一种耐低温车用尿素溶液的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐低温车用尿素溶液的制备方法，属于化学工艺技术领域。本发明专利技术利用高温高压蒸汽通过扩散作用，使纤维细胞内的冷凝水迅速蒸发膨胀，打破木质素包裹作用和纤维素结晶结构，显著增加材料的孔隙率，再利用共价键将大豆蛋白质分子游离的氨基酸或者氨基团与海藻酸铵交联，形成网状空间结构，并通过在碱性条件下，大豆蛋白分子溶胀使分子结构松散，肽链伸展，疏水基团充分暴露，经过加热变性处理沉积在材料的孔隙中，形成多层微纤维构成的具有粘性的多孔结构，并以其具有较大的比表面积和大量可以与金属离子结合的活性位点，净化尿素溶液，制得纯净的尿素溶液与降低水溶液凝固点的醋酸铵和氯化铵混合，改善尿素溶液的耐低温性能。

Preparation of a urea solution for low temperature vehicle

The invention relates to a method for preparing a low temperature vehicle urea solution, which belongs to the chemical technology field. The invention makes use of high temperature and high pressure steam through diffusion to rapidly evaporate and dilate condensed water in fiber cells, break the lignin encapsulation and cellulose crystal structure, increase the porosity of the material, and then use covalent bonds to crosslink the free amino acids or amino groups of soybean protein molecules with ammonium alginate. The structure of net space, and through the alkaline conditions, the swelling of the soybean protein molecules loosened the molecular structure, the peptide chain stretched and the hydrophobic group was fully exposed, and the heat denatured treatment was heated to be deposited in the pores of the material to form a sticky porous structure composed of multilayer microfibers, with a larger specific surface area and larger size. It can be used to combine the active site with metal ions to purify the urea solution and make the pure urea solution mixed with ammonium acetate and ammonium chloride to reduce the freezing point of the water solution, and improve the low temperature resistance of the urea solution.

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温车用尿素溶液的制备方法
本专利技术涉及一种耐低温车用尿素溶液的制备方法，属于化学工艺

技术介绍
当前全球能源短缺，气候变暖，环境保护形势日益严峻。在此大背景下，柴油车排放的氮氧化物和颗粒物对人类健康及大气环境的危害已引起了高度的关注。据报道，世界各国都致力于减少这两项排放物的研究，包括提高燃油品质、实施机内净化技术和尾气后处理的机外净化技术。就我国而言，实施的国“Ⅳ”排放标准意味着车辆尾气的排放必须采用更为先进的技术。大量的试验研究表明，选择性催化还原技术是目前最适合柴油车的国Ⅳ排放解决方案，而这项技术必须利用尿素溶液对尾气中的NOX进行处理，因而车用尿素溶液成了国Ⅳ排放解决方案的必备产品。车用尿素溶液的纯度和洁净度要求较高，相对于工业尿素，缩二脲、不溶物、铁、硫化物、氯化物等的含量都有严格的要求。由于催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果，因此车用尿素溶液必须使用电子行业一级超纯水。目前车用尿素溶液一般由32.5％高纯尿素和67.5％的超纯水组成。这个浓度的尿素溶液结晶点最低，在低于-11℃的时候会结晶，实际使用中在-20℃时会完全上冻，使其在北方尤其是东北等冬季寒冷天气下的使用受到限制。加入改性剂降低车用尿素溶液的凝固点是最方便和低成本的办法，但由于SCR催化剂对车用尿素溶液纯度和洁净度的高要求，能明显降低水溶液凝固点的金属盐不能使用，使得改性剂的选择范围非常有限，无机盐基本只能选择铵类物质，有机改性剂大多选择胺类或酰胺类物质。因此，开发合格的高附加值车用尿素，不仅提供柴油车尾气处理剂所需的原料，满足国Ⅳ排放法规对于氮氧化物和颗粒物的限制，而且对石化化肥产品结构调整也具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有车用尿素溶液中含有的金属离子使催化剂发生金属离子中毒从而失去催化效果，且在低于-11℃的时候会结晶，实际使用中在-20℃时会完全上冻，使其在北方尤其是东北等冬季寒冷天气下的使用受到限制的问题，提供了一种耐低温车用尿素溶液的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种耐低温车用尿素溶液的制备方法，具体制备步骤为：（1）将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，水洗风干后粉碎，过20目筛，得预处理柚子皮；（2）将预处理柚子皮装入蒸汽爆破罐中蒸汽爆破，再用热水清洗后干燥，得蒸汽爆破处理柚子皮；（3）取大豆蛋白粉、海藻酸铵、蒸汽爆破处理柚子皮加入去离子水中搅拌均匀，并加热至70～80℃保温反应1～2h，冷却至室温后用氨水调节pH至8.5～9.5，静置1~2h后过滤，再用热水清洗后干燥，得吸附材料；（4）取尿素加入去离子水中，在45~55℃下以80~100r/min搅拌20~30min，再用规格为8~10μm的滤芯过滤去除不溶物后通过活性炭脱色机，去除有机杂质及有色物质，得预处理尿素溶液；（5）向预处理尿素溶液中加入吸附材料，以300~500r/min搅拌20~30min，过滤去除固态杂质，再加入小分子液体醇类物质、醋酸铵、氯化铵，混合均匀得耐低温车用尿素溶液。步骤（1）中所述的柚子皮还可替换为坚果果壳、木薯渣、茶叶沫中的任意一种。步骤（2）所述蒸汽爆破过程为向蒸汽爆破罐中通入1.5～2.5MPa温度为210～240℃水蒸汽，保持压力3～4min后瞬间打开蒸汽爆破罐阀门，泄压至常压后取出。步骤（3）中所述的大豆蛋白粉、海藻酸铵、蒸汽爆破处理柚子皮的重量份为100～120份大豆蛋白粉，25～30份海藻酸铵，200～300份蒸汽爆破处理柚子皮。步骤（4）中所述的尿素与去离子水的重量份为30~35份尿素，65~70份去离子水。步骤（5）中所述的吸附材料用量为尿素质量的8~17%。步骤（5）中所述的小分子液体醇类物质、醋酸铵、氯化铵的重量份为10~15份小分子液体醇类物质，3~5份醋酸铵，1~3份氯化铵。步骤（5）中所述的小分子液体醇类物质为甲醇、乙醇和乙二醇中的一种或两种以上。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术利用高温高压蒸汽通过扩散作用，渗透并浸润柚子皮的细胞壁，再突然降低压力，使纤维细胞内的冷凝水迅速蒸发膨胀，打破木质素包裹作用和纤维素结晶结构，显著增加材料的孔隙率，再利用共价键将大豆蛋白质分子游离的氨基酸或者氨基团与海藻酸铵交联，形成网状空间结构，并通过在碱性条件下，大豆蛋白分子溶胀使分子结构松散，肽链伸展，疏水基团充分暴露，经过加热变性处理沉积在材料的孔隙中，形成多层微纤维构成的具有粘性的多孔结构，并以其具有较大的比表面积和大量可以与金属离子结合的活性位点，如羟基、巯基、氨基、羧基、羰基等络合金属离子，净化尿素溶液，制得纯净的尿素溶液与降低水溶液凝固点的醋酸铵和氯化铵混合，改善尿素溶液的耐低温性能；（2）本专利技术生产的车用尿素溶液产品质量较好，且制备工艺简单，减少环境污染，相比现有的繁琐工艺，节约了企业的生产成本，具有较大的成本优势。具体实施方式将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，用去离子水洗涤2～3次后自然风干，并装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理柚子皮，取300～500g预处理柚子皮装入蒸汽爆破罐中，并向蒸汽爆破罐中通入1.5～2.5MPa温度为210～240℃水蒸汽，保持压力3～4min后瞬间打开蒸汽爆破罐阀门，泄压至常压后过滤得滤渣，用温度为80～85℃去离子水洗涤滤渣2～3次后置于干燥箱中，在60～80℃下干燥至恒重，得蒸汽爆破处理柚子皮，取100～120g大豆蛋白粉，25～30g海藻酸铵，200～300g蒸汽爆破处理柚子皮加入5～6L去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，并加热至70～80℃保温反应1～2h，冷却至室温后用质量分数为10%氨水调节pH至8.5～9.5，静置1~2h后过滤得滤饼，用温度为80～85℃去离子水洗涤滤饼2～3次并置于干燥箱中，在60～80℃下干燥至恒重，得吸附材料，取30~35g尿素，加入65~70mL去离子水中，在45~55℃下以80~100r/min搅拌20~30min，再用规格为8~10μm的滤芯过滤去除不溶物后通过活性炭脱色机，去除有机杂质及有色物质，得预处理尿素溶液，向预处理尿素溶液中加入3~5g吸附材料，以300~500r/min搅拌20~30min，过滤去除固态杂质得反应液，再向反应液中加入10~15g小分子液体醇类物质，3~5g醋酸铵，1~3g氯化铵，以300~400r/min搅拌10~20min，得耐低温车用尿素溶液。将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，用去离子水洗涤2次后自然风干，并装入粉碎机中粉碎，过20目筛，得预处理柚子皮，取300g预处理柚子皮装入蒸汽爆破罐中，并向蒸汽爆破罐中通入1.5MPa温度为210℃水蒸汽，保持压力3min后瞬间打开蒸汽爆破罐阀门，泄压至常压后过滤得滤渣，用温度为80℃去离子水洗涤滤渣2次后置于干燥箱中，在60℃下干燥至恒重，得蒸汽爆破处理柚子皮，取100g大豆蛋白粉，25g海藻酸铵，200g蒸汽爆破处理柚子皮加入5L去离子水中，以300r/min搅拌20min，并加热至70℃保温反应1h，冷却至室温后用质量分数为10%氨水调节pH至8.5，静置1~2h后过滤得滤饼，用温度为80℃去离子水洗涤滤饼2次并置于干燥箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，水洗风干后粉碎，过20目筛，得预处理柚子皮；（2）将预处理柚子皮装入蒸汽爆破罐中蒸汽爆破，再用热水清洗后干燥，得蒸汽爆破处理柚子皮；（3）取大豆蛋白粉、海藻酸铵、蒸汽爆破处理柚子皮加入去离子水中搅拌均匀，并加热至70～80℃保温反应1～2h，冷却至室温后用氨水调节pH至8.5～9.5，静置1~2h后过滤，再用热水清洗后干燥，得吸附材料；（4）取尿素加入去离子水中，在45~55℃下以80~100r/min搅拌20~30min，再用规格为8~10μm的滤芯过滤去除不溶物后通过活性炭脱色机，去除有机杂质及有色物质，得预处理尿素溶液；（5）向预处理尿素溶液中加入吸附材料，以300~500r/min搅拌20~30min，过滤去除固态杂质，再加入小分子液体醇类物质、醋酸铵、氯化铵，混合均匀得耐低温车用尿素溶液。

【技术特征摘要】
1.一种耐低温车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，水洗风干后粉碎，过20目筛，得预处理柚子皮；（2）将预处理柚子皮装入蒸汽爆破罐中蒸汽爆破，再用热水清洗后干燥，得蒸汽爆破处理柚子皮；（3）取大豆蛋白粉、海藻酸铵、蒸汽爆破处理柚子皮加入去离子水中搅拌均匀，并加热至70～80℃保温反应1～2h，冷却至室温后用氨水调节pH至8.5～9.5，静置1~2h后过滤，再用热水清洗后干燥，得吸附材料；（4）取尿素加入去离子水中，在45~55℃下以80~100r/min搅拌20~30min，再用规格为8~10μm的滤芯过滤去除不溶物后通过活性炭脱色机，去除有机杂质及有色物质，得预处理尿素溶液；（5）向预处理尿素溶液中加入吸附材料，以300~500r/min搅拌20~30min，过滤去除固态杂质，再加入小分子液体醇类物质、醋酸铵、氯化铵，混合均匀得耐低温车用尿素溶液。2.如权利要求1所述的一种耐低温车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的柚子皮还可替换为坚果果壳、木薯渣、茶叶沫中的任意一种。3.如权利要求1所述的一种耐低温车用尿素溶液的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向东，王文新，史玉玲，
申请(专利权)人：薛向东，
类型：发明
国别省市：江苏,32