[发明专利]一种改善低温性能的柴油尾气还原剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种改善低温性能的柴油尾气还原剂及其制备方法。

背景技术

2014年5月15日，国务院发布《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》，指出到2014 年年底之前，在全国供应国四标准车用柴油。2014年“十一”期间，包括江苏、福建、四川 等在内的多个省份，都发布了各自的国四油推广政策。工信部宣布从2015年1月1日起，全 国范围内的柴油车将强制执行国IV排放标准。随着车用柴油国IV排放标准的推广实施，国 内车用尿素市场发展迎来了新契机。尽管这一市场近几年刚刚起步，但国内需求潜力巨大， 车用尿素销量会迅速增长。

柴油发动机的主要污染排放物是NOx(氮氧化物)和PM(微粒)，我国由于国情、油品 等因素的影响，升级国四采用的是SCR路线。采取SCR技术路线的发动机在燃烧的过程中， 已通过技术手段使柴油充分燃烧从而达到有效控制PM排放量的目标，而NOx则需要在排气 的过程中将其还原为氮气(N₂)和水(H₂O)，这一过程必需的还原剂就是车用尿素溶液。尾气 从涡轮增压器出来后进入排气管，排气管上安装有尿素计量喷射装置，在温度达到300℃ ～500℃时喷入尿素溶液，在催化剂的作用下尿素(NH₂CONH₂)水解产生NH₃和CO₂，NH₃与NOx反应，生成氮气和水排出，同时吸收有害的烟气颗粒。

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SCR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。以尿素为氨源，加入改性剂改善冰点的现有专利比较多，但大多 含有晶体或粉末类的铵类物质，如甲酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵等，容易导致溶解不均匀，影 响溶液的整体稳定性，且增加工艺成本。当碳酸铵、碳酸氢铵的含量较高时，CO₂的检出量 易超标，且稳定性差，容易分解。此外，本发明所用的酰胺类改性剂不涉及现有专利的权利 要求。

发明内容

本发明的目的是采用新型改性剂降低车用尿素溶液的凝固点，制备一系列改善低温性能 的柴油车尾气处理剂，使其能适应不同地区春夏秋初冬季节使用。该酰胺类改性剂能与水混 溶，能与通常有机物混溶，制备方法简单，操作方便，因组成简单，未引入限制含量的成分， 故各项质量指标均合格。

一种改善低温性能的柴油尾气还原剂，由A、B、C三种组分组成：组分A为高纯水，组分B为 尿素，组分C为小分子液体酰胺类物质。组分A、组份B和组分C以一定的比例溶解、均匀混 合得到透明溶液。

溶液中，组分A质量分数为45％～70％，组分B质量分数为20％～35％，组分C质量分数为 5％～35％。

在工业级高纯水中加入专用尿素，充分搅拌溶解，然后添加酰胺类物质，充分搅拌混匀后 即得改善低温性能的柴油车尾气还原剂溶液。

组分C为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。

一种改善低温性能的柴油尾气还原剂的其制备方法，

(1)将高纯尿素加入已添加高纯水的圆底烧瓶中，用磨口塞封口后，加热至35℃～40℃， 搅拌至尿素完全溶解，溶液呈透明状；

(2)将步骤(1)所得溶液冷却至室温，加入小分子液体酰胺类物质，用磨口塞封口后， 搅拌至溶液完全混合均匀；

(3)将步骤(2)所得溶液用过滤精度为0.8pm的滤芯压力过滤，即得到本发明的改善低温 性能的尾气催化还原剂产品；