示了根据本公开的一个实施方式的用于合成M
n+
基抑制剂的反应方案。
具体实施方式
[0010]本公开的特征、优点和实施方式通过考虑以下详细描述、附图和权利要求得以阐述或变得显而易见。此外，以下详细描述是示例性的并且意在提供进一步解释而不限制要求保护的本公开的范围。
[0011]术语“上游”和“下游”指关于流体路径中流体流动的相对方向。例如，“上游”指流体流自的方向，“下游”指流体流向的方向。术语“流体”可以为气体或液体。术语“流体连通”指流体能够在指定区域之间建立连接。
[0012]除非本文另有说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接至”等指直接联接、固定或附接，以及通过一个以上中间部件或特征间接联接、固定或附接。
[0013]除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数引用。
[0014]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来，而不意在表示各个部件的位置或重要性。
[0015]术语“前”和“后”指燃气涡轮发动机或载具内的相对位置，并且指燃气涡轮发动机
或载具的正常运行高度。例如，对于燃气涡轮发动机，“前”指更靠近发动机入口的位置，而“后”指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0016]整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可用于修饰任何可允许变化而不会导致与之相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“约”、“大约”和“基本上”之类术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。例如，近似语言可以表示在单个值、值的范围和/或定义值范围的端点的1％、2％、4％、5％、10％、15％或20％差额内。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限定可以进行组合和/或互换。除非上下文或语言另有说明，否则此类范围是确定的并且包括其中包含的所有子范围。
[0017]如本文所用，术语“M
n+”指电荷数为n的金属离子。类似地，术语“M
(n+1)+”指电荷数为(n+1)的金属离子。
[0018]如本文所用，术语“有机金属化学基化合物”指在金属和有机配体之间具有至少一个化学键的有机金属化合物或配位化合物。有机配体可以含有一个以上杂原子，例如氧、氮、硫或磷。
[0019]下文详细讨论了各种实施方式。尽管讨论了特定实施方式，但这仅是出于说明目的。相关领域的技术人员将认识到不偏离本公开的精神和范围的情况下可以使用其他部件和设置。
[0020]如上所述，焦炭沉积可能发生在高温下暴露于烃流体(例如燃料和润滑油)的燃气涡轮发动机的表面上。如果流体回路在没有清除剩余的停滞燃料的情况下运行或关闭，则可能会形成此种碳沉积物。随着沉积物聚集，它们会变得足够大以减少甚至阻碍流体流动。在燃料回路的情况下，此种碳沉积物会导致发动机性能下降、传热效率降低、压降增加以及材料侵蚀速率增加，所有这些均可能需要使用昂贵的除焦程序、甚至更换燃料喷嘴。本公开讨论了防止与烃流体接触的部件(特别是飞行器的燃气涡轮发动机中使用的此种部件)表面上的此种碳沉积物的方法。本文所述的方面涉及用于防止烃流体在高温下产生碳沉积物的组合物、部件、系统和方法。特别地，实施方式涉及对被烃流体润湿或接触的内表面进行改性。
[0021]焦炭的形成涉及某些涉及在氧气的存在下引发、扩增和终止反应的自氧化途径。
[0022]引发RH
→
R
·
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应1]ROOH
→
RO
·
+OH
·
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应2]2ROOH
→
RO2·
+RO
·
+H2O
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应3][0023]扩增R
·
+O2→
RO2·
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应4]RO2·
+RH
→
ROOH+R
·
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应5]RO2·
+RH
→
ROOR
·
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应6]RO
·
+RH
→
自由基，产物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应7][0024]终止R
·
+R
·
→
产物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应8]R
·
+RO2·
→
产物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应9]RO2·
+RO2·
→
产物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应10][0025]根据本公开的某些化学物质通过中断烃流体中上述自氧化途径中的一种以上来抑制焦炭形成。在一个实施方式中，有机金属化学基化合物或M
n+
基抑制剂可以如下中断一种以上自氧化途径：RO2·
+M
n+
→
M
(n+1)+
+产物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应11]R
·
+M
(n+1)+
→
M
n+
+产物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[反应12][0026]有机金属化学基化合物或M
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.有机金属化学基化合物，所述有机金属化学基化合物用于防止烃流体系统中的焦炭形成，所述有机金属化学基化合物包含：M(N
‑
丁基水杨醛亚胺基)
n
、M(N
‑
苯基水杨醛亚胺基)
n
、M(3,5
‑
水杨酸二异丙酯)
n
、[(N
‑
丁基鏻)
m
M(二甲基乙二肟)]
n+
或M(双
‑
二硫酮)
n
中的至少一种的配位络合物；其中，所述有机金属化学基化合物在230至430℃的温度下中断焦炭形成的自氧化途径。2.根据权利要求1所述的有机金属化学基化合物，其中，M包含Ni、Co、Fe、Cu、Zn、V、Re、Pt、Pd、Os、Ru、Cr、Mo或W中的至少一种。3.根据权利要求1所述的有机金属化学基化合物，其中，所述配位络合物为具有如下结构的M(双
‑
二硫酮)
n
：式中，R和R'各自为氢或取代或未取代的芳基或烷基。4.根据权利要求3所述的有机金属化学基化合物，其中，所述芳基...
【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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