CN110559930A - 一种车用尿素溶液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工领域，具体涉及一种车用尿素溶液及其制备方法。本发明对车用尿素溶液配方进行调整，通过添加活性剂等方式解决现有的车用尿素溶液存在部分杂质导致尿素活性受到影响从而反应过慢及尿素在高温中易发生缩合反应结晶导致管道堵塞等问题。其中，活性剂中的醇醚羧酸铵降低了尿素在高温下结晶堵塞管道问题，过碳酸钠、过硫酸铵的使用提高了尿素的反应速率，提高了活性。

Description

一种车用尿素溶液及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种车用尿素溶液及其制备方法。
背景技术
随经济的发展中国汽车行业经历了高速增长，汽车在促进社会经济发展、给人民生活带来方便的同时，也带来了能源和环保问题。据显示，我国柴油汽车排放的氮氧化物和PM污染物分别占机动车排放总量的60％和90％以上。车用尿素溶液可以在催化还原技术(SCR)路线中将氮氧化物还原为N2和水，降低了大气的污染源。
柴油车对车用尿素的要求比较高，尿素在生产包装过程中金属离子(Fe、K、Ca)、高温下尿素缩合为缩二脲、三聚氰胺等杂质将使SCR系统中的催化剂失活降低反应速率。现有技术中都针对此问题进行三段尿素结晶提纯，但是其在提纯过程中仍存在部分缩二脲、缩三脲的产生，因此降低缩二脲、缩三脲的产生、增加尿素的溶解性是本领域需要解决的问题。同时传统的尿素配方中，加工出的尿素往往纯度不够，同时尿素溶液制备过程中未添加改进剂，尿素的反应过慢易导致反应速率降低等问题。
综上所述，现有的车用尿素溶液存在部分杂质导致尿素活性受到影响从而反应过慢及尿素在高温中易发生缩合反应结晶导致管道堵塞等问题。
发明内容
本发明针对上述技术难题，对车用尿素溶液配方进行调整，通过添加活性剂等方式解决上述问题。其中，活性剂中的醇醚羧酸铵降低了尿素在高温下结晶堵塞管道问题，过碳酸钠、过硫酸铵的使用提高了尿素的反应速率，提高了活性。为实现上述的目的，我们采用以下的技术方案：
一种车用尿素溶液，按照重量份计，其组成包括：尿素23～35份，甲酰胺8～13份，甲醇7～10份，甲酸铵或乙酸铵或丙酸铵或其任意组合10～20份，添加剂1份，超纯水21～51份；其中添加剂为过碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的混合物。
优选的，添加剂中碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的质量比为3：1：1。
优选的，尿素23～35份，甲酰胺8～13份，甲醇7～10份，甲酸铵10～20份，添加剂1份，超纯水21～51份；
更为优选的，尿素32.5份，甲酰胺10份，甲醇10份，甲酸胺10份，添加剂1份，超纯水36.5份。
上述配方中使用的超纯水电导率<0.1us/cm，超纯水的添加从源头上杜绝了杂质的加入，减少了杂质污染，保证了车用尿素的纯度；添加剂中的过碳酸钠、过硫酸铵作为一种氧化剂，加速了尿素的分解，提高了尿素的转化效率。同时添加的醇醚羧酸铵作为一种抑结晶剂在一定程度上减缓了尿素在高温下发生结晶堵塞管道等问题。
发明人还公开了上述车用尿素溶液的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按照配比量投入超纯水，尿素，通入净化风，在净化风的作用下加速溶解，混合均匀后，进行脱色处理；
(2)将配比量的甲醇、甲酸胺、甲酸铵或乙酸铵或丙酸铵或其任意组合、添加剂分别依次投入，在净化风的作用下混合均匀，混合均匀后制成车用尿素溶液。
进一步的，步骤(2)制成的车用尿素溶液采用阴阳离子树脂进行过滤或/和采用混合床进一步处理。
采用净化风溶解，节约能源，尿素溶液生产过程中使用的水为超纯水(电导率<0.1us/cm)防止了其杂质的进入。
优选的，其中的超纯水的制备具体过程为：公共系统的除盐水进入原水箱，原水经过增压泵打入石英砂过滤器，活性炭过滤器过滤后进入5μm的精密过滤器，然后经过1μm的保安过滤器过滤掉杂质后，经过一级高压泵打入一级反渗透装置；原水经过一级反渗透后进入一级淡水箱，一级淡水经过二级增压泵打入二级反渗透装置后，进入二级淡水箱；二级淡水经过EDI送水泵打入EDI系统，经电解，除盐后进入超纯水箱，即得超纯水。
按照上述的技术方案生产的车用尿素溶液，配方合理，甲酸铵为酸性，添加的甲酰胺在一定程度上缓解了甲酸铵的酸性防止了管道的腐蚀。同时添加剂中的碳酸钠、过硫酸铵作为一种氧化剂，加速了尿素的分解，提高了尿素的转化效率。本发明过程中的制备方法简单易于大量制备环保的车用尿素溶液。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
实施例1
本实例提供了一种车用尿素溶液，其重量份数如下：
尿素32.5份，甲醇7份，甲酰胺8份，甲酸铵10份，添加剂1份，超纯水38.5份；添加剂中碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的质量比为3：1：1。一种车用尿素的制备方法，包括以下步骤：
(1)超纯水的制备：公共系统的除盐水进入原水箱，原水经过增压泵打入石英砂过滤器，活性炭过滤器过滤后进入5μm的精密过滤器，然后经过1μm的保安过滤器过滤掉杂质后，经过一级高压泵打入一级反渗透装置；原水经过一级反渗透后进入一级淡水箱，一级淡水经过二级增压泵打入二级反渗透装置后，进入二级淡水箱；二级淡水经过EDI送水泵打入EDI系统，经电解，除盐后进入超纯水箱，即得超纯水。超纯水的添加从源头上杜绝了杂质的加入，保证了车用尿素的纯度。
(2)按照重量分数投入超纯水，按照重量分数加入车用尿素(优选重量分数32份，通入净化风，在净化风的作用下加速溶解，混合均匀后，进行脱色处理。
(3)按重量分数称取甲醇、甲酸胺、甲酰胺以及添加剂在净化风的作用下混合均匀，混合均匀后制成车用尿素溶液，采用阴阳离子树脂对尿素溶液进行过滤去除杂质，然后采用混合床进一步处理尿素溶液。
实施例2
本实例提供了一种车用尿素溶液，其重量份数如下：
尿素32.5份，甲醇8份，甲酰胺9份，甲酸铵10份，添加剂1份，超纯水39.5份。添加剂中碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的质量比为3：1：1。具体的制备方法如实施例1制备方法。
实施例3
本实例提供了一种车用尿素溶液，其重量份数如下：
尿素32.5份，甲醇10份，甲酰胺11份，甲酸铵10份，添加剂1份，超纯水35.5份。添加剂中碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的质量比为3：1：1。具体的制备方法如实施例1制备方法。
实施例4
本实例提供了一种车用尿素溶液，其重量份数如下：尿素32.5份，甲醇10份，甲酰胺10份，甲酸铵10份，添加剂1份，超纯水36.5份。添加剂中碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的质量比为3：1：1。具体的制备方法如实施例1制备方法。
本发明提供的实验方案配方合理，我们将上述发明方案中的车用尿素溶进行检测并且将检测结果与市场上的车用尿素溶液的部分检测结果进行对比，结果如下表：
实施例4是本实验方案的最佳方案，由上述的检测结果显示，本发明方案的制备的车用尿素溶液比市场上的尿素溶液缩二脲含量低，不易堵塞管道，相对的可延长管道使用寿命，且本发明的的尿素溶液不溶物含量也较少。

Claims (8)

1.一种车用尿素溶液，其特征在于，按照重量份计，其组成包括：尿素23～35份，甲酰胺8～13份，甲醇7～10份，甲酸铵或乙酸铵或丙酸铵或其任意组合10～20份，添加剂1份，超纯水21～51份；其中添加剂为过碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种车用尿素溶液，其特征在于，添加剂中碳酸钠、过硫酸铵、醇醚羧酸铵的质量比为3：1：1。
3.根据权利要求1或2所述的一种车用尿素溶液，其特征在于，按照重量份计，其组成包括：尿素23～35份，甲酰胺8～13份，甲醇7～10份，甲酸铵10～20份，添加剂1份，超纯水21～51份。
4.根据权利要求1或2所述的一种车用尿素溶液，其特征在于，按照重量份计，其组成包括：尿素32份，甲酰胺10份，甲醇10份，甲酸胺10份，添加剂1份，超纯水37份。
5.根据权利要求1所述的一种车用尿素溶液，其特征在于，按照重量份计，其组成包括：超纯水电导率<0.1us/cm。
6.一种车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照配比量投入超纯水，尿素，通入净化风，在净化风的作用下加速溶解，混合均匀后，进行脱色处理；
(2)将配比量的甲醇、甲酸胺、甲酸铵或乙酸铵或丙酸铵或其任意组合、添加剂分别依次投入，在净化风的作用下混合均匀，混合均匀后制成车用尿素溶液。
7.根据权利要求6所述的一种车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，步骤(2)制成的车用尿素溶液采用阴阳离子树脂进行过滤或/和采用混合床进一步处理。
8.根据权利要求6所述的一种车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，其中的超纯水的制备具体过程为：公共系统的除盐水进入原水箱，原水经过增压泵打入石英砂过滤器，活性炭过滤器过滤后进入5μm的精密过滤器，然后经过1μm的保安过滤器过滤掉杂质后，经过一级高压泵打入一级反渗透装置；原水经过一级反渗透后进入一级淡水箱，一级淡水经过二级增压泵打入二级反渗透装置后，进入二级淡水箱；二级淡水经过EDI送水泵打入EDI系统，经电解，除盐后进入超纯水箱，即得超纯水。
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