[發明專利]一種耐低溫車用尿素溶液的制備方法

在審

• 申請號: 201810309527.0
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108261922A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 薛向東;王文新;史玉玲
• 申請（專利權）人: 薛向東
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01D53/56;F01N3/20;B01J20/24;B01J20/30
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本發明涉及一種耐低溫車用尿素溶液的制備方法，屬于化學工藝技術領域。本發明利用高溫高壓蒸汽通過擴散作用，使纖維細胞內的冷凝水迅速蒸發膨脹，打破木質素包裹作用和纖維素結晶結構，顯著增加材料的孔隙率，再利用共價鍵將大豆蛋白質分子游離的氨基酸或者氨基團與海藻酸銨交聯，形成網狀空間結構，并通過在堿性條件下，大豆蛋白分子溶脹使分子結構松散，肽鏈伸展，疏水基團充分暴露，經過加熱變性處理沉積在材料的孔隙中，形成多層微纖維構成的具有粘性的多孔結構，并以其具有較大的比表面積和大量可以與金屬離子結合的活性位點，凈化尿素溶液，制得純凈的尿素溶液與降低水溶液凝固點的醋酸銨和氯化銨混合，改善尿素溶液的耐低溫性能。

技術領域

本發明涉及一種耐低溫車用尿素溶液的制備方法，屬于化學工藝技術領域。

背景技術

當前全球能源短缺，氣候變暖，環境保護形勢日益嚴峻。在此大背景下，柴油車排放的氮氧化物和顆粒物對人類健康及大氣環境的危害已引起了高度的關注。據報道，世界各國都致力于減少這兩項排放物的研究，包括提高燃油品質、實施機內凈化技術和尾氣后處理的機外凈化技術。就我國而言，實施的國“Ⅳ”排放標準意味著車輛尾氣的排放必須采用更為先進的技術。大量的試驗研究表明，選擇性催化還原技術是目前最適合柴油車的國Ⅳ排放解決方案，而這項技術必須利用尿素溶液對尾氣中的NO_X進行處理，因而車用尿素溶液成了國Ⅳ排放解決方案的必備產品。

車用尿素溶液的純度和潔凈度要求較高，相對于工業尿素，縮二脲、不溶物、鐵、硫化物、氯化物等的含量都有嚴格的要求。由于催化劑載體極易發生金屬離子中毒從而失去催化效果，因此車用尿素溶液必須使用電子行業一級超純水。目前車用尿素溶液一般由32.5％高純尿素和67.5％的超純水組成。這個濃度的尿素溶液結晶點最低，在低于-11℃的時候會結晶，實際使用中在-20℃時會完全上凍，使其在北方尤其是東北等冬季寒冷天氣下的使用受到限制。加入改性劑降低車用尿素溶液的凝固點是最方便和低成本的辦法，但由于SCR催化劑對車用尿素溶液純度和潔凈度的高要求，能明顯降低水溶液凝固點的金屬鹽不能使用，使得改性劑的選擇范圍非常有限，無機鹽基本只能選擇銨類物質，有機改性劑大多選擇胺類或酰胺類物質。因此，開發合格的高附加值車用尿素，不僅提供柴油車尾氣處理劑所需的原料，滿足國Ⅳ排放法規對于氮氧化物和顆粒物的限制，而且對石化化肥產品結構調整也具有積極意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有車用尿素溶液中含有的金屬離子使催化劑發生金屬離子中毒從而失去催化效果，且在低于-11℃的時候會結晶，實際使用中在-20℃時會完全上凍，使其在北方尤其是東北等冬季寒冷天氣下的使用受到限制的問題，提供了一種耐低溫車用尿素溶液的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種耐低溫車用尿素溶液的制備方法，具體制備步驟為：

（1）將柚子皮剝除外表皮后收集白色絮狀物，水洗風干后粉碎，過20目篩，得預處理柚子皮；

（2）將預處理柚子皮裝入蒸汽爆破罐中蒸汽爆破，再用熱水清洗后干燥，得蒸汽爆破處理柚子皮；

（3）取大豆蛋白粉、海藻酸銨、蒸汽爆破處理柚子皮加入去離子水中攪拌均勻，并加熱至70～80℃保溫反應1～2h，冷卻至室溫后用氨水調節pH至8.5～9.5，靜置1~2h后過濾，再用熱水清洗后干燥，得吸附材料；

（4）取尿素加入去離子水中，在45~55℃下以80~100r/min攪拌20~30min，再用規格為8~10μm的濾芯過濾去除不溶物后通過活性炭脫色機，去除有機雜質及有色物質，得預處理尿素溶液；

（5）向預處理尿素溶液中加入吸附材料，以300~500r/min攪拌20~30min，過濾去除固態雜質，再加入小分子液體醇類物質、醋酸銨、氯化銨，混合均勻得耐低溫車用尿素溶液。

步驟（1）中所述的柚子皮還可替換為堅果果殼、木薯渣、茶葉沫中的任意一種。