一种车用尿素的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种车用尿素的制备方法，利用二氧化碳和氨气反应生成尿素，尿素经除杂和提纯后，取尿素溶液31~35%、硫酸铵19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超纯水42%~48%混合，搅拌均匀后过滤制得车用尿素。所制得的车用尿素的NOx转化率在85.5%~94%，在ESC、ETC工况下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合国IV排放标准要求；有效地防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等中间产物的生成，解决了SCR系统易堵塞的问题。本发明专利技术的车用尿素通过车用尿素管在SCR系统中进行传输，所采用的尿素管具有耐油、耐热、抗低温和抗老化的特性，使得车用尿素的传输得到可靠的保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，具体涉及一种车用尿素的制备方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，私家车越来越多，汽车排放的氮氧化物和颗粒物逐渐威胁着人类的身体健康和环境。车用尿素，作为SCR系统选择性催化的还原剂，在高温下（300℃以上）能够分解产生氨气，将氮氧化物还原成氮气和水。然而，尿素分解不完全，其在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲，在更高温度下，分解产生氨气并变为异氰酸，异氰酸易与溶液中未分解的尿素或中间产物缩二脲反应生成三聚氰酸，三聚氰酸进一步缩合成难以分解的三聚氰胺。这些未分解的尿素、三聚氰酸、三聚氰胺等沉积物容易导致SCR系统堵塞。因此，专利技术一种能够促进尿素分解并且中间产物含量低的车用尿素的制备方法是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术不足，提供一种车用尿素的制备方法。所制得的车用尿素的NOx转化率在85.5%~94%，在ESC、ETC工况下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合国IV排放标准要求；有效地防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等中间产物的生成，解决了SCR系统易堵塞的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种车用尿素的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将二氧化碳和氨气按摩尔比1:2加入尿素反应塔中于180℃、2.5×104kPa条件下反应40min，随后继续通入氨气，通入量与初始通入的二氧化碳的摩尔比为1:1，并将温度上升至200℃，升温速度为2℃/min，反应30min后，得到合成反应液，并除去其中未反应的氨以及未转化的甲铵；（2）将步骤（1）得到的反应液通过过滤器去除杂质并通过离子交换树脂柱去除溶液中的金属离子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31~35%、硫酸铵19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超纯水42%~48%混合，搅拌均匀后经0.6~1μm微孔滤膜过滤即得。所述超纯水的电阻率为18~20MΩ·cm。硫酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚的纯度均为分析纯。一种由上述制备方法制得的车用尿素，其通过车用尿素管在SCR系统中进行传输，所述车用尿素管是由按重量分数计的以下组分制成：丁腈橡胶30~40份、甲基乙烯基苯基硅橡胶22~28份、硬脂酸1~3份、氧化锌2~4份、碳酸钙5~8份、氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷0.6~0.8份、白炭黑10~12份、二硫化二异丁基秋兰姆0.1~0.3份、二硫化二苯并噻唑0.1~0.3份、N, N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.2~0.4份、防老剂RD 0.3~0.5份、石蜡0.1~0.2份和硫磺粉0.5~1份；所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为38wt%，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基含量为6.8wt%。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术中添加的硫酸铵呈酸性，在加热条件下会促进尿素分解产生氨气，而其本身在高温下也能分解产生氨气，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，NOx转化率在85.5%~94%，在ESC、ETC工况下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合国IV排放标准要求；（2）本专利技术制得的车用尿素有效地防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等中间产物的生成，解决了SCR系统易堵塞的问题；（3）本专利技术制得的车用尿素通过车用尿素管在SCR系统中进行传输，所采用的尿素管具有耐油、耐热、抗低温和抗老化的特性，经优异的配方设计，具有优异的物理机械性能和加工性，使得车用尿素的传输得到可靠的保障，性能参数如下：牢靠和耐渗透：≤1.5ccm/min不泄露，≤4.5ppm不渗透；体积膨胀：5.8%~6.5%；抗低温：在零下30℃以下回弹率>50%。（4）本专利技术的方法操作简单，原料易得，具有很大的可推广性。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不仅仅限于这些实施例。实施例1一种车用尿素的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将二氧化碳和氨气按摩尔比1:2加入尿素反应塔中于180℃、2.5×104kPa条件下反应40min，随后继续通入氨气，通入量与初始通入的二氧化碳的摩尔比为1:1，并将温度上升至200℃，升温速度为2℃/min，反应30min后，得到合成反应液，并除去其中未反应的氨以及未转化的甲铵；（2）将步骤（1）得到的反应液通过过滤器去除杂质并通过离子交换树脂柱去除溶液中的金属离子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31%、硫酸铵23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%和超纯水45.5%混合，搅拌均匀后经0.6μm微孔滤膜过滤即得。上述方法制得的车用尿素NOx转化率在85.5%，在ESC、ETC工况下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合国IV排放标准要求。所制得的车用尿素通过车用尿素管在SCR系统中进行传输，所述车用尿素管是由按重量分数计的以下组分制成：丁腈橡胶30份、甲基乙烯基苯基硅橡胶22份、硬脂酸1份、氧化锌2份、碳酸钙5份、氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷0.6份、白炭黑10份、二硫化二异丁基秋兰姆0.1份、二硫化二苯并噻唑0.1份、N, N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.2份、防老剂RD 0.3份、石蜡0.1份和硫磺粉0.5份；所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为38wt%，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基含量为6.8wt%。该车用尿素管的性能参数如下：牢靠和耐渗透：1.5ccm/min不泄露，4.5ppm不渗透；体积膨胀：6.5%；抗低温：在零下30℃以下回弹率58%。实施例2一种车用尿素的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将二氧化碳和氨气按摩尔比1:2加入尿素反应塔中于180℃、2.5×104kPa条件下反应40min，随后继续通入氨气，通入量与初始通入的二氧化碳的摩尔比为1:1，并将温度上升至200℃，升温速度为2℃/min，反应30min后，得到合成反应液，并除去其中未反应的氨以及未转化的甲铵；（2）将步骤（1）得到的反应液通过过滤器去除杂质并通过离子交换树脂柱去除溶液中的金属离子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液35%、硫酸铵19%、烷基酚聚氧乙烯醚1.5%和超纯水44.5%混合，搅拌均匀后经1μm微孔滤膜过滤即得。上述方法制得的车用尿素NOx转化率在88%，在ESC、ETC工况下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合国IV排放标准要求。所制得的车用尿素是通过车用尿素管在SCR系统中进行传输，所述车用尿素管是由按重量分数计的以下组分制成：丁腈橡胶40份、甲基乙烯基苯基硅橡胶28份、硬脂酸3份、氧化锌4份、碳酸钙8份、氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷0.8份、白炭黑12份、二硫化二异丁基秋兰姆0.3份、二硫化二苯并噻唑0.3份、N, N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.4份、防老剂RD 0.5份、石蜡0.2份和硫磺粉1份；所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为38wt%，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基含量为6.8wt%。该车用尿素管的性能参数如下：性能参数如下：牢靠和耐渗透：1.5ccm/min不泄露，4.5ppm不渗透；体积膨胀：6%；抗低温：在零下30℃以下回弹率55%。实施例3一种车用尿素的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将二氧化碳和氨气按摩尔比1:2加入尿素反应塔中于180℃、2.5×104kPa条件下反应40min，随后继续通入氨气，通入量与初始通入的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用尿素的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）将二氧化碳和氨气按摩尔比1:2加入尿素反应塔中于180℃、2.5×104kPa条件下反应40min，随后继续通入氨气，通入量与初始通入的二氧化碳的摩尔比为1:1，并将温度上升至200℃，升温速度为2℃/min，反应30min后，得到合成反应液，并除去其中未反应的氨以及未转化的甲铵；（2）将步骤（1）得到的反应液通过过滤器去除杂质并通过离子交换树脂柱去除溶液中的金属离子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31~35%、硫酸铵19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超纯水42%~48%混合，搅拌均匀后经0.6~1μm微孔滤膜过滤即得。

【技术特征摘要】
1.一种车用尿素的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）将二氧化碳和氨气按摩尔比1:2加入尿素反应塔中于180℃、2.5×104kPa条件下反应40min，随后继续通入氨气，通入量与初始通入的二氧化碳的摩尔比为1:1，并将温度上升至200℃，升温速度为2℃/min，反应30min后，得到合成反应液，并除去其中未反应的氨以及未转化的甲铵；（2）将步骤（1）得到的反应液通过过滤器去除杂质并通过离子交换树脂柱去除溶液中的金属离子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31~35%、硫酸铵19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超纯水42%~48%混合，搅拌均匀后经0.6~1μm微孔滤膜过滤即得。2.根据权利要求1所述的一种车用尿素的制备方法，其特征在于：所述超纯水的电阻率为18~20MΩ·cm。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：许江煌，
申请(专利权)人：许江煌，
类型：发明
国别省市：福建;35