CN112090279A - 可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于，包括如下重量份组分：尿素10～13份、硫酸铵19～23份、乙醇胺4～7份、二甲基硅油3～5份、丙三醇4～6份、烷基葡萄糖苷0.5～1.5份、超纯水100份、纳米催化剂0.8～1份、硅型防冻液2～3份。以解决现有的尿素NOX的转化率低、凝固点高、汽车油耗增大、尾气排放不达标的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及车用尿素溶液生产技术领域，具体的说是一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法。
背景技术
车用尿素是近几年发展起来的、适用于SCR系统(选择性催化还原系统)的高纯度尿素溶液，在高温(300℃以上)条件下，尿素溶液首先分解为氨气，在高温下，尿素溶液气化后分解产生NH3，在催化剂作用下，NH3与尾气中的NOX反应生成无害的H2O和N2。
然而车用柴油机尿素分解为NH3过程中的产生中间产物NOx，NOx是所有氮氧化合物的总称，其对人体健康的危害是极大，NOx所形成二次污染物臭氧对人类呼吸系统的危害也尤其明显，因为微粒物质悬浮在空气中可以导致肺部及心脏疾病，增加致癌的概率。NOx包括尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等，未被分解的尿素、三聚氰酸和三聚氰胺等经过长期沉积附着在尾气管道、混合器及SCR催化剂上，影响了原有气体流畅性，进而导致SCR系统堵塞；SCR系统堵塞会直接导致汽车油耗增大，尾气排放恶化，严重时会造成发动机损坏。
专利号为“ZL201710409586.0”公开了一种具有低温性能的柴油车用尿素溶液；该车用尿素溶液具有比普通车用尿素更低的凝固点，虽然解决的低温下尿素溶液凝固对车的损坏；但存在尿素分散性差，NOX转化效率不高的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的生成方法，以解决现有的尿素NOX的转化率低、凝固点高、汽车油耗增大、尾气排放不达标的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，包括如下重量份组分：尿素10～13份、硫酸铵19～23份、乙醇胺4～7份、二甲基硅油3～5份、丙三醇4～6份、烷基葡萄糖苷0.5～1.5份、超纯水100份、纳米催化剂0.8～1份、硅型防冻液2～3份。
优选的，所述纳米催化剂制备方法如下：
1）取等质量的偏钒酸铵和柠檬酸，用去离子水配制成质量分数为0.9～1.0%溶液，按照溶液质量添加0.45～0.50%的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入纳米级WO3/TiO2混合物粉末，进行超声震荡20～45min，放入温控电炉中在550～560℃温度下高温焙烧1.5～2小时，然后自然冷却到室温后放入-5～-4℃冷冻20～30min；
2）将步骤1）得到的物质放入650～680℃加热20～30分钟后自然冷却到室温，按照重量比1：2的加入V2O5得到纳米催化剂。
1） 优选的，所述尿素的制备包括如下步骤：在高温和高压下将高纯度的氨和二氧化碳通过在170～175℃、2.5～3.0×104kPa第一反应器、第二反应器中反应；将第二反应器的气体经过收集压缩后重新通过第一反应器，将第一反应器、第二反应器的液态尿素熔体流体收集；
2） 将液态尿素熔体在减压条件下闪蒸除去氨和CO2后加入至温度为75～80℃的高纯水混匀后得到尿素饱和溶液，并收集闪蒸处理的气体通入所述第一反应器中；
3） 用孔径为0.2～0.5μm的滤膜对步骤2）的尿素水溶液进行过滤；
4） 将步骤3）得到的尿素饱和溶液置入多级液膜结晶釜，将得到的尿素晶体。
优选的，在步骤2）中，液态尿素熔体中的置于供热、减压、闪蒸条件下使氨基甲酸铵逐步分解。
优选的，在步骤2）中，控制所述减压条件为0.10～14MPa。
优选的，在步骤4）中，所述多级液膜结晶釜包括4段温度逐级降低的冷段，每个冷段的温度差至少为10摄氏度，尿素饱和溶液与第一冷段的温差为30～50℃。
优选的，在步骤4）中，将从结晶釜中的过滤液分别收集，并引入下一级的结晶釜。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
本发明中烷基葡萄糖苷具有优良的分散、扩散特性，能够提高尿素的分散性，从而促进尿素的分解产生更多的NH3，增大NOx的转化率；烷基葡萄糖苷与硫酸铵的协同作用下，在加热条件下会促进尿素分解产生氨气，而其本身在高温下分解产生氨气，其与尿素分解产生的氨气发挥协同作用，使得催化还原氮氧化物的转化率大大提高。
本发明添加的纳米级催化剂，可以有效降低尿素的熔点，提高NOX的转化率，能有效降低车用尿素重金属环境污染问题，提高车用尿素降解吸收氮氧化物的效率；同时本发明加入了硅型防冻液，其和纳米级催化剂共同作用下，解决低温结晶问题。本发明的车用尿素的NOx转化率在95%以上，得到的车用尿素有效地降解氮氧化物，解决了SCR系统易堵塞的问题；汽车尾气的排放均符合国IV排放标准要求。
优选的，本发明处理的TiO2的相变有助于提高催化剂的稳定性，提高催化剂的催化活性；TiO2呈高均匀分散状态，在TiO2中引入WO3/MoO3可增大颗粒之间形成的内孔孔径，从而促进活性组分的分散，增大催化剂与尿素的接触面积，提高NOx的转化率。同时本发明中V2O5为主催化剂，可以NOx的转化速率。
优选的，本发明在减压条件下，使得液态尿素熔体流在供热、减压条件下使氨基甲酸铵逐步分解，增加了生产出尿素的纯度。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的原料如无特别说明，均为市售常规工业原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1：一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，所述尿素包括如下重量份组分，尿素10份、硫酸铵19份、乙醇胺4份、二甲基硅油3、丙三醇4、烷基葡萄糖苷0.5份、超纯水100份、纳米催化剂0.8份、硅型防冻液2份；其中，纳米催化剂制备方法如下：
1）取等质量的偏钒酸铵和柠檬酸，用去离子水配制成质量分数为0.9～1.0%溶液，按照溶液质量添加0.45%的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入纳米级WO3/TiO2混合物粉末，进行超声震荡45min，放入温控电炉中在560℃温度下高温焙烧1.5小时，然后自然冷却到室温后放入-4℃冷冻30min；
2）将步骤1）得到的物质放入650℃加热20分钟后自然冷却到室温，按照重量比1：2的加入V2O5得到纳米催化剂。
一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法的生产方法，包括如下的步骤：
1） 在高温和高压下将高纯度的氨和二氧化碳通过在175℃、3.0×104kPa第一反应器、第二反应器中反应；将第二反应器的气体经过收集压缩后重新通过第一反应器，将第一反应器、第二反应器的液态尿素熔体流体收集；
2） 将液态尿素熔体在减压条件下闪蒸除去氨和CO2后加入至温度为80℃的高纯水混匀后得到尿素饱和溶液，并收集闪蒸处理的气体通入所述第一反应器中；得到的液态尿素熔体中的置于供热、减压、闪蒸条件下使氨基甲酸铵逐步分解，控制减压条件为14MPa。
3） 用孔径为0.2μm的滤膜对步骤2）的尿素水溶液进行过滤；
4） 将步骤3）得到的尿素饱和溶液置入多级液膜结晶釜，将得到的尿素晶体加入到去离子水内溶解；其中多级液膜结晶釜包括3段温度逐级降低的冷段，第一冷段温度为40℃，第二冷段温度为25℃，第三冷段温度为5℃；
本发明的尿素生产能力高达2008MTD尿素，NOx转化率的利用率可达到96.1%，在-40℃不结晶。
实施例2：与实施例1的不同之处在于：
一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，所述尿素包括如下重量份组分，尿素13份、硫酸铵23份、乙醇胺7份、二甲基硅油5份、丙三醇6份、烷基葡萄糖苷1.5份、超纯水100份、纳米催化剂1份、硅型防冻液3份；其中，纳米催化剂制备方法如下：
1）取90g偏钒酸铵和90g柠檬酸，溶于1000ml去离子水配制成溶液，按照溶液质量添加0.48%的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入纳米级WO3/TiO2混合物粉末，进行超声震荡30min，放入温控电炉中在560℃温度下高温焙烧1.5小时，然后自然冷却到室温后放入-4℃冷冻20min；
2）将步骤1）得到的物质放入650～680℃加热20～30分钟后自然冷却到室温，按照重量比1：2的加入V2O5得到纳米催化剂。
上述尿素的制备方法包括如下的步骤：
1） 在高温和高压下将高纯度的氨和二氧化碳通过在170℃、2.5×104kPa第一反应器、第二反应器中反应；将第二反应器的气体经过收集压缩后重新通过第一反应器，将第一反应器、第二反应器的液态尿素熔体流体收集；
2） 将液态尿素熔体在减压条件下闪蒸除去氨和CO2后加入至温度为75～80℃的高纯水混匀后得到尿素饱和溶液，并收集闪蒸处理的气体通入所述第一反应器中；得到的液态尿素熔体中的置于供热、减压、闪蒸条件下使氨基甲酸铵逐步分解，控制减压条件为0.10Mpa；
3） 用孔径为0.5μm的滤膜对步骤2）的尿素水溶液进行过滤；
4） 将步骤3）得到的尿素饱和溶液置入多级液膜结晶釜，将得到的尿素晶体加入到去离子水内溶解；其中多级液膜结晶釜包括3段温度逐级降低的冷段，第一冷段温度为45℃，第二冷段温度为20℃，第三冷段温度为5℃得到尿素晶体。
本发明的尿素生产能力高达2019MTD尿素，NOx转化率的利用率可达到96.6%以上，在-40℃不结晶。
实施例3：与实施例1的不同之处在于：
一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，所述尿素包括如下重量份组分，尿素12份、硫酸铵213份、乙醇胺5份、二甲基硅油5份、丙三醇6份烷基葡萄糖苷1份、超纯水100份、纳米催化剂1份、硅型防冻液3份；其中，纳米催化剂制备方法如下：
1）取等质量的偏钒酸铵和柠檬酸，用去离子水配制成质量分数为1.0%溶液，按照溶液质量添加0.45～0.50%的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入纳米级WO3/TiO2混合物粉末，进行超声震荡45min，放入温控电炉中在555℃温度下高温焙烧1.5小时，然后自然冷却到室温后放入-5℃冷冻20min；
2）将步骤1）得到的物质放入650℃加热20分钟后自然冷却到室温得到纳米催化剂。
一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法的生产方法，包括如下的步骤：
1） 在高温和高压下将高纯度的氨和二氧化碳通过在170～175℃、2.5×104kPa第一反应器、第二反应器中反应；将第二反应器的气体经过收集压缩后重新通过第一反应器，将第一反应器、第二反应器的液态尿素熔体流体收集；
2） 将液态尿素熔体在减压条件下闪蒸除去氨和CO2后加入至温度为75～80℃的高纯水混匀后得到尿素饱和溶液，并收集闪蒸处理的气体通入所述第一反应器中；得到的液态尿素熔体中的置于供热、减压、闪蒸条件下使氨基甲酸铵逐步分解，控制减压条件为14MPa。
3） 用孔径为0.4μm的滤膜对步骤2）的尿素水溶液进行过滤；
4） 将步骤3）得到的尿素饱和溶液置入多级液膜结晶釜，将得到的尿素晶体加入到去离子水内溶解；其中多级液膜结晶釜包括3段温度逐级降低的冷段，第一冷段温度为40℃，第二冷段温度为25℃，第三冷段温度为0℃；
本发明的尿素生产能力高达2003MTD尿素，NOx转化率的利用率可达到95.8%以上，在-40℃不结晶。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。
Claims (7)
1.一种可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于，包括如下重量份组分：尿素10～13份、硫酸铵19～23份、乙醇胺4～7份、二甲基硅油3～5份、丙三醇4～6份、烷基葡萄糖苷0.5～1.5份、超纯水100份、纳米催化剂0.8～1份、硅型防冻液2～3份。
2.根据权利要求1所述的可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于，所述纳米催化剂制备方法如下：
1）取等质量的偏钒酸铵和柠檬酸，用去离子水配制成质量分数为0.9～1.0%溶液，按照溶液质量添加0.45～0.50%的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入纳米级WO3/TiO2混合物粉末，进行超声震荡20～45min，放入温控电炉中在550～560℃温度下高温焙烧1.5～2小时，然后自然冷却到室温后放入-5～-4℃冷冻20～30min；
2）将步骤1）得到的物质放入650～680℃加热20～30分钟后自然冷却到室温，按照重量比1：2的加入V2O5得到纳米催化剂。
3.根据权利要求1所述的可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于，所述尿素的制备包括如下步骤：
1）在高温和高压下将高纯度的氨和二氧化碳通过在170～175℃、2.5～3.0×104kPa第一反应器、第二反应器中反应；将第二反应器的气体经过收集压缩后重新通过第一反应器，将第一反应器、第二反应器的液态尿素熔体流体收集；
2）将液态尿素熔体在减压条件下闪蒸除去氨和CO2后加入至温度为75～80℃的高纯水混匀后得到尿素饱和溶液，并收集闪蒸处理的气体通入所述第一反应器中；
3）用孔径为0.2～0.5μm的滤膜对步骤2）的尿素水溶液进行过滤；
4）将步骤3）得到的尿素饱和溶液置入多级液膜结晶釜，将得到的尿素晶体。
4.根据权利要求3所述的可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于：在步骤2）中，液态尿素熔体中的置于供热、减压、闪蒸条件下使氨基甲酸铵逐步分解。
5.根据权利要求3所述的可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于：在步骤2）中，控制所述减压条件为0.10～14MPa。
6.根据权利要求3所述的可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于：在步骤4）中，所述多级液膜结晶釜包括4段温度逐级降低的冷段，每个冷段的温度差至少为10摄氏度，尿素饱和溶液与第一冷段的温差为30～50℃。
7.根据权利要求3所述的可降解氮氧化物、预防低温结晶的车用尿素的制备方法，其特征在于，在步骤4）中，将从结晶釜中的过滤液分别收集，并引入下一级的结晶釜。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4940684A (en) * | 1987-09-28 | 1990-07-10 | President Of Agency Of Industrial Science And Technology | Method for preparing a catalyst supported on silicon carbide or silicon nitride |
| DE102007061440A1 (de) * | 2006-12-23 | 2008-06-26 | Alzchem Trostberg Gmbh | Verwendung von wässrigen Guanidiniumformiat-Lösungen zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Abgasen von Fahrzeugen |
| US20090074641A1 (en) * | 2007-09-19 | 2009-03-19 | General Electric Company | Catalyst and method of manufacture |
| US20100143227A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | General Electric Company | MIXED CATALYST FOR NOx REDUCTION AND METHODS OF MANUFACTURE THEREOF |
| CN104474814A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-04-01 | 河南省济源市济世药业有限公司 | 一种空气净化剂及其制备方法 |
| CN104513993A (zh) * | 2013-10-08 | 2015-04-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于有机胺型酸气吸收液的缓蚀剂 |
| CN108404665A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-08-17 | 杨耀辉 | 车用尿素液及其制备方法 |
-
2020
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4940684A (en) * | 1987-09-28 | 1990-07-10 | President Of Agency Of Industrial Science And Technology | Method for preparing a catalyst supported on silicon carbide or silicon nitride |
| DE102007061440A1 (de) * | 2006-12-23 | 2008-06-26 | Alzchem Trostberg Gmbh | Verwendung von wässrigen Guanidiniumformiat-Lösungen zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Abgasen von Fahrzeugen |
| US20090074641A1 (en) * | 2007-09-19 | 2009-03-19 | General Electric Company | Catalyst and method of manufacture |
| US20100143227A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | General Electric Company | MIXED CATALYST FOR NOx REDUCTION AND METHODS OF MANUFACTURE THEREOF |
| CN104513993A (zh) * | 2013-10-08 | 2015-04-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于有机胺型酸气吸收液的缓蚀剂 |
| CN104474814A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-04-01 | 河南省济源市济世药业有限公司 | 一种空气净化剂及其制备方法 |
| CN108404665A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-08-17 | 杨耀辉 | 车用尿素液及其制备方法 |
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