一種車用尿素的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種車用尿素的制備方法，利用二氧化碳和氨氣反應生成尿素，尿素經除雜和提純后，取尿素溶液31~35%、硫酸銨19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超純水42%~48%混合，攪拌均勻后過濾制得車用尿素。所制得的車用尿素的NOx轉化率在85.5%~94%，在ESC、ETC工況下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合國IV排放標準要求；有效地防止尿素縮二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等中間產物的生成，解決了SCR系統易堵塞的問題。本發明專利技術的車用尿素通過車用尿素管在SCR系統中進行傳輸，所采用的尿素管具有耐油、耐熱、抗低溫和抗老化的特性，使得車用尿素的傳輸得到可靠的保障。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化工領域，具體涉及一種車用尿素的制備方法。
技術介紹
隨著人們生活水平的提高，私家車越來越多，汽車排放的氮氧化物和顆粒物逐漸威脅著人類的身體健康和環境。車用尿素，作為SCR系統選擇性催化的還原劑，在高溫下（300℃以上）能夠分解產生氨氣，將氮氧化物還原成氮氣和水。然而，尿素分解不完全，其在高溫下可進行縮合反應，生成縮二脲、縮三脲，在更高溫度下，分解產生氨氣并變為異氰酸，異氰酸易與溶液中未分解的尿素或中間產物縮二脲反應生成三聚氰酸，三聚氰酸進一步縮合成難以分解的三聚氰胺。這些未分解的尿素、三聚氰酸、三聚氰胺等沉積物容易導致SCR系統堵塞。因此，專利技術一種能夠促進尿素分解并且中間產物含量低的車用尿素的制備方法是非常有意義的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術不足，提供一種車用尿素的制備方法。所制得的車用尿素的NOx轉化率在85.5%~94%，在ESC、ETC工況下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合國IV排放標準要求；有效地防止尿素縮二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等中間產物的生成，解決了SCR系統易堵塞的問題。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種車用尿素的制備方法，具體包括以下步驟：（1）將二氧化碳和氨氣按摩爾比1:2加入尿素反應塔中于180℃、2.5×104kPa條件下反應40min，隨后繼續通入氨氣，通入量與初始通入的二氧化碳的摩爾比為1:1，并將溫度上升至200℃，升溫速度為2℃/min，反應30min后，得到合成反應液，并除去其中未反應的氨以及未轉化的甲銨；（2）將步驟（1）得到的反應液通過過濾器去除雜質并通過離子交換樹脂柱去除溶液中的金屬離子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31~35%、硫酸銨19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超純水42%~48%混合，攪拌均勻后經0.6~1μm微孔濾膜過濾即得。所述超純水的電阻率為18~20MΩ·cm。硫酸銨和烷基酚聚氧乙烯醚的純度均為分析純。一種由上述制備方法制得的車用尿素，其通過車用尿素管在SCR系統中進行傳輸，所述車用尿素管是由按重量分數計的以下組分制成：丁腈橡膠30~40份、甲基乙烯基苯基硅橡膠22~28份、硬脂酸1~3份、氧化鋅2~4份、碳酸鈣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、二硫化二異丁基秋蘭姆0.1~0.3份、二硫化二苯并噻唑0.1~0.3份、N, N-二環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.2~0.4份、防老劑RD 0.3~0.5份、石蠟0.1~0.2份和硫磺粉0.5~1份；所述丁腈橡膠中丙烯腈的含量為38wt%，所述甲基乙烯基苯基硅橡膠中苯基含量為6.8wt%。本專利技術的有益效果在于：（1）本專利技術中添加的硫酸銨呈酸性，在加熱條件下會促進尿素分解產生氨氣，而其本身在高溫下也能分解產生氨氣，與尿素分解產生的氨氣發揮協同作用，使得催化還原氮氧化物的轉化率大大提高，NOx轉化率在85.5%~94%，在ESC、ETC工況下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合國IV排放標準要求；（2）本專利技術制得的車用尿素有效地防止尿素縮二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等中間產物的生成，解決了SCR系統易堵塞的問題；（3）本專利技術制得的車用尿素通過車用尿素管在SCR系統中進行傳輸，所采用的尿素管具有耐油、耐熱、抗低溫和抗老化的特性，經優異的配方設計，具有優異的物理機械性能和加工性，使得車用尿素的傳輸得到可靠的保障，性能參數如下：牢靠和耐滲透：≤1.5ccm/min不泄露，≤4.5ppm不滲透；體積膨脹：5.8%~6.5%；抗低溫：在零下30℃以下回彈率>50%。（4）本專利技術的方法操作簡單，原料易得，具有很大的可推廣性。具體實施方式以下結合具體實施例對本專利技術做進一步說明，但本專利技術不僅僅限于這些實施例。實施例1一種車用尿素的制備方法，具體包括以下步驟：（1）將二氧化碳和氨氣按摩爾比1:2加入尿素反應塔中于180℃、2.5×104kPa條件下反應40min，隨后繼續通入氨氣，通入量與初始通入的二氧化碳的摩爾比為1:1，并將溫度上升至200℃，升溫速度為2℃/min，反應30min后，得到合成反應液，并除去其中未反應的氨以及未轉化的甲銨；（2）將步驟（1）得到的反應液通過過濾器去除雜質并通過離子交換樹脂柱去除溶液中的金屬離子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31%、硫酸銨23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%和超純水45.5%混合，攪拌均勻后經0.6μm微孔濾膜過濾即得。上述方法制得的車用尿素NOx轉化率在85.5%，在ESC、ETC工況下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合國IV排放標準要求。所制得的車用尿素通過車用尿素管在SCR系統中進行傳輸，所述車用尿素管是由按重量分數計的以下組分制成：丁腈橡膠30份、甲基乙烯基苯基硅橡膠22份、硬脂酸1份、氧化鋅2份、碳酸鈣5份、氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷0.6份、白炭黑10份、二硫化二異丁基秋蘭姆0.1份、二硫化二苯并噻唑0.1份、N, N-二環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.2份、防老劑RD 0.3份、石蠟0.1份和硫磺粉0.5份；所述丁腈橡膠中丙烯腈的含量為38wt%，所述甲基乙烯基苯基硅橡膠中苯基含量為6.8wt%。該車用尿素管的性能參數如下：牢靠和耐滲透：1.5ccm/min不泄露，4.5ppm不滲透；體積膨脹：6.5%；抗低溫：在零下30℃以下回彈率58%。實施例2一種車用尿素的制備方法，具體包括以下步驟：（1）將二氧化碳和氨氣按摩爾比1:2加入尿素反應塔中于180℃、2.5×104kPa條件下反應40min，隨后繼續通入氨氣，通入量與初始通入的二氧化碳的摩爾比為1:1，并將溫度上升至200℃，升溫速度為2℃/min，反應30min后，得到合成反應液，并除去其中未反應的氨以及未轉化的甲銨；（2）將步驟（1）得到的反應液通過過濾器去除雜質并通過離子交換樹脂柱去除溶液中的金屬離子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液35%、硫酸銨19%、烷基酚聚氧乙烯醚1.5%和超純水44.5%混合，攪拌均勻后經1μm微孔濾膜過濾即得。上述方法制得的車用尿素NOx轉化率在88%，在ESC、ETC工況下，NOx、CO、NMHC、PM排放均符合國IV排放標準要求。所制得的車用尿素是通過車用尿素管在SCR系統中進行傳輸，所述車用尿素管是由按重量分數計的以下組分制成：丁腈橡膠40份、甲基乙烯基苯基硅橡膠28份、硬脂酸3份、氧化鋅4份、碳酸鈣8份、氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷0.8份、白炭黑12份、二硫化二異丁基秋蘭姆0.3份、二硫化二苯并噻唑0.3份、N, N-二環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.4份、防老劑RD 0.5份、石蠟0.2份和硫磺粉1份；所述丁腈橡膠中丙烯腈的含量為38wt%，所述甲基乙烯基苯基硅橡膠中苯基含量為6.8wt%。該車用尿素管的性能參數如下：性能參數如下：牢靠和耐滲透：1.5ccm/min不泄露，4.5ppm不滲透；體積膨脹：6%；抗低溫：在零下30℃以下回彈率55%。實施例3一種車用尿素的制備方法，具體包括以下步驟：（1）將二氧化碳和氨氣按摩爾比1:2加入尿素反應塔中于180℃、2.5×104kPa條件下反應40min，隨后繼續通入氨氣，通入量與初始通入的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種車用尿素的制備方法，其特征在于：具體包括以下步驟：（1）將二氧化碳和氨氣按摩爾比1:2加入尿素反應塔中于180℃、2.5×104kPa條件下反應40min，隨后繼續通入氨氣，通入量與初始通入的二氧化碳的摩爾比為1:1，并將溫度上升至200℃，升溫速度為2℃/min，反應30min后，得到合成反應液，并除去其中未反應的氨以及未轉化的甲銨；（2）將步驟（1）得到的反應液通過過濾器去除雜質并通過離子交換樹脂柱去除溶液中的金屬離子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31~35%、硫酸銨19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超純水42%~48%混合，攪拌均勻后經0.6~1μm微孔濾膜過濾即得。

【技術特征摘要】
1.一種車用尿素的制備方法，其特征在于：具體包括以下步驟：（1）將二氧化碳和氨氣按摩爾比1:2加入尿素反應塔中于180℃、2.5×104kPa條件下反應40min，隨后繼續通入氨氣，通入量與初始通入的二氧化碳的摩爾比為1:1，并將溫度上升至200℃，升溫速度為2℃/min，反應30min后，得到合成反應液，并除去其中未反應的氨以及未轉化的甲銨；（2）將步驟（1）得到的反應液通過過濾器去除雜質并通過離子交換樹脂柱去除溶液中的金屬離子，得到尿素溶液；（3）取尿素溶液31~35%、硫酸銨19%~23%、烷基酚聚氧乙烯醚0.5%~1.5%和超純水42%~48%混合，攪拌均勻后經0.6~1μm微孔濾膜過濾即得。2.根據權利要求1所述的一種車用尿素的制備方法，其特征在于：所述超純水的電阻率為18~20MΩ·cm。3.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許江煌，
申請(專利權)人：許江煌，
類型：發明
國別省市：福建;35