一种耐低温抗结晶尿素及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种耐低温抗结晶尿素及其制备方法与应用，涉及汽车尾气处理技术领域。本发明专利技术所述耐低温抗结晶尿素由纯净水、尿素、防冻剂、抗结晶剂构成。本发明专利技术通过提纯处理后的尿素与防冻剂、抗结晶剂相结合，使尿素的耐低温性能和抗结晶性能显著提升，且本发明专利技术的耐低温抗结晶尿素制备工艺简单、成本低、用量低，具有良好的实用价值和经济价值。具有良好的实用价值和经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温抗结晶尿素及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及汽车尾气处理
，尤其涉及一种耐低温抗结晶尿素及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]选择性催化还原技术(SCR)是针对汽车尾气排放中NO
x
的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NO
x
还原成N2和H2O。反应过程中尿素水解产生氨气，与汽车尾气中氮氧化物反应，生成水和氮气，从而减少柴油车尾气中一氧化氮、二氧化氮的排放。作用原理如下：
[0003]CO(NH2)2+H2O
→
2HN3+CO2[0004]4NO+4NH3+O2→
4N2+6H2O
[0005]4NO2+4NH3→
4N2+6H2O+O2[0006]因此，尿素溶液是SCR系统不可缺少的一种物料。随着排放法规越来越严格，车辆加装尾气处理装置是必不可少。然而尿素在使用过程出现了以下问题：
[0007](1)冰点：国家标准中，尿素溶液的冰点只有零下11
‑
12度，当车辆去往寒冷地区时，尿素溶液在低温情况下出现结晶。需要改换原有装置，或加装保温装备来克服上述问题，给其应用带来许多麻烦；
[0008](2)尿素结晶：由于SCR系统喷射出的尿素溶液与管壁接触点的温度，只有保证尿素溶液喷出后与管壁的接触点具有足够高的温度，使得尿素溶液充分的蒸发，才能防止管道壁面结晶的产生，提高尿素溶液的蒸发和热解速率促进尾气和尿素溶液的充分混合，提高整个系统的催化转化率；
[0009](3)使用劣质柴油，劣质燃油燃烧后产生较多的胶质物吸附在SCR箱滤网表层，导致尿素反应效率降低，喷进去的尿素溶液不能完全反应；
[0010](4)不溶物过高：SCR系统中尿素泵的进液系统，液位传感器滤网、尿素泵的进液滤网、尿素泵滤芯不溶物过高导致一些配件运行时间降低并造成堵塞；
[0011](5)尿素泵清空运行时，车辆停车后，清空或回吸不彻底，会有尿素溶液残留，在高温的环境下,迅速蒸发尿素溶液中的水分，呈现尿素晶体，造成晶体堵塞喷嘴和管道。
[0012]因此，如何制备一种耐低温、用量低、具备良好抗结晶性能的SCR系统用尿素是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0013]为解决上述问题，本专利技术提供了一种耐低温抗结晶尿素，由以下重量份的原料组成：
[0014]纯净水50
‑
70份，
[0015]提纯尿素15
‑
25份，
[0016]防冻剂15
‑
30份，
[0017]抗结晶剂0.5
‑
2份。
[0018]进一步地，所述提纯尿素由高纯车用尿素再次提纯制得，方法如下：将高纯车用尿素加入加热设备中，加入纯净水，温度升至70
‑
75℃，将尿素与水按重量比为1.5
‑
2:1的比例加入，充分搅拌4h至尿素充分溶解，使尿素在水溶液中发生水解，搅拌结束后将设备降温至20
‑
30℃，尿素重结晶后分离，得到所述提纯尿素。
[0019]经上述处理后的尿素纯度大幅提高，经检测，其中缩二脲含量＜0.05wt％，不溶物含量＜8mg/kg，钾、铁、铝、镁含量总和＜0.2mg/kg，铜、锌、铬、镍含量总和＜0.1mg/kg，未检出含硫化合物、氯化物、硝酸盐。
[0020]进一步地，所述防冻剂为甲酸胺、甲酰胺、乙醇、丙二醇中的一种或几种。
[0021]进一步地，所述防冻剂由甲酸胺15
‑
22份、甲酰胺3
‑
5份、乙醇2
‑
5份、丙二醇3
‑
5份构成。
[0022]进一步地，所述防冻剂由甲酸胺22份、甲酰胺3份、乙醇2份、丙二醇2份构成。
[0023]进一步地，所述抗结晶剂由表面活性剂、润湿剂、分散剂构成。
[0024]进一步地，所述抗结晶剂由表面活性剂0.2
‑
1份、润湿剂0.2
‑
1份、分散剂0.1
‑
0.6份构成。
[0025]进一步地，所述抗结晶剂由表面活性剂0.5份、润湿剂0.3份、分散剂0.4份构成。
[0026]进一步地，所述表面活性剂为癸炔二醇，所述润湿剂为脂肪醇与环氧乙烷缩合物，所述分散剂为聚丙二醇单丁醚BPPG。
[0027]本专利技术的另一个目的是提供所述耐低温抗结晶尿素的制备方法，步骤如下：
[0028]将纯净水升温至45
‑
55℃，投入提纯尿素并搅拌1h至尿素充分溶解成透明液体且无沉淀和悬浮物，搅拌完成后，加入防冻剂继续搅拌，待防冻剂充分溶解后加入抗结晶剂并搅拌至充分溶解，经过滤器过滤后得到成品耐低温抗结晶尿素。
[0029]进一步地，所述过滤器滤网的过滤直径低于0.3μm且不为0。
[0030]本专利技术还提供了所述耐低温抗结晶尿素在车用SCR系统中的应用。
[0031]本专利技术利用癸炔乙醇降低尿素溶液分子间张力，提高其分散性，增强尿素溶液在尾气处理的雾化效果，使尿素分子稳定长效地分布于水溶液和尾气处理系统，可达到节省溶液喷射量的效果；本专利技术通过车用高纯尿素进行处理并结合特有的抗结晶剂，达到了改变尿素结晶密度的效果，使尿素结晶处于蓬松状态，当尿素泵再次工作时，结晶可快速溶解；本专利技术的抗结晶剂能够溶解粘附在滤网上的汽车尾气中带来的部分未完全燃烧的燃油和少量润滑油，保持SCR系统清洁，以便更好地发生还原反应。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0033]本专利技术的耐低温抗结晶尿素具有良好的耐低温性能和抗结晶性能，能够在较低环境下使用(最低使用温度可达
‑
30℃)，不会有管道堵塞等问题发生，且本专利技术的耐低温抗结晶尿素制备工艺简单、成本低、用量低，适用于国四、国五、欧四、欧五带有SCR系统的柴油车辆，使用后的汽车尾气完全满足排放标准，具有良好的实用价值和经济价值。
具体实施方式
[0034]本专利技术提供了一种耐低温抗结晶尿素，由以下重量份的原料组成：
[0035]纯净水50
‑
70份，
[0036]提纯尿素15
‑
25份，
[0037]防冻剂15
‑
30份，
[0038]抗结晶剂0.5
‑
2份。
[0039]在一个实施例中，所述提纯尿素由高纯车用尿素再次提纯制得，方法如下：将高纯车用尿素加入加热设备中，加入纯净水，温度升至70
‑
75℃，将尿素与水按重量比为1.5
‑
2:1的比例加入，充分搅拌4h至尿素充分溶解，使尿素在水溶液中发生水解，搅拌结束后将设备降温至20
‑
30℃，尿素重结晶后分离，得到所述提纯尿素。
[0040]在一个实施例中，所述防冻剂为甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐低温抗结晶尿素，其特征在于，由以下重量份的原料组成：纯净水50
‑
70份，提纯尿素15
‑
25份，防冻剂15
‑
30份，抗结晶剂0.5
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种耐低温抗结晶尿素，其特征在于，所述提纯尿素由高纯车用尿素再次提纯制得，方法如下：将高纯车用尿素加入加热设备中，加入纯净水，温度升至70
‑
75℃，将尿素与水按重量比为1.5
‑
2:1的比例加入，充分搅拌4h至尿素充分溶解，使尿素在水溶液中发生水解，搅拌结束后将设备降温至20
‑
30℃，尿素重结晶后分离，得到所述提纯尿素。3.根据权利要求1所述的一种耐低温抗结晶尿素，其特征在于，所述防冻剂由甲酸胺15
‑
22份、甲酰胺3
‑
5份、乙醇2
‑
5份、丙二醇3
‑
5份构成。4.根据权利要求3所述的一种耐低温抗结晶尿素，其特征在于，所述防冻剂由甲酸胺22份、甲酰胺3份、乙醇2份、丙二醇2份构成。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春耕，
申请(专利权)人：北京盛鑫和谐润滑油脂有限公司，
类型：发明
国别省市：