CN107923266A - 1,3,3,4,4,4‑六氟‑1‑丁烯在动力循环中的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法。该方法包括使用从热源供应的热量加热工作流体；并且使经加热的工作流体膨胀以降低工作流体的压力，并且随着工作流体的压力降低而产生机械能或电能。该方法的特征在于使用包含1，3，3，4，4，4‑六氟‑1‑丁烯(HFO‑1336ze)的工作流体。还提供了一种动力循环设备。该设备的特征在于含有包含HFO‑1336ze的工作流体。还提供了用于在动力循环设备中替换HFC‑245fa的方法。该方法包括除去至少一部分HFC‑245fa并且加入HFO‑1336ze。

Description

1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯在动力循环中的用途
背景技术
诸如有机朗肯循环的动力循环需要全球变暖潜能值低的工作流体。这种材料必须具有较低的环境影响，如低全球变暖潜能值和低臭氧损耗潜能值所测量的。
发明内容
本发明涉及包含1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯(下文中称为“HFO-1336ze”)的组合物。本发明的实施方案涉及化合物HFO-1336ze，其单独或与一种或多种下文详细描述的其它化合物组合。
根据本发明，提供了一种用于将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法。该方法包括使用从热源供应的热量加热工作流体；并且使经加热的工作流体膨胀以降低工作流体的压力，并且随着工作流体的压力降低而产生机械能。该方法的特征在于使用包含1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯的工作流体。
根据本发明，提供了用于将热量转换成机械能或电能的含有工作流体的动力循环设备。该设备的特征在于含有包含1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯的工作流体。
附图说明
图1是热源和根据本发明的实施方案的直接热交换的动力循环***(例如有机朗肯循环***)的框图。
图2是热源和根据本发明的实施方案的利用次级回路配置将来自热源的热量提供给热交换器用于转换成机械能或电能的动力循环***(例如有机朗肯循环***)的框图。
具体实施方式
在解决下面描述的实施方案的细节之前，对一些术语进行定义或澄清。
全球变暖潜能值(GWP)是用于估算相对于一千克二氧化碳排放量而言，由于大气排放一千克特定温室气体而造成的相对全球变暖贡献的指标。可计算不同的时间范围内的GWP，显示出对于给定气体的大气寿命的影响。对于100年时间范围内的GWP值通常是参考值。
净循环功率输出是在膨胀器(例如，涡轮机)处的机械功产生的速率减去由压缩机(例如液体泵)消耗的机械功的速率。
用于发电的体积容量是在动力循环(例如，有机朗肯循环)中循环的每单位体积的工作流体(在膨胀器出口的条件下测量的)的净循环功率输出。
循环效率(也称为热效率)是净循环功率输出除以在动力循环(例如，有机朗肯循环)的加热阶段期间工作流体接收热量的速率。
过冷是指对于给定的压力，液体的温度低于液体饱和点的温度的降低。饱和点是蒸气组分完全冷凝成液体的温度(也称为泡点)。但是，在给定的压力下，过冷继续将液体冷却至较低温度的液体。过冷量是低于饱和温度(以度数计)的冷却量或低于它的饱和温度冷却液体组合物程度。
过热是定义在高于蒸气组合物的饱和蒸气温度下蒸气组合物被加热的程度的术语。饱和蒸气温度是如果蒸气组合物被冷却则形成第一滴液体的温度，也称为“露点”。
如本文所用，术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其任何其它的它们的变型旨在涵盖非排他性包含。例如，包括元素列表的组合物、过程、方法、制品或设备不一定仅限于这些元素，而是可包括未明确列出的或此类组合物、过程、方法、制品或设备其它的元素。此外，除非有明确相反的规定，否则“或”是指包括性的或不是排他性的或。例如，条件A或B满足下列条件之一：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B两者都为真(或存在)。
过渡性短语“由...组成”不包括任何未指定的元素、步骤或成分。如果在权利要求中，那除了通常与之相关的杂质之外，将不包括对除了所述的那些材料之外的材料的保护。当短语“由...组成”出现在权利要求的主体的从句中，而不是紧接在前序部分之后时，它只限制该从句中规定的内容；其它要素并不排除在整个权利要求之外。
除了那些字面上公开的内容之外，过渡性短语“基本上由...组成”用于限定包括材料、步骤、特征、部件或元件的组合物、方法或设备，只要这些另外包括的材料、步骤、特征、部件或元件实质上不影响要求保护的发明的基本和新颖特征。术语“基本上由...组成”居于“包含”和“由...组成”的中间。
在申请人已经用开放式术语如“包含”来定义发明或其一部分的情况下，应当容易理解的是(除非另有说明)，说明书应该被解释为也使用术语“基本上由...组成”或“由...组成”来描述此类本发明。
此外，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的要素和组分。这只是为了方便起见，并且给出了本发明范围的一般意义。该描述应该被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，除非显然有另外地含义。
除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管类似于或等同于本文所描述的方法和材料的方法和材料可用于本方面的实施方案的实践或测试中，但是在下面描述了合适的方法和材料。除非引用特定的段落，否则所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献全文以引用方式并入本文。如发生矛盾，以本说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法和实施方案仅仅是示例性的而不是限制性的。
1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯(HFO-1336ze或CF3CF2CH＝CHF)可通过首先使2，2，3，3，3-丙醛与1，2-二氟乙烯反应以制备2，3-二氟-4(全氟乙基)氧杂环丁烷来制备。然后可在高温(例如680℃)下加热氧杂环丁烷以制备HFO-1336ze。HFO-1336ze可作为两种构型异构体E-HFO-1336ze或Z-HFO-1336ze之一存在。如本文所用，HFO-1336ze是指一种异构体或另一种异构体或两种异构体的任何混合物。
HFO-1336ze-Z(CF3CF2CH＝CHF-顺式)是一种不易燃、低GWP的流体，其具有低的急性毒性以及低的预期生产成本。出乎意料地发现HFO-1336ze-Z具有使其成为有机朗肯循环中HFC-245fa、HCFC-123或CFC-11的良好替代品所必需的性能。
HFO-1336ze-E(CF3CF2CH＝CHF-反式)是一种不易燃、低GWP的流体，其具有低的急性毒性以及低的预期生产成本。意外地发现HFO-1336ze-E具有使其成为HFC-245fa、CFC-114、HFC-236fa、HFC-236ea或HFO-1336mzz-E的良好替代品所必需的性能。
动力循环方法
亚临界动力循环或有机朗肯循环(ORC)被定义为朗肯循环，其中在循环中使用的有机工作流体在低于有机工作流体的临界压力的压力下接收热量，并且工作流体在整个循环内保持在低于它的临界压力。
跨临界动力循环被定义为类似于朗肯循环的动力循环，除了在循环中使用的有机工作流体在高于有机工作流体的临界压力的压力下接收热量之外。在跨临界循环中，在整个循环中工作流体并不处于高于它的临界压力的压力。
超临界动力循环被定义为在高于循环中使用的有机工作流体的临界压力的压力下操作的动力循环，并且涉及以下步骤：压缩；加热；膨胀；冷却。
提供了一种将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法。该方法包括：使用从热源供应的热量加热包含HFO-1336ze的工作流体；并且使经加热的工作流体膨胀以降低工作流体的压力，并且随着工作流体的压力降低而产生机械能或电能。
本发明的方法通常用于类似于有机朗肯动力循环的动力循环中，除了通过工作流体进行的热吸收可通过蒸发(即如传统朗肯循环中那样)或通过工作流体在高于它的临界压力的压力下的显热发生之外。(在本文中，术语“朗肯循环”可指不涉及工作流体的相变的动力循环。)与蒸汽(无机)动力循环相比，在相对较低的温度下可用的热量可用于通过使用包含HFO-1336ze的工作流体的朗肯循环产生机械功率或电功率。在本发明的方法中，包含HFO-1336ze的工作流体在被加热之前被压缩。压缩可由泵将液体工作流体泵送给热传递单元(例如，热交换器或蒸发器)来提供，其中来自热源的热量用于加热工作流体。然后加热的工作流体膨胀，降低其压力。使用膨胀器在工作流体膨胀期间产生机械能。膨胀器的示例包括涡轮膨胀器或动态膨胀器(例如涡轮机)，以及正排量膨胀器(例如螺杆式膨胀器、涡旋式膨胀器和活塞式膨胀器)。膨胀器的示例还包括旋叶式膨胀器(Musthafah b.Mohd.Tahir，Noboru Yamada，和Tetsuya Hoshino，International Journal of Civil andEnvironmental Engineering 2∶1 2010)。
机械功率可直接使用(例如用于驱动压缩机)或通过使用电力发电机转换成电功率。在重复使用工作流体的功率循环中，冷却经膨胀的工作流体。冷却可在工作流体冷却单元(例如热交换器或冷凝器)中完成。然后可将经冷却的工作流体用于重复循环(即，压缩、加热、膨胀等)。用于压缩的同一泵可用于从冷却级传递工作流体。
值得注意的是用于将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法，其中工作流体包含HFO-1336ze。还值得注意的是用于将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法，其中工作流体基本上由HFO-1336ze组成。还值得注意的是用于将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法，其中工作流体由HFO-1336ze组成。在另一个实施方案中，不易燃组合物用于动力循环是期望的。值得注意的是包含HFO-1336ze的不易燃组合物。
另外，在另一个实施方案中，利用HFO-1336ze操作的动力循环将具有低于阈值的蒸气压力，从而必须符合ASME锅炉和压力容器规范的规定。此类组合物用于动力循环是期望的。
此外，在另一个实施方案中，低GWP组合物是期望的。值得注意的是包含至少1重量％至100重量％的的HFO-1336ze的组合物，该HFO-1336ze具有低于1500，优选低于1000，更优选低于750，更优选低于500，更优选低于150且甚至更优选低于10的GWP。
在一个实施方案中，本发明涉及一种使用亚临界循环将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法。该方法包括以下步骤：(a)将液体工作流体压缩至低于它的临界压力的压力；(b)使用由热源供应的热量来加热来自(a)的经压缩的液体工作流体以形成蒸气工作流体；(c)使来自(b)的蒸气工作流体膨胀以降低工作流体的压力并且产生机械能或电能；(d)冷却来自(c)的经膨胀的工作流体以形成经冷却的液体工作流体；以及(e)将来自(d)的经冷却的液体工作流体循环至(a)用于压缩。
包括使用一个或多个内部热交换器(例如，回流换热器)和/或在级联***中使用一个以上的循环的实施方案旨在落入本发明的亚临界ORC动力循环的范围内。
在一个实施方案中，本发明涉及一种使用跨临界循环将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法。该方法包括以下步骤：(a)压缩液体工作流体至高于所述工作流体的临界压力；(b)使用由热源供应的热量加热来自(a)的经压缩的工作流体；(c)使来自(b)的经加热的工作流体膨胀以将工作流体的压力降低至低于它的临界压力并且产生机械能或电能；(d)冷却来自(c)的经膨胀的工作流体以形成经冷却的液体工作流体；以及(e)将来自(d)的经冷却的液体工作流体循环至(a)用于压缩。
在如上所述的跨临界动力循环***的第一步骤中，包含HFO-1336ze的液相工作流体被压缩至高于它的临界压力。在第二步骤中，所述工作流体在流体进入膨胀器之前经过热交换器以被加热至更高的温度，其中热交换器与所述热源热连通。热交换器通过任何已知的热传递方式接收来自热源的热能。ORC***工作流体通过流体获得热量的热供应热交换器循环。
在下一步骤中，将至少一部分经加热的工作流体从热交换器中除去并引导至膨胀器，膨胀过程导致工作流体的至少一部分热能成分转换成机械轴能量。根据所需的理想速度和扭矩，轴能量可用于通过采用皮带、滑轮、齿轮、传动装置或类似装置的常规配置进行任何机械工作。在一个实施方案中，轴也可连接至诸如感应发电机的发电装置。所产生的电力可在当地使用，或者输送至地区电网。工作流体的压力降低至低于工作流体的临界压力，从而产生气相工作流体。
在下一步骤中，工作流体经过膨胀器到冷凝器，其中气相工作流体被冷凝以产生液相工作流体。上述步骤形成一个回路***，并且可重复多次。
包括使用一个或多个内部热交换器(例如，回流换热器)和/或在级联***中使用一个以上的循环的实施方案旨在落入本发明的跨临界ORC动力循环的范围内。
另外，对于跨临界的动力循环，有几种不同的操作模式。
在一种操作模式中，在跨临界动力循环的第一步骤中，工作流体基本上等熵地被压缩至高于工作流体的临界压力。在下一步骤中，将工作流体在基本恒定的压力(等压)条件下加热至高于它的临界温度。在下一步骤中，工作流体在保持工作流体处于气相的温度下基本上等熵地膨胀。在膨胀结束时，工作流体是在低于它的临界温度的温度下的过热的蒸气。在该循环的最后一步中，工作流体基本上在恒定压力下被冷却和冷凝，而热量被排放到冷却介质中。在这个步骤期间，工作流体被冷凝成液体。在冷却步骤结束时，工作流体可被过冷。
在跨临界ORC动力循环的另一操作模式中，在第一步骤中，工作流体基本等熵地被压缩至高于工作流体的临界压力。在下一步骤中，然后工作流体在恒定压力条件下加热至高于它的临界温度，但是仅达到如下程度：在下一步骤中，当工作流体基本上等熵地膨胀并且温度降低时，工作流体足够接近作为工作流体可能发生部分冷凝或雾化的饱和蒸气。然而，在这个步骤结束时，工作流体仍然是稍微过热的蒸气。在最后的步骤中，工作流体被冷却并冷凝，而热量被排放到冷却介质中。在这个步骤期间，工作流体被冷凝成液体。在该冷却/冷凝步骤结束时，工作流体可被过冷。
在跨临界ORC动力循环的另一操作模式中，在第一步骤中，工作流体基本等熵地被压缩至高于工作流体的临界压力。在下一步骤中，将工作流体在恒压条件下加热至低于或仅轻微高于它的临界温度的温度。在此阶段，工作流体温度是如下的：当工作流体在下一步骤中基本上等熵地膨胀时，工作流体被部分地冷凝。在最后的步骤中，工作流体被冷却并完全冷凝，并且热量被排放到冷却介质中。在该步骤结束时，工作流体可被过冷。
尽管用于跨临界ORC循环的上述实施方案显示出基本上等熵的膨胀和压缩，以及等压加热或冷却，但其中没有维持这种等熵或等压条件但仍然完成循环的其它循环也在本发明的范围内。
在一个实施方案中，本发明涉及一种使用超临界循环将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法。该方法包括以下步骤：(a)将液体工作流体从高于它的临界压力的压力压缩至更高的压力；(b)使用由热源供应的热量加热来自(a)的经压缩的工作流体；(c)使来自(b)的经加热的工作流体膨胀以将工作流体的压力降低至高于它的临界压力的压力并产生机械能或电能；(d)冷却来自(c)的经膨胀的工作流体以形成高于它的临界压力的经冷却的工作流体；以及(e)将来自(d)的经冷却的液体工作流体循环至(a)用于压缩。
包括使用一个或多个内部热交换器(例如，回流换热器)和/或在级联***中使用一个以上的循环的实施方案旨在落入本发明的超临界ORC动力循环的范围内。
通常，在亚临界朗肯循环操作的情况下，供应给工作流体的大部分热量在工作流体的蒸发期间供应。因此，在将热量从热源传递至工作流体的过程中，工作流体温度基本上是恒定的。相比之下，当流体在高于它的临界压力的压力下等压地加热而不发生相变时，工作流体温度可变化。因此，当热源温度变化时，与亚临界热提取的情况相比，使用高于它的临界压力的流体从热源提取热量允许在热源温度与工作流体温度之间的匹配更好。因此，超临界循环或跨临界循环中的热交换过程的效率通常高于亚临界循环的效率。
使用HFO-1336ze作为工作流体可实现在超临界循环或跨临界循环中从温度高于其临界温度的热源接收热量的动力循环。较高温度的热源导致更高的循环能量效率和发电的体积容量(相对于较低温度的热源)。当使用高于它的临界温度的工作流体接收热量时，使用具有特定压力和出口温度(基本上等于膨胀器入口温度)的流体加热器代替常规亚临界朗肯循环中使用的蒸发器(或锅炉)。
在上述方法的一个实施方案中，将热量转换成机械能的效率(循环效率)为至少约4％。在一个合适的实施方案中，效率(效率数)可选自以下：约4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％或45％。在另一个实施方案中，效率选自具有上述任何两个效率数的端点(包括端值在内端点)的范围。
通常，对于利用HFO-1336ze-Z的亚临界循环，工作流体使用来自热源的热量被加热至约50℃至约175℃，优选约80℃至约175℃，更优选约125℃至175℃的范围内的温度。通常，对于跨临界和超临界循环，工作流体使用来自热源的热量被加热至约179℃至约400℃，优选约185℃至约300℃，更优选约185℃至250℃的范围内的温度。
通常，对于利用HFO-1336ze-E的亚临界循环，工作流体使用来自热源的热量被加热至约50℃至约145℃，优选约80℃至约145℃，更优选约125℃至145℃的范围内的温度。通常，对于跨临界和超临界循环，工作流体使用来自热源的热量被加热至约150℃至约400℃，优选约155℃至约300℃，更优选约155℃至250℃的范围内的温度。
在一个合适的实施方案中，膨胀器入口处的操作温度可以是以下温度中的任何一个或在由以下中的任何两个数定义的范围内(包括端值在内)：约50℃至400℃或优选80℃至250℃。
膨胀器中的工作流体的压力从膨胀器入口压力降低至膨胀器出口压力。利用HFO-1336ze-Z或HFO-1336ze-E的超临界循环的典型的膨胀器入口压力在约5MPa至约15MPa，优选约5MPa至约10MPa，并且更优选约5MPa至约8MPa的范围内。超临界循环的典型的膨胀器出口压力高于临界压力约0.1MPa内。
利用HFO-1336ze-Z或HFO-1336ze-E的跨临界循环的典型的膨胀器入口压力在从约正好高于临界压力至约15MPa的范围内，优选从正好高于临界压力至约10MPa的范围内，并且更优选从正好高于临界压力至约5MPa的范围内。利用HFO-1336ze-Z的跨临界循环的典型的膨胀器出口压力在约0.01MPa至约2.00MPa的范围内，更典型地在约0.05MPa至约1.20MPa的范围内，更典型地在约0.10MPa至约0.70MPa的范围内内。利用HFO-1336ze-E的跨临界循环的典型的膨胀器出口压力在约0.05MPa至约2.25MPa的范围内，更典型地在约0.08MPa至约2.12MPa的范围内，更典型地在约0.14MPa至约1.28MPa的范围内，并且更典型地从约0.26MPa至约0.72MPa的范围内。
利用HFO-1336ze-Z或HFO-1336ze-E的亚临界循环的典型的膨胀器入口压力在低于临界压力约0.1MPa至约2MPa的范围内，优选低于临界压力约0.1MPa至约0.5MPa的范围内。
利用HFO-1336ze-Z的跨临界循环的典型的膨胀器出口压力在约0.01MPa至约2.00MPa的范围内，更典型地在约0.05MPa至约1.20MPa的范围内，更典型地在约0.10MPa至约0.70MPa的范围内内。利用HFO-1336ze-E的跨临界循环的典型的膨胀器出口压力在约0.05MPa至约2.25MPa的范围内，更典型地在约0.08MPa至约2.12MPa的范围内，更典型地在约0.14MPa至约1.28MPa的范围内，并且更典型地在约0.26MPa至约0.72MPa的范围内。
当需要设计更高的压力时，动力循环设备的成本可能增加。因此，限制最大循环操作压力通常至少具有第一成本优势。值得注意的是最大操作压力(通常存在于工作流体加热器或蒸发器和膨胀器入口中)不超过4MPa或优选2.2MPa的循环。
本发明的新型工作流体可用于ORC***中，以从由相对低温度的热源(如低压蒸汽、工业废热、太阳能、地热热水、低压地热蒸汽(初级或次级布置))提取或接收的热量产生机械能或电能，或利用燃料电池或原动机(例如涡轮机、微型涡轮机或内燃机)分布式发电设备。一种低压蒸汽源可以是被称为二元地热朗肯循环的过程。大量低压蒸汽可见于许多地方，诸如在化石燃料动力发电的发电厂中。
其它热源包括从移动式内燃机(例如，卡车或铁路或船用柴油发动机)的废气中回收的废热，来自固定式内燃机(例如固定式柴油机发电机)的废气的废热，来自燃料电池的废热，在组合的供暖、制冷和电力或区域供暖和制冷设备处获得的热量，来自生物质燃料发动机的废热，来自天然气或甲烷气体燃烧器或燃烧甲烷的锅炉或甲烷燃料电池(例如分布式发电设施)的废热，所述甲烷燃料电池用来自包括沼气、垃圾填埋气和煤层气在内的各种来源的甲烷操作，来自纸/纸浆厂处树皮和木质素的燃烧的热，来***化炉的热，来自常规蒸汽发电厂的低压蒸汽的热(以驱动“触底”朗肯循环)，以及地热。
在本发明朗肯循环的一个实施方案中，将地热供应给到地上循环的工作流体(例如二元循环地热发电厂)。在本发明朗肯循环的另一个实施方案中，本发明的新型工作流体组合物既用作朗肯循环工作流体又用作在深井中地下循环的地热热载体，其中流动大部分或完全由温度诱导的流体密度变化(被称为“热虹吸效应”)驱动(例如参见Davis，A.P.和E.E.Michaelides：“Geothermal power production from abandoned oil wells”，Energy，34(2009)866-872；Matthews，H.B.美国专利No.4,142,108，1979年2月27日)。
其它热源包括来自太阳能电池板阵列包括抛物面太阳能电池板阵列的太阳能热量、来自集中式太阳能发电厂的太阳能热量、从光伏(PV)太阳能***除去的热量以冷却PV***以保持高的PV***效率。
在其它实施方案中，本发明还使用其它类型的ORC***，例如使用微型涡轮机或小型正排量膨胀器的小规模(例如1kW至500kW，优选5kW至250kW)朗肯循环***(例如Tahir、Yamada和Hoshino：“Efficiency of compact organic Rankine cycle system withrotary-vane-type expander for low-temperature waste heat recovery”，Intl J.ofCivil and Environ.Eng 2∶12010)，组合的、多级和级联的朗肯循环和具有回流换热器以从蒸气出口膨胀器回收热量的朗肯循环***。
其它热源包括至少一个与选自以下的至少一个行业相关的操作：炼油厂、石油化工厂、石油和天然气管道、化学工业、商业建筑、酒店、商场、超市、面包店、食品加工工业、餐厅、油漆固化炉、家具制造、塑料模具、水泥窑、干燥窑、煅烧作业、钢铁工业、玻璃工业、铸造厂、冶炼、空调、制冷和集中供热。
在另一个实施方案中，提供了一种用于提高含有第一工作流体的现有朗肯循环***的最大可行蒸发温度的方法。该方法包括用包含HFO-1336ze的第二工作流体替换第一工作流体。
HFO-1336ze具有比其它较高压力现行工作流体(即具有较低正常沸点的流体)更低的蒸发压力(在给定的蒸发温度下)和更高的临界温度。因此，HFO-1336ze可使现有的ORC***在较高的蒸发温度下提取热量，并且相对于HFC-245fa和其它较高压力的流体实现更高的能量效率，而不会超过设备的最大允许工作压力。
HFO-1336ze-Z的临界温度约为179℃。HFO-1336ze-E的临界温度约为147℃。通过适当设计的设备，可实现达到或刚好低于临界温度的蒸发器操作温度。
动力循环设备
根据本发明，提供了用于将热量转换成机械能或电能的动力循环设备。该设备含有包含HFO-1336ze的工作流体。通常，本发明的设备包括可加热工作流体的热交换单元和通过降低它的压力使经加热的工作流体膨胀而产生机械能的膨胀器。膨胀器包括涡轮膨胀器或动态膨胀器诸如涡轮机，以及正排量膨胀器，诸如螺杆式膨胀器、涡旋式膨胀器、活塞式膨胀器和旋叶式膨胀器。机械功率可直接使用(例如用于驱动压缩机)或通过使用电力发电机转换成电功率。通常该设备还包括用于冷却经膨胀的工作流体的工作流体冷却单元(例如冷凝器或热交换器)和用于压缩经冷却的工作流体的压缩机(例如液体泵)。
在一个实施方案中，动力循环设备包括热交换单元、膨胀器、工作流体冷却单元和压缩机(例如液体泵)，所有这些都按所列出的顺序流体连通并且在重复循环中工作流体通过这些部件从一个部件流动至下一个部件。
在一个实施方案中，动力循环设备包括：(a)热交换单元，其中工作流体可被加热；(b)膨胀器，该膨胀器与热交换单元流体连通，其中通过降低工作流体的压力使经加热的工作流体膨胀而产生机械能；(c)工作流体冷却单元，该工作流体冷却单元与膨胀器流体连通，用于冷却经膨胀的工作流体；以及(d)压缩机，该压缩机与工作流体冷却单元流体连通，用于压缩经冷却的工作流体，压缩机还与热交换单元流体连通，使得工作流体然后在重复循环中重复流过部件(a)、(b)、(c)和(d)。因此，动力循环设备包括(a)热交换单元；(b)膨胀器，该膨胀器与热交换单元流体连通；(c)工作流体冷却单元，该工作流体冷却单元与膨胀器流体连通；以及(d)压缩机，该压缩机与工作流体冷却单元流体连通，压缩机还与热交换单元流体连通，使得工作流体然后在重复循环中重复流过部件(a)、(b)、(c)和(d)。
图1示出了用于使用来自热源的热量的ORC***的一个实施方案的示意图。热供应热交换器40将从热源46供应的热量传递至以液相状态进入热供应热交换器40的工作流体。热供应热交换器40与热源热连通(连通可以是通过直接接触或另一种方式)。换句话说，热供应热交换器40通过任何已知的热传递方式接收来自热源46的热能。ORC***工作流体在热供应热交换器40中循环，在热供应热交换器40中获得热量。液体工作流体的至少一部分在热供应热交换器(在一些情况下为蒸发器)40中转换成蒸气。
现在处于蒸气形式的工作流体被引导至膨胀器32，其中膨胀过程导致由热源供应的热能的至少一部分转换成机械轴功率。根据所需的期望的速度和扭矩，轴功率可用于通过采用皮带、滑轮、齿轮、传动装置或类似装置的常规配置进行任何机械工作。在一个实施方案中，轴也可连接至诸如感应发电机的发电装置30。所产生的电力可在当地使用，或输送至电网。
离开膨胀器32的蒸气形式的工作流体继续到冷凝器34，在冷凝器34中足够的排热导致流体冷凝成液体。
液体缓冲罐36位于冷凝器34和泵38之间也是所期望的，以确保液体形式的工作流体总是充分地供应至泵吸力。液体形式的工作流体流到泵38，该泵升高流体的压力，使得可将其引回至热供应热交换器40中，从而完成朗肯循环回路。
在另选的实施方案中，也可使用在热源与ORC***之间操作的次级热交换回路。在图2中，示出了有机朗肯循环***，特别是用于使用次级热交换回路的***。主有机朗肯循环如以上针对图1所描述的那样操作。图2中示出了次级热交换回路如下：来自热源46′的热量使用热传递介质(即，次级热交换回路流体)被输送至热供应热交换器40′。热传递介质从热供应换热器40′流动至将热传递介质泵回至热源46′的泵42′。这种布置提供了从热源除去热量并将其输送至ORC***的另一种方式。这种布置通过促进各种用于显热传递的流体的使用而提供了灵活性。
实际上，本发明的工作流体可用作次级热交换回路流体，前提条件是在回路中的流体的温度下在回路中的压力保持在流体饱和压力或高于流体饱和压力。另选地，本发明的工作流体可被用作次级热交换回路流体或热载体流体，以在其中工作流体被允许在热交换过程蒸发的操作模式下提取来自热源的热量，从而产生大的流体密度差异足以维持流体流动(热虹吸效应)。另外，高沸点流体诸如乙二醇、盐水、硅氧烷或其它基本上不挥发的流体可用于所述次级回路布置中的显热传递。次级热交换回路可使热源或ORC***更容易服务，因为两个***可更容易地隔离或分离。与具有高质量流量/低热通量部分的热交换器以及高热通量/低质量流量部分的情况相比，这种方法可简化热交换器的设计。有机化合物通常具有高于会发生热分解的温度的温度上限。热分解的起始涉及化学品的特定结构，因此对于不同的化合物而言是不同的。为了利用与工作流体的直接热交换来接近高温源，可采用如上所述的热通量和质量流量的设计考虑来促进热交换，同时保持工作流体低于其热分解起始温度。在这种情况下的直接热交换通常需要额外的工程和机械特征，这会增加成本。在这种情况下，次级回路设计可通过管理温度而方便进入高温热源，同时避免直接热交换情况中所列举的问题。
用于次级热交换回路实施方案的其它ORC***部件基本上与针对图1所描述的相同。参照图2，液体泵42′使次级流体(例如热传递介质)循环通过次级回路，使得使其进入回路中的获得热量的热源46′的部分。然后流体转至热交换器40′，在热交换器40′处次级流体将热量释放至ORC工作流体。
在利用HFO-1336ze-Z的上述过程的一个实施方案中，蒸发器温度(由工作流体提取热量的温度)小于工作流体的临界温度。包括的是其中操作温度是在以下温度的任一个或在由以下任何两个数定义的范围内(包括端值在内)的实施方案：约40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、126℃、127℃、128℃、129℃、130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃、140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃、150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃、160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃和约178℃。
在利用HFO-1336ze-E的上述过程的一个实施方案中，蒸发器温度(由工作流体提取热量的温度)小于工作流体的临界温度。包括的是其中操作温度是在以下温度的任一个或在由以下任何两个数定义的范围内(包括端值在内)的实施方案：约40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、126℃、127℃、128℃、129℃、130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃、140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃和约146℃。
在利用HFO-1336ze-Z或HFO-1336ze-E的上述过程的一个实施方案中，蒸发器的操作压力小于约2MPa。包括了其中操作的蒸发压力为以下压力的任一个或在由以下任何两个数定义的范围内(包括端值在内)的实施方案：约0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa、0.6MPa、0.65MPa、0.7MPa、0.75MPa、0.8MPa、0.85MPa、0.9MPa、0.95MPa、1.00MPa、1.05MPa、1.10MPa、1.15MPa、1.20MPa、1.25MPa、1.30MPa、1.35MPa、1.40MPa、1.45MPa、1.50MPa、1.55MPa、1.60MPa、1.65MPa、1.70MPa、1.75MPa、1.80MPa、1.85MPa、1.90MPa、1.95MPa和约2MPa。
使用低成本的设备部件大大扩展了有机朗肯循环的实际可行性(参见JoostJ.Brasz.Bruce P.Biederman和Gwen Holdmann：“Power Production from a Moderate-Temperature Geothermal ResourcePower Production from a Moderate-TemperatureGeothermal Resource℃，GRC Annual Meeting，9月25-28日，2005；Reno，Nev.，USA)。例如，将最大蒸发压力限制到约2.2MPa将允许使用在HVAC工业中广泛使用的低成本设备部件的类型。
在一个实施方案中，用于动力循环设备的组合物可包含约1重量％至100重量％的HFO-1336ze。在另一个实施方案中，可用的组合物基本上由约1重量％至100重量％的HFO-1336ze组成。而在另一个实施方案中，可用的组合物由约1重量％至100重量％的HFO-1336ze组成。
该设备可包括分子筛以帮助除去水分。干燥剂可包含活性氧化铝、硅胶或基于沸石的分子筛。在某些实施方案中，优选的分子筛具有约3埃、4埃或5埃的孔径。代表性的分子筛包括MOLSIV XH-7、XH-6、XH-9和XH-11(UOP LLC，Des Plaines，III)。
动力循环组合物
还值得注意的是工作流体，其中组合物具有高于工作流体的临界温度的温度，并且润滑剂适合在该温度下使用。
还包括润滑剂的包含HFO-1336ze的工作流体可含有选自聚亚烷基二醇、多元醇酯、聚乙烯醚、矿物油、烷基苯、合成链烷烃、合成环烷烃和聚(α)烯烃的润滑剂。
可用的润滑剂包括那些适用于动力循环设备的润滑剂。这些润滑剂中是常用于利用氯氟烃制冷剂的蒸气压缩式制冷装置中的那些。在一个实施方案中，润滑剂包括压缩制冷润滑领域中通常被称为“矿物油”的那些。矿物油包括链烷烃(即直链和支链碳链饱和烃)、环烷烃(即环状链烷烃)和芳族(即含有一个或多个以交替双键为特征的环状的不饱和环烃)。在一个实施方案中，润滑剂包括在压缩制冷润滑领域中通常被称为“合成油”的那些。合成油包含烷基芳基(即直链和支链烷基烷基苯)、合成链烷烃和环烷烃和聚(α-烯烃)。代表性的常规润滑剂是可商购获得的BVM 100N(由BVA Oils出售的石蜡矿物油)、可以商标Suniso.RTM.3GS和Suniso.RTM.5GS商购自Crompton Co.的环烷矿物油、可以商标Sontex.RTM.372LT商购自Pennzoil的环烷矿物油、可以商标Calumet.RTM.RO-30商购自Calumet Lubricants的环烷矿物油、以商标Zerol.RTM.75，Zerol.RTM.150和Zerol.RTM.500得自Shrieve Chemicals的直链烷基苯、以及HAB 22(由Nippon Oil出售的支链烷基苯)。
可用的润滑剂还可包括那些设计用于氢氟烃制冷剂并且在动力循环操作条件下可与本发明的工作流体混溶的润滑剂。这样的润滑剂包括但不限于多元醇酯(POE)诸如Castrol.RTM.100(Castrol，英国)、聚亚烷基二醇(PAG)诸如来自Dow(Dow Chemical，Midland，Mich.)的RL-488A、聚乙烯醚(PVE)和聚碳酸酯(PC)。
通过考虑给定的膨胀器的要求和润滑剂将暴露的环境来选择润滑剂。
值得注意的是在高温下具有稳定性的高温润滑剂。动力循环将达到的最高温度将决定需要需要哪种润滑剂。
特别值得注意的是在高达约200℃下具有稳定性的聚α-烯烃(POA)润滑剂和在高达约200℃至220℃的温度下具有稳定性的多元醇酯(POE)润滑剂。还特别值得注意的是在约220℃至约350℃的温度下具有稳定性的全氟聚醚润滑剂。PFPE润滑剂包括可以商标Krytox.RTM.得自DuPont(Wilmington，Del.)的那些润滑剂。诸如在高达约300℃至350℃下具有热稳定性的XHT系列。其它PFPE润滑剂包括来自Daikin Industries(日本)以商标Demnum.TM.出售的在高达约280℃至330℃下具有热稳定性那些，以及以商标Fomblin.RTM.和Galden.RTM.得自Ausimont(Milan，Italy)的那些，诸如以商标Fomblin.RTM.-YFomblin.RTM.-Z获得的在高达约220℃至260℃下具有热稳定性的那些。
在另一个实施方案中，提供了包含HFO-1336ze的工作流体。值得注意的是其中其它化合物的总量为大于零(例如每一百万份100份或更多)至约50重量％的组合物。
提供用于将热量转换成机械能或电能的动力循环的组合物。该组合物包含如上所述的包含HFO-1336ze的工作流体。当用于通过如上所述的跨临界或超临界循环发电时，组合物可为高于它的临界温度的温度。该组合物还可包含至少一种适用于至少约100℃，优选150℃，更优选175℃的温度的润滑剂。值得注意的是包含至少一种适用于约175℃至约400℃范围内的温度的润滑剂的组合物。本发明的组合物还可包含其它组分，诸如稳定剂、增容剂和示踪剂。
本公开还提供了HFO-1336ze的用作动力循环中的工作流体的用途。在一个实施方案中，所使用的工作流体是HFO-1336ze-E。在另一个实施方案中，所使用的工作流体是HFO-1336ze-Z。
在一个实施方案中，动力循环是有机朗肯循环。
在一个实施方案中，还提供了在动力循环设备中替换1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)的方法。该方法包括从设备中除去至少一部分1，1，1，3，3-五氟丙烷并将1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯(HFO-1336ze)加入设备。
在用于替换HFC-245fa的方法的一个实施方案中，HFO-1336ze是HFO-1336ze-E。在另一个实施方案中，HFO-1336ze是HFO-1336ze-Z。
实施例
本文描述的概念将在以下实施例中进一步描述，这些实施例不限制权利要求中描述的本发明的范围。
实施例1
使用以HFO-1336ze-Z作为工作流体的有机朗肯循环发电的方法
对HFO-1336ze-Z的热力学性质进行评价。HFO-1336ze-Z的标准沸点确定为32℃(305.15K)。HFO-1336ze-Z的临界温度估计为179℃。
在表1a和1b中，以HFO-1336ze-Z操作作为工作流体的有机朗肯循环的性能与在100℃和135℃蒸发器温度下的HFC-245fa进行比较。上述利用HFO-1336ze-Z的有机朗肯循环的效率高于利用HFC-245fa的效率。
表1a
以HFO-1336ze-Z操作作为工作流体的有机朗肯循环的性能与HFC-245fa相比：T蒸发 ＝100℃；T冷凝＝37.78℃。
表1b
以HFO-1336ze-Z操作作为工作流体的有机朗肯循环的性能与HFC-245fa相比：T蒸发 ＝135℃；T冷凝＝37.78℃。
HFO-1336ze-Z的临界温度(179℃)高于HFC-245fa的临界温度(154℃)。因此，利用HFO-1336ze-Z的亚临界动力循环可在高于HFC-245fa的温度下提取热量。表1c示出了一个利用HFO-1336ze-Z的亚临界动力循环的实施例，该循环在蒸发器温度为170℃时提取热量。在蒸发器温度为170℃时，利用HFC-245fa的亚临界动力循环是不可行的。
表1c
以HFO-1336ze-Z操作作为工作流体有机朗肯循环的性能：T蒸发＝170℃；T冷凝＝ 37.78℃。
总之，与HFC-245fa相比，HFO-1336ze-Z提供更低的全球变暖潜能值(GWP)，并且能够实现能够在较高温度下通过蒸发提取热量并将其转换成具有较高循环热效率的功率的动力循环。
实施例2
使用以HFO-1336ze-E作为工作流体的有机朗肯循环发电的方法
HFO-1336ze-E(CF3CF2CH＝CHF-反式)是一种不易燃、低GWP的流体，其具有低的急性毒性以及低的预期生产成本和与HFC-245fa或CFC-114或HFC-236fa或HFC-236ea类似的蒸气压。
对HFO-1336ze-E的热力学性质进行评价。HFO-1336ze-E的标准沸点确定为10.5℃(283.65K)。HFO-1336ze-E的临界温度估计为147.13℃(420.28K)。
在表2a和2b中，以HFO-1336ze-E操作作为工作流体的有机朗肯循环的性能与HFC-245fa进行比较。HFO-1336ze-E相对于HFC-245fa提供具有明显较低的GWP的相当的循环性能。
表2a
以HFO-1336ze-E操作作为工作流体的有机朗肯循环的性能与HFC-245fa相比：T蒸发 ＝100℃；T冷凝＝37.78℃。
表2b
以HFO-1336ze-E操作作为工作流体的有机朗肯循环的性能与HFC-245fa相比：T蒸发 ＝135℃；T冷凝＝37.78℃。
总之，与HFC-245fa相比，HFO-1336ze-E提供更低GWP，并且能够实现具有改善的容量的动力循环。

Claims (15)

1.一种用于将来自热源的热量转换成机械能或电能的方法，所述方法包括：使用从所述热源供应的热量加热包含1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯的工作流体；并且使经加热的工作流体膨胀以降低所述工作流体的压力，并且随着所述工作流体的压力降低而产生机械能或电能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述工作流体在加热之前被压缩；并且经膨胀的工作流体被冷却和压缩用于重复循环。
3.根据权利要求2所述的方法，其中使用亚临界循环将来自热源的热量转换成机械能或电能，所述亚临界循环包括：(a)将液体工作流体压缩至低于它的临界压力的压力；(b)使用由所述热源供应的热量加热来自(a)的经压缩的液体工作流体以形成蒸气工作流体；(c)使来自(b)的所述蒸气工作流体膨胀以降低所述工作流体的压力并且产生机械能或电能；(d)冷却来自(c)的所述经膨胀的工作流体以形成经冷却的液体工作流体；以及(e)将来自(d)的所述经冷却的液体工作流体循环至(a)用于压缩。
4.根据权利要求2所述的方法，其中使用跨临界循环将来自热源的热量转换成机械能或电能，所述跨临界循环包括：(a)将液体工作流体压缩至高于所述工作流体的临界压力；(b)使用由所述热源供应的热量加热来自(a)的经压缩的工作流体；(c)使来自(b)的所述经加热的工作流体膨胀以将所述工作流体的压力降低至低于它的临界压力并且产生机械能或电能；(d)冷却来自(c)的所述经膨胀的工作流体以形成经冷却的液体工作流体；以及(e)将来自(d)的所述经冷却的液体工作流体循环至(a)用于压缩。
5.根据权利要求2所述的方法，其中使用超临界循环将来自热源的热量转换成机械能，所述超临界循环包括：(a)将工作流体从高于它的临界压力的压力压缩至更高的压力；(b)使用由所述热源供应的热量加热来自(a)的经压缩的工作流体；(c)使来自(b)的所述经加热的工作流体膨胀以将工作流体的压力降低至高于它的临界压力的压力并且产生机械能或电能；(d)冷却来自(c)的所述经膨胀的工作流体以形成高于它的临界压力的经冷却的工作流体；以及(e)将来自(d)的所述经冷却的工作流体循环至(a)用于压缩。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述工作流体是基本上由1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯组成的不易燃的组合物。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述工作流体包含大于1重量％至约100重量％的1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯。
8.一种用于将热量转换成机械能或电能的含有工作流体的动力循环设备，所述动力循环设备的特征在于：所述设备含有包含1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯的工作流体。
9.根据权利要求8所述的动力循环设备，所述动力循环设备包括(a)热交换单元；(b)膨胀器，所述膨胀器与所述热交换单元流体连通；(c)工作流体冷却单元，所述工作流体冷却单元与所述膨胀器流体连通；以及(d)压缩机，所述压缩机与所述工作流体冷却单元流体连通，所述压缩机还与所述热交换单元流体连通，使得所述工作流体然后在重复循环中重复流过部件(a)、(b)、(c)和(d)。
10.一种用于提高含有第一工作流体的现有动力循环***的最大可行蒸发温度的方法，所述方法包括：用包含1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯的第二工作流体替换所述第一工作流体。
11.1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯作为动力循环中的工作流体的用途。
12.根据权利要求11所述的用途，其中所述动力循环是有机朗肯循环。
13.根据权利要求11或12所述的用途，其中所述工作流体是E-1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯。
14.根据权利要求11或12所述的用途，其中所述工作流体是Z-1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯。
15.一种用于在动力循环设备中替换1，1，1，3，3-五氟丙烷的方法，所述方法包括从所述设备中除去至少一部分1，1，1，3，3-五氟丙烷并且加入1，3，3，4，4，4-六氟-1-丁烯。
CN201680043932.1A 2015-07-28 2016-06-15 1,3,3,4,4,4‑六氟‑1‑丁烯在动力循环中的用途 Pending CN107923266A (zh)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6941076B2 (ja) * 2018-06-05 2021-09-29 株式会社神戸製鋼所 発電方法
WO2022080269A1 (ja) * 2020-10-15 2022-04-21 昭和電工株式会社 フルオロブテンの保管方法
JPWO2022080270A1 (zh) * 2020-10-15 2022-04-21

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110037017A1 (en) * 2006-03-30 2011-02-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising iodotrifluoromethane and stabilizers
CN103834365A (zh) * 2006-01-13 2014-06-04 纳幕尔杜邦公司 包含全氟聚醚的制冷剂添加剂组合物
CN104039916A (zh) * 2011-11-02 2014-09-10 纳幕尔杜邦公司 包含1，1，1，2，3-五氟丙烷和任选的z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯的组合物在动力循环中的用途
WO2014197290A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Use of alkyl perfluoroalkene ethers and mixtures thereof in high temperature heat pumps

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ183668A (en) 1976-04-06 1979-04-26 Sperry Rand Corp Geothermal power plants; working fluid injected into deep well
US20100154419A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Absorption power cycle system
WO2011103560A2 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 University Of South Florida Method and system for generating power from low- and mid- temperature heat sources
US20140260252A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Honeywell International Inc. Stabilized hfo and hcfo compositions for use in high temperature heat transfer applications
FR3022296B1 (fr) * 2014-06-16 2016-07-01 Arkema France Systeme de controle d'un cycle de rankine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103834365A (zh) * 2006-01-13 2014-06-04 纳幕尔杜邦公司 包含全氟聚醚的制冷剂添加剂组合物
US20110037017A1 (en) * 2006-03-30 2011-02-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising iodotrifluoromethane and stabilizers
CN104039916A (zh) * 2011-11-02 2014-09-10 纳幕尔杜邦公司 包含1，1，1，2，3-五氟丙烷和任选的z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯的组合物在动力循环中的用途
WO2014197290A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Use of alkyl perfluoroalkene ethers and mixtures thereof in high temperature heat pumps

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