[发明专利]一种车用尿素的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及车用尿素的制备方法，属于化工领域。

背景技术

车用尿素为还原剂的SCR（Selective Catalytic Reduction，即选择性催化还原）系统是利用车用尿素水溶液与重型卡车、客车等柴油车尾气中的氮氧化物反应生成N₂和H₂O来净化尾气，使其排出的氮氧化物达到国Ⅳ排放标准甚至更高排放标准的一种新型技术。车用尿素工作原理是把车用尿素添加到SCR系统，在高温环境中（温度高于300℃），尿素分解成NH₃，再加上催化剂（一般为V₂O₅-TiO₂、Ag-Al₂O₃、Cu-Zeolite等系列）的作用，尾气中的NO_X能迅速与NH₃气反应生成N₂气和H₂O。柴油机的排气温度一般在300～500℃，满足了NO_X氮氧还原所需的温度条件。

然而，车用尿液的纯度要求很高，普通的尿素，或者尿液满足不了车用尿素对高洁净度的要求，自来水中某些杂质含量也远超过车用尿素标准，显然，尿液的提纯和水处理是配制车用尿素的关键，本发明利用普通尿素车间尿液在不同温度段下分段结晶来去除生产中带入的杂质，得到高纯度的尿素，把工业脱盐水或深层地表水通过反渗透膜装置获得纯净水，二者经过一定比例的混合，可以得到符合相关标准的车用尿液。

然而尿素纯化过程中，由于尿液中含有大量的杂质，不同的杂质理化性质不同。如何除去理化性质不同的杂质，以制备高纯度尿素成为本领域技术人员无法回避的问题。

发明内容

本发明的技术先进性在于充分利用尿素厂家其大量高温尿液，除去分段结晶中含有杂质的高温段结晶，获得洁净的低温段结晶，不需要额外的能量，就能实现操作；水处理也是利用公用工程的脱盐水通过反渗透膜一次得到，该工艺可操作性强，安全，环保，经济。

本发明所采用如下技术方案：

本发明的技术先进性在于充分利用尿素厂家其大量高温尿液，除去分段结晶中含有杂质的高温段结晶，获得洁净的低温段结晶，不需要额外的能量，就能实现操作，该工艺可操作性强，安全，环保，经济。

普通尿素生产过程中含有的少量杂质如缩二脲等对一般工业生产或农业生产影响不大。但是对于要求纯度更高的车用尿素液的生产来说，即使含有少量的杂质也会对最终的产品及使用效果带来实质性的影响。因此，本发明的目的就是除去不同方法合成尿素所带来的各种不同杂质，并且在一次工艺中就可以快速完成，同时还可以减少能量的消耗。所述的尿液指尿素溶液。

为达到上述目的，本发明所采用如下技术方案：

（1）将尿液通过一、二、三级结晶器，去除一、二级结晶器温度段的结晶，保留三级温度段的结晶；

（2）把三级温度段获得的结晶溶解于热的脱盐水中，连续搅拌；

（3）控制温度，把上述溶液冷却结晶；

（4）将获得的尿素和纯净水按一定的比例配制即可。

所述的纯化水可以是购买的纯净水，也可以通过工业脱盐水通过反渗透膜装置获得。

在工业化大生产中，上述购买的纯净水显然是增加产品的成本的，因此优选的以工业脱盐水通过渗透方法制备可以降低生产成本。

现有技术通过渗透或其他方法获得的纯净水虽然能够降低生产成本，但是在将水进行纯化后再与纯化的尿素混合，会降低生产效率，单位时间内产量低。为解决这一难题，发明人对现有设备进行了改进，其结果出人意料的好，生产效率极大提高，并且最终的产物能够达到规定的标准。

优选的，所述的车用尿素制备方法如下：

A. 把工业脱盐水通过反渗透膜装置进入一级结晶溶解搅拌槽和尿素晶体混合，然后进入四级结晶器结晶；

B. 将四级结晶和渗透后的水按一定的比例在二级结晶溶解搅拌槽里搅拌，配制而成车用尿素溶液。

步骤（1）所述的结晶器采用不锈钢材质，附带保温设备，控温设备；

步骤（1）所述的一二级结晶器温度差为5～12℃；优选的，温差为10℃；

步骤（1）所述的一级结晶器的结晶温度为75～85℃；所述的尿液从一级结晶器进入到二级结晶器时的结晶温度控制在65～75℃；