[发明专利]一种防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺中间产物生成的车用尿素及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺中间产物生成的车用尿素及其制备方法，包括如下步骤：1）在高温和高压下将高纯度的氨和二氧化碳依次通过在第一反应器、第二反应器中反应；将第二反应器的气体经过收集压缩后重新通过第一反应器，将第一反应器、第二反应器的液态尿素熔体流体收集；2）将液态尿素熔体闪蒸除去氨和CO₂后加入至温度为75～80℃的高纯水混匀后得到尿素饱和溶液，并收集闪蒸处理的气体通入所述第一反应器中；3）用孔径为0.2～0.5μm的滤膜对步骤2）的尿素水溶液进行过滤；4）将步骤3）得到的尿素饱和溶液置入多级液膜结晶釜。旨在解决现有的生产工艺存在生产效率低、利用率低和纯度低，生产成本高等问题。

技术领域

本发明涉及车用尿素溶液生产技术领域，具体的说是一种防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺中间产物生成的车用尿素及其制备方法。

背景技术

车用尿素是近几年发展起来的、适用于SCR系统(选择性催化还原系统)的高纯度尿素溶液，在高温(300℃以上)条件下，尿素溶液首先分解为氨气，在高温下，尿素溶液气化后分解产生NH₃，在催化剂作用下，NH₃与尾气中的NO_X反应生成无害的H₂O和N₂。

然而车用柴油机废气中氮氧化物、硫氧化物和烟尘等成分含量各不相同，尿素分解为NH₃过程中的中间产物异氰酸易于溶液中尿素或缩二脲反应，生成难以分解三聚氰酸，在更高温度下，三聚氰酸进一步缩合成三聚氰胺。未被分解的尿素、三聚氰酸和三聚氰胺等经过长期沉积附着在尾气管道、混合器及SCR催化剂上，影响了原有气体流畅性，进而导致SCR系统堵塞；SCR系统堵塞会直接导致汽车油耗增大，尾气排放恶化，严重时会造成发动机损坏。

因此急需一种可以抑制尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺中间产物的尿素，以提高NO_X的转化率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺中间产物生成的车用尿素及其制备方法，以解决现有的尿素NO_X的转化率低，汽车油耗增大、尾气排放不达标的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺中间产物生成的车用尿素，包括如下重量份组分，尿素10～13份、硫酸铵19～23份、乙醇胺4～7份、烷基葡萄糖苷0.5～1.5份、超纯水100份、纳米催化剂0.8～1份。

优选的，所述纳米催化剂制备方法如下：

1）取等质量的偏钒酸铵和柠檬酸，用去离子水配制成质量分数为0.9～1.0%溶液，按照溶液质量添加0.45～0.50%的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入纳米级WO₃/TiO₂混合物粉末，进行超声震荡20～45min，放入温控电炉中在550～560℃温度下高温焙烧1.5～2小时，然后自然冷却到室温后放入-5～-4℃冷冻20～30min；

2）将步骤1）得到的物质放入650～680℃加热20～30分钟后自然冷却到室温得到纳米催化剂。

一种防止尿素缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺中间产物生成的车用尿素的生产方法，包括如下的步骤：

1） 在高温和高压下将高纯度的氨和二氧化碳通过在170～175℃、2.5～3.0×10⁴kPa第一反应器、第二反应器中反应；将第二反应器的气体经过收集压缩后重新通过第一反应器，将第一反应器、第二反应器的液态尿素熔体流体收集；

2） 将液态尿素熔体在减压条件下闪蒸除去氨和CO₂后加入至温度为75～80℃的高纯水混匀后得到尿素饱和溶液，并收集闪蒸处理的气体通入所述第一反应器中；