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CN116814311B - 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 - Google Patents

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

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CN116814311B
CN116814311B CN202210592278.7A CN202210592278A CN116814311B CN 116814311 B CN116814311 B CN 116814311B CN 202210592278 A CN202210592278 A CN 202210592278A CN 116814311 B CN116814311 B CN 116814311B
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CN
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organometallic chemical
fuel
component
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N·贾纳基拉曼
A·森古普塔
L·B·库尔
K·古里尚卡
S·森迪
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Original Assignee
General Electric Co
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Abstract

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。

Description

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
技术领域
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。
背景技术
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
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。
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。
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。
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。
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。
图5显示了根据本公开的一个实施方式的用于合成Mn+基抑制剂的反应方案。
图6显示了根据本公开的一个实施方式的用于合成Mn+基抑制剂的反应方案。
具体实施方式
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
如本文所用，术语“Mn+”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。
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。
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。
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。
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。
引发
RH→R· [反应1]
ROOH→RO·+OH· [反应2]
2ROOH→RO2·+RO·+H2O [反应3]
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]
终止
R·+R·→产物 [反应8]
R·+RO2·→产物 [反应9]
RO2·+RO2·→产物 [反应10]
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Mn+基抑制剂可以如下中断一种以上自氧化途径：
RO2·+Mn+→M(n+1)++产物 [反应11]
R·+M(n+1)+→Mn++产物 [反应12]
有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂的参与可防止由引发反应产生的烃自由基中间体经历进一步扩增或终止反应。在一个实施方式中，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂基本上用作催化剂，换言之，该抑制剂不经历消耗。因此，烃流体中存在的痕量(十亿分之几(ppb)或百万分之几(ppm)数量级)的有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂将足够用于焦炭抑制。在一个实施方式中，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂的浓度为100ppb至750ppm、或500ppb至400ppm、或1ppm至300ppm、或10ppm至90ppm。此种浓度可取决于烃流体中存在的氧浓度(例如0.1ppm至75ppm)。此外，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂可与ROOH形成加合物或通过非自由基机制引起ROOH分解，从而减少体系中的游离自由基。燃料和油系统部件(例如流动路径、阀门和喷嘴)的内表面上的焦炭沉积会导致燃料流动减少和/或流动阻塞，从而导致系统性能、维护和安全问题。焦化发生归因于在氧气存在下自由基诱导的烃流体自氧化或者归因于杂原子诱导的聚合。本公开描述了用于抑制本体烃流体中焦炭颗粒形成和上述内表面上焦炭沉积的选定有机金属化学物质的应用和输送。
本公开的实施方式涉及抑制焦炭形成的某些有机金属化学物质、这些焦炭抑制化学物质的输送机制和/或目标表面上的焦炭抑制化学物质。这些有机金属化学物质(包括有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂)通过在较宽范围的温度(例如25至430℃、或50至300℃、或90至200℃、或25至100℃、或100至200℃、或200至300℃、或300至430℃、或200至430℃、或230至430℃)、压力(例如至多30巴)和氧气水平(例如0.1ppm至75ppm)下使游离自由基R·和RO2·的浓度最小化来中断自催化焦炭形成反应。这些Mn+基抑制剂的应用包括航空或陆基烃流体输送系统和喷嘴组件，它们可以以烃流体添加剂、金属表面涂层或控释胶囊的形式存在。这些有机金属化学物质(包括有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂)能够承受高达约430℃的运行温度，并且可用于0.1ppm至75ppm的各种氧气水平。
本文所讨论的部件、系统和方法特别适用于发动机，例如飞行器上使用的燃气涡轮发动机。图1为可以实施本公开各个方面的飞行器10的透视图。飞行器10包括机身12、连接至机身12的机翼14和机尾16。飞行器10还包括推进系统，其产生在飞行中、滑行操作期间等推进飞行器10所需的推进推力。图1所示的飞行器10的推进系统包括一对发动机50。在此实施方式中，每个发动机50通过处于翼下设置的挂架18连接至机翼14中的一个。尽管图1中发动机50被显示为以翼下设置的方式连接至机翼14，但在其他实施方式中，发动机50可以具有替代设置并联接至飞行器10的其他部分。例如，发动机50可以附加地或替代地包括联接至飞行器10的其他部分(例如机尾16和机身12)的一个以上方面。
如将在下文参考图2进一步描述的，图1中所示的发动机50为燃气涡轮发动机，每个发动机均能够选择性地为飞行器10产生推进推力。推进推力的量可以至少部分地基于经由燃料系统100提供给发动机50的燃料体积来控制。本文讨论的实施方式中的航空涡轮燃料是具有所需碳数的可燃的烃液体燃料(例如煤油型燃料)、Jet A、JetA1、JP-8、JP8+100、JP-5、可持续航空燃料(SAF)和脱氧燃料。燃料储存在燃料系统100的燃料罐110中。如图1所示，燃料罐110的至少一部分位于每个机翼14中，燃料罐110的一部分位于机翼14之间的机身12中。不过，燃料罐110可位于机身12或机翼14中的其他合适位置。燃料罐110也可完全位于机身12或机翼14内。燃料罐110也可以为分开的罐，而不是单个一体主体，例如各自位于相应机翼14内的两个罐。
尽管图1中所示的飞行器10为飞机，但是本文所述实施方式也可以适用于其他飞行器10，包括例如直升机和无人驾驶飞行器(UAV)。优选地，本文讨论的飞行器为固定翼飞行器或旋翼飞行器，其通过作用在例如固定翼(例如机翼14)或旋翼(例如直升机的旋翼)上的空气动力产生升力，并且是重于空气的飞行器，而不是轻于空气的飞行器(例如飞艇)。
如图2所示，发动机50可与燃料系统100一起运行并接收来自燃料系统100的燃料流。燃料系统100包括与燃料罐110下游流体接触的燃料输送组件120，燃料输送组件120提供从燃料罐110到发动机50的燃料流。燃料输送组件120包括管、管道等，以将燃料系统100的各个部件流体连接至发动机50。燃料系统100还可以包括与燃料输送组件120中的燃料流体连接的燃料泵(未显示)。燃料泵用于引导燃料通过燃料输送组件120流至发动机50。通常，燃料泵可以为燃料罐110和发动机50之间的燃料输送组件120中压力升高的主要来源。在一个实施方式中，燃料输送组件120包括控释组件150，控释组件150能够以受控方式将有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂释放到燃料中。
燃料经由喷嘴组件130(与燃料输送组件120下游流体接触)注入压缩空气中并与压缩的一次空气混合。喷嘴组件130将燃料注入一次空气的湍流中，湍流促进燃料与一次空气的快速混合。燃料和压缩空气的混合物在燃烧室中燃烧，产生燃烧气体(燃烧产物)，其随着燃烧气体离开燃烧室而加速。随着产物通过燃烧室的出口排出，燃烧产物被加速以驱动发动机50。燃料的非限制性示例包括Jet A、JetA1、JP-8、JP8+100、JP-5、SAF以及由各种非化石来源(例如生物燃料)合成的脱氧燃料。
发动机50还包括各种附件系统以帮助发动机50和/或包括发动机50的飞行器的运行。例如，如图3所示，发动机50可以包括润滑系统200，润滑系统200被配置为向例如位于发动机50的各种需要润滑的部件220处的轴承和齿轮啮合提供润滑剂。由润滑系统200提供的润滑剂可以增加此种需要润滑的部件220的使用寿命，并且可以从此类部件220去除一定量的热量。此外，润滑系统200为电子发电机(未显示)提供润滑，以及为电子发电机提供冷却/散热。电子发电机可以向例如用于发动机50的启动电动机和/或发动机50的各种其他电子部件和/或包括发动机50的飞行器提供电力。
润滑系统200为封闭流体回路，包括油罐210，油罐210提供从油罐210到需要润滑的部件220的油流。润滑系统200包括管和管道202，以流体连接润滑系统200的各种部件。润滑系统200还可以包括油泵230。油泵230用于引导油流通过润滑系统200的封闭流体回路。油泵230通常可以为润滑系统200中压力升高的主要来源。在一个实施方式中，润滑系统200包括控释组件250，控释组件250能够以受控方式将有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂释放到油中。
用于发动机50的润滑系统200可使用烃流体(例如油)进行润滑，其中油循环通过油清除管线的内表面。油的非限制性实例包括航空涡轮中使用的润滑油，例如MIL-PRF-23699和SAE AS5780规格涵盖的II型油、陆基和海基动力涡轮中使用的润滑油，以及汽车中使用的发动机和变速箱润滑油。
本文讨论的发动机50仅以示例方式提供。在其他实施方式中，任何其他合适的发动机可以与本公开的方面一起使用。例如，在其他实施方式中，发动机可以为任何其他合适的燃气涡轮发动机，例如涡扇发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机等。以此种方式，在其他实施方式中，燃气涡轮发动机可以具有其他合适的配置，例如其他合适数量或设置的轴、压缩机、涡轮、风扇等。在一些实施方式中，发动机50可以为直接驱动的固定螺距涡扇发动机。在其他实施方式中，燃气涡轮发动机可以为齿轮式燃气涡轮发动机、可以为可变螺距燃气涡轮发动机等。此外，在替代实施方式中，本公开的方面可以结合到或以其他方式与如上所述的任何其他类型的发动机(例如往复式发动机)一起使用。此外，在其他示例性实施方式中，示例性发动机50可以包括或可操作地连接至任何其他合适的附件系统。附加地或替代地，示例性发动机50可以不包括或可操作地连接至一个以上的上述附件系统。
如上所述，发动机50的各种部件在升高的温度和各种氧气水平下接触烃流体(例如燃料和油)。例如，如图2所示，燃料系统100的各种部件与烃流体接触。例如，如图3所示，润滑系统200的各种部件与烃流体接触。例如，该部件可以为罐110、燃料输送组件120、喷嘴组件130、油罐210、需要润滑的部件220、油泵230和/或被配置为与烃流体接触的任何其他部件，无论该部件为在发动机50中还是在另一个系统中。
例如，如图2所示，喷嘴组件130包括流体通道134(烃流体通过流体通道134来定位和流动)和容纳壁136。容纳壁136包括接触表面132。接触表面132可形成流体通道134的边界，因此可以为被流体通道134中的烃流体润湿/接触的润湿表面或接触表面。接触表面132可以包括钴铬合金、钴基合金、镍基合金、铁基合金或其他能够承受高温的合适材料。钴铬合金的非限制性示例包括司太立合金(例如Stellite-6B)。钴基合金的非限制性示例包括188。镍基合金的非限制性示例包括600、625、718、X-750、Rene N2、N4、N5、N500和X。铁基合金的非限制性示例包括不锈钢，例如SS-304、SS-316、SS-340、SS-321和SS-440。本领域技术人员将认识到，某些合金(例如ReneN5、N500、N4、N2、718、X和188)被称为能够承受高运行温度的超合金。类似地，例如图3中所示的润滑系统200的管和管道202包括流体通道(烃流体通过流体通道来定位和流动)(未显示)和容纳壁(未显示)，所述容纳壁包括接触表面(未显示)，所述接触表面可形成流体通道的边界，因此可以为被流体通道中的烃流体润湿/接触的润湿表面或接触表面。
图4A显示了基于多孔材料320的控释组件300，多孔材料320包含有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂340。控释组件300包括金属外壳310，金属外壳310具有流体入口312和流体出口314。烃流体通过流体入口312进入金属外壳310的内部、与一层或多层多孔材料320接触，并通过流体出口314离开金属外壳310的内部。用于多孔材料320的材料的非限制性示例包括：玻璃、陶瓷、金属和聚合物，例如醋酸纤维素、硝酸纤维素、纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氯乙烯。这些材料可能会经历某些过程(例如粉末烧结或聚合物海绵复制)而产生多孔结构。随后，使用某些工艺(例如熔体浸渍和冷却，或浆料/溶液浸渍和干燥)，将有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂浸渍到多孔结构中。不受任何理论束缚，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂释放到烃流体中的速率由含有有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂的多孔材料320的暴露表面积和通过控释组件300的燃料流速来调节。
图4B显示了基于半透膜外壳430的控释组件400，半透膜外壳430包封有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂440。控释组件400包括金属外壳410，金属外壳410具有流体入口412和流体出口414。烃流体通过流体入口412进入金属外壳410的内部、与半透膜外壳430的一层或多层接触，并通过流体出口414离开金属外壳410的内部。用于半透膜外壳430的材料的非限制性示例包括：陶瓷和聚合物，例如醋酸纤维素、硝酸纤维素、纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氯乙烯。不受任何理论的束缚，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂释放到烃流体中的速率由有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂的烃溶解度和通过控释组件400的燃料流速来调节。
在一个实施方式中，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂以分离形式存在。以分离形式存在的有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂的非限制性实例包括M(BuSal)n(包括Co(BuSal)2、Cu(BuSal)2和Zn(BuSal)2)、M(PhSal)n(包括Co(PhSal)2)、M(DIPS)n(包括Co(DIPS)2、Cu(DIPS)2、Ni(DIPS)2和Cr(DIPS)3)、[(BuP)mM(DG)]n+(包括[(BuP)2Co(DG)]n+)和M(双-二硫酮)n络合物(包括NiS4C4Ph4、PdS4C4Ph4、PtS4C4Ph4、CoS4C4Ph4、CoS4C4(对甲苯基)4、CoS4C4(对茴香基)4、CoS4C4Ph4·PPh3和CoS4C4Ph4·PBu3，式中，Ph表示苯基，Bu表示丁基)的配位络合物(具有抑制剂配体)。M的非限制性实例包括Ni、Co、Fe、Cu、Zn、V、Re、Pt、Pd、Os、Ru、Cr、Mo和W。BuSal指具有如下代表性结构的N-丁基水杨醛亚胺基配体(包括其共轭酸)：
PhSal指具有如下代表性结构的N-苯基水杨醛亚胺基配体(包括其共轭酸)：
DIPS指具有如下代表性结构的3,5-水杨酸二异丙酯(包括其共轭酸)：
BuP指具有如下代表性结构的N-丁基鏻配体(包括其共轭碱)：
DG指具有如下代表性结构的二甲基乙二肟配体(包括其共轭酸)：
双-二硫酮配体具有如下代表性结构(包括其共轭酸)：
R和R'各自独立地为氢或取代或未取代的芳基或烷基。芳基或烷基的非限制性实例包括苯基、甲基、乙基、正丙基(n-propanyl)和对ClC6H4。
M(双-二硫酮)n络合物具有如下结构：
式中，R和R'各自独立地为氢或取代或未取代的芳基或烷基。芳基或烷基的非限制性实例包括苯基、甲基、乙基、正丙基、对CH3C6H4(对甲苯基)、对OCH3C6H4(对茴香基)和对ClC6H4。
图5显示了由具有2-羟基-1-酮部分的分子和五硫化二磷获得M(双-二硫酮)n络合物的示例性合成途径。具有2-羟基-1-酮部分的分子与五硫化二磷进行反应，得到硫代磷酸酯中间体。随后，硫代磷酸酯中间体与金属阳离子(作为配位络合物中心)发生螯合反应，得到M(双-二硫酮)n络合物。例如，M(双-二硫酮)n络合物CoS4C4Ph4(Ph表示苯基)的合成包括：在二甲苯和氮气或氩气的存在下，通过回流使二苯乙醇酮(benzoin)和五硫化二磷在110至140℃下反应2至24小时，得到硫代磷酸酯中间体。随后的反应在二甲苯和氮气或氩气的存在下使用氯化钴或乙酸钴通过回流来进行，转化中间体，得到双-二硫代苄基钴配位络合物。对于NiS4C4Ph4、PdS4C4Ph4和PtS4C4Ph4的合成，可以使用二恶烷溶剂代替二甲苯。
在一个实施方式中，占据燃料系统100或润滑系统200的烃流体包括以特定浓度预溶解或预悬浮的有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂的分离形式。以此方式，将理解有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂可以为在装载至飞行器10之前放入燃料或润滑剂中的添加剂。或者，燃料系统100或润滑系统200包括控释组件300，控释组件300以受控方式将分离形式的有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂释放到一定浓度的烃流体中。
在一个实施方式中，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂以官能化表面的形式存在。金属基接触表面用作配位络合物的金属中心(而不是以分离的形式存在)，其中抑制剂配体与其键合。
图6显示了用抑制剂配体官能化金属表面以获得抑制剂配体官能化表面的示例合成途径。类似于图5中所示的合成途径，具有2-羟基-1-酮部分的分子与五硫化二磷进行反应，获得硫代磷酸酯中间体。金属基接触表面经历卤化物(例如氯气)暴露，获得卤化物官能化金属表面。随后，随着硫代磷酸酯中间体取代卤化物官能化金属表面上的卤化物，金属表面发生螯合，导致金属表面被抑制剂配体官能化。
在一个实施方式中，燃料系统100或润滑系统200的各种部件，包括罐110、燃料输送组件120、喷嘴组件130、油罐210、需要润滑的部件220和油泵230和/或配置为与烃流体接触的任何其他部件，包括在配置为与烃流体接触的接触表面上官能化的抑制剂配体。
在现有系统中，焦炭沉积物形成在部件上，然后必须在维护间隔期间对其进行清洁或更换。本公开的多个方面可抑制系统(例如航空和陆基涡轮)中的焦炭形成。通过抑制燃料或油中焦炭颗粒的形成，可以防止整个系统或回路中表面上的焦炭沉积。
有利地，有机金属化学基化合物或Mn+基抑制剂在燃料系统100或润滑系统200的较宽范围的运行温度和氧气水平内免于分解。
本公开的其他方面由以下条款的主题来提供。
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括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)mM(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或Mn+基抑制剂在230至430℃的温度下中断焦炭形成的自氧化途径。
根据前述条款所述的有机金属化学基化合物，其中，M包括Ni、Co、Fe、Cu、Zn、V、Re、Pt、Pd、Os、Ru、Cr、Mo或W中的至少一种。
根据前述条款中任一项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。
根据前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物，其中，所述芳基或烷基包括苯基、甲基、乙基、正丙基、对甲苯基、对茴香基或对ClC6H4中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物，其中，所述有机金属化学基化合物存在于烃流体中。
根据前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物，其中，所述烃流体包括JetA、JetA1、JP-8、JP8+100、JP-5、SAF、航空涡轮中使用的润滑油、动力涡轮中使用的润滑油或汽车中使用的发动机和变速箱润滑油中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物，其中，所述有机金属化学基化合物通过控释组件释放到烃流体中。
根据前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物，其中，所述控释组件包含多孔材料，所述多孔材料包含Mn+基抑制剂。
根据前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物，其中，所述控释组件包括半透膜外壳，所述半透膜外壳封装所述Mn+基抑制剂。
用于减少烃流体输送期间焦炭形成的燃料系统，所述燃料系统包括：前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物；罐；燃料输送组件，所述燃料输送组件流体连接至所述罐的下游；以及喷嘴组件，所述喷嘴组件流体连接至所述燃料输送组件的下游；其中，所述有机金属化学基化合物存在于烃流体中。
根据前述条款中任一项所述的燃料系统，其中，所述燃料输送组件包括控释组件，所述控释组件用于将所述有机金属化学基化合物释放到烃流体中。
润滑系统，所述润滑系统用于减少烃流体循环期间焦炭形成，所述润滑系统为封闭流体回路，所述润滑系统包括：前述条款中任一项所述的有机金属化学基化合物；罐；泵；以及需要润滑的部件；其中，所述有机金属化学基化合物存在于烃流体中。
根据前述条款中任一项所述的润滑系统，其中，所述润滑系统还包括控释组件，所述控释组件用于将所述有机金属化学基化合物释放到烃流体中。
部件，所述部件被配置为与烃流体接触，所述部件包括：壁，所述壁具有接触表面，所述接触表面被配置为与烃流体接触；其中，所述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，所述抑制剂配体官能化表面在230至430℃的温度下中断焦炭形成的自氧化途径。
根据前述条款的所述部件，其中，所述接触表面包含钴铬合金、钴基合金、镍基合金或铁基合金中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的部件，其中，所述抑制剂配体包含N-丁基水杨醛亚胺基、N-苯基水杨醛亚胺基、3,5-水杨酸二异丙酯、丁基鏻、二甲基乙二肟或双-二硫酮中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的部件，其中，所述抑制剂配体为具有如下结构的双-二硫酮：
式中，R和R'各自为氢或取代或未取代的芳基或烷基。
燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括喷嘴组件，其中，前述条款中任一项所述的部件为喷嘴组件，接触表面为喷嘴组件的内表面。
燃料系统，所述燃料系统用于减少烃流体输送期间焦炭形成，所述燃料系统包括：罐；燃料输送组件，所述燃料输送组件流体连接至相对于所述罐的下游；以及喷嘴组件，所述喷嘴组件流体连接至相对于所述燃料输送组件的下游；其中，前述条款中任一项所述的部件为罐、燃料输送组件和喷嘴组件中的一种以上，接触表面为罐、燃料输送组件和喷嘴组件中的一种以上的内表面。
润滑系统，所述润滑系统用于减少烃流体循环期间焦炭形成，所述润滑系统为封闭流体回路，所述润滑系统包括罐、泵和需要润滑的部件，其中，前述条款中任一项所述的部件为罐、泵和需要润滑的部件中的一种以上，接触表面为罐、泵和需要润滑的部件中的一种以上的内表面。
用于防止烃流体系统中焦炭形成的方法，所述方法包括将有机金属化学基化合物引入烃流体系统，所述有机金属化学基化合物包括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)mM(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。
根据前述条款所述的方法，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。
根据前述条款中任一项所述的方法，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。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述芳基或烷基包括苯基、甲基、乙基、正丙基、对甲苯基、对茴香基或对ClC6H4中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述有机金属化学基化合物存在于烃流体中。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述烃流体包括Jet A、JetA1、JP-8、JP8+100、JP-5、SAF、航空涡轮中使用的润滑油、动力涡轮中使用的润滑油或汽车中使用的发动机和变速箱润滑油中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述有机金属化学基化合物通过控释组件释放到烃流体中。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述控释组件包含多孔材料，所述多孔材料包含Mn+基抑制剂。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述控释组件包括半透膜外壳，所述半透膜外壳封装所述Mn+基抑制剂。
用于防止烃流体系统中焦炭形成的方法，所述方法包括：用抑制剂配体官能化部件的接触表面，形成抑制剂配体官能化表面；以及将烃流体注入或循环到烃流体系统中，使得接触表面与烃流体接触；其中，所述抑制剂配体官能化表面在230至430℃的温度下中断焦炭形成的自氧化途径。
根据前述条款所述的方法，其中，所述接触表面包含钴铬合金、钴基合金、镍基合金或铁基合金中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述抑制剂配体包含N-丁基水杨醛亚胺基、N-苯基水杨醛亚胺基、3,5-水杨酸二异丙酯、丁基鏻、二甲基乙二肟或双-二硫酮中的至少一种。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述抑制剂配体为具有如下结构的双-二硫酮：
式中，R和R'各自为氢或取代或未取代的芳基或烷基。
尽管前面的描述针对各种示例性实施方式，但是应注意，可在不偏离本公开的精神或范围的情况下进行其他变化和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。此外，结合一个实施方式描述的特征可以结合其他实施方式使用，即使上文没有明确说明。

Claims (18)

1.烃流体，其中，所述烃流体包含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，存在于烃流体中的所述有机金属化学基化合物包括：
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)mM(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，M包含Ni、Co、Fe、Cu、Zn、V、Re、Pt、Pd、Os、Ru、Cr、Mo或W中的至少一种；
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所述的烃流体，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。
3.根据权利要求2所述的烃流体，其中，所述芳基或烷基包括苯基、甲基、乙基、正丙基、对甲苯基、对茴香基或对ClC6H4中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的烃流体，其中，所述烃流体包含Jet A、JetA1、JP-8、JP8+100、JP-5、SAF、航空涡轮中使用的润滑油、动力涡轮中使用的润滑油或汽车中使用的发动机和变速箱润滑油中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的烃流体，其中，所述有机金属化学基化合物通过控释组件释放到烃流体中。
6.根据权利要求5所述的烃流体，其中，所述控释组件包含多孔材料，所述多孔材料包含所述有机金属化学基化合物。
7.根据权利要求5所述的烃流体，其中，所述控释组件包括半透膜外壳，所述半透膜外壳封装所述有机金属化学基化合物。
8.燃料系统，所述燃料系统用于减少烃流体输送期间焦炭形成，所述燃料系统包括：
权利要求1所述的烃流体，所述烃流体包含有机金属化学基化合物；
罐；
燃料输送组件，所述燃料输送组件流体连接至所述罐的下游；以及
喷嘴组件，所述喷嘴组件流体连接至所述燃料输送组件的下游；
其中，所述有机金属化学基化合物存在于烃流体中。
9.根据权利要求8所述的燃料系统，其中，所述燃料输送组件包括控释组件，所述控释组件用于将所述有机金属化学基化合物释放到烃流体中。
10.润滑系统，所述润滑系统用于减少烃流体循环期间焦炭形成，所述润滑系统为封闭流体回路，所述润滑系统包括：
权利要求1所述的烃流体，所述烃流体包含有机金属化学基化合物；
罐；
泵；以及
需要润滑的部件；
其中，所述有机金属化学基化合物存在于烃流体中。
11.根据权利要求10所述的润滑系统，其中，所述润滑系统还包括控释组件，所述控释组件用于将所述有机金属化学基化合物释放到烃流体中。
12.部件，所述部件被配置为与如权利要求1所述的烃流体接触，所述部件包括：
壁，所述壁具有接触表面，所述接触表面被配置为与所述烃流体接触，所述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；
其中，所述抑制剂配体官能化表面在230至430℃的温度下中断焦炭形成的自氧化途径。
13.根据权利要求12所述的部件，其中，所述接触表面包含钴铬合金、钴基合金、镍基合金或铁基合金中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的部件，其中，所述抑制剂配体包含N-丁基水杨醛亚胺基、N-苯基水杨醛亚胺基、3,5-水杨酸二异丙酯、丁基鏻、二甲基乙二肟或双-二硫酮中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的部件，其中，所述抑制剂配体为具有如下结构的双-二硫酮：
式中，R和R'各自为氢或取代或未取代的芳基或烷基。
16.燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：
喷嘴组件，其中，权利要求12所述的部件为喷嘴组件，接触表面为喷嘴组件的内表面。
17.燃料系统，所述燃料系统用于减少烃流体输送期间焦炭形成，所述燃料系统包括：
罐；
燃料输送组件，所述燃料输送组件流体连接至相对于所述罐的下游；以及
喷嘴组件，所述喷嘴组件流体连接至相对于所述燃料输送组件的下游；
其中，权利要求12所述的部件为罐、燃料输送组件和喷嘴组件中的一种以上，接触表面为罐、燃料输送组件和喷嘴组件中的一种以上的内表面。
18.润滑系统，所述润滑系统用于减少烃流体循环期间焦炭形成，所述润滑系统为封闭流体回路，所述润滑系统包括：
罐；
泵；以及
需要润滑的部件；
权利要求12所述的部件为罐、泵和需要润滑的部件中的一种以上，接触表面为罐、泵和需要润滑的部件中的一种以上的内表面。
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