[發(fā)明專利]一種高純車用尿素溶液的制備方法及其系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011059602.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112090278A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李豐登;孫長城;桑書梅
• 申請（專利權(quán)）人: 河南弘康環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01D53/56;C07C273/04;C07C275/00;F01N3/20
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 陳玄

本發(fā)明公開了一種高純車用尿素溶液的制備方法及其系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有生產(chǎn)工藝存在生產(chǎn)效率低、利用率低和純度低，生產(chǎn)成本高等問題；其包括如下步驟：1）在高溫和高壓下將高純度的氨和二氧化碳依次通過在第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器中反應(yīng)；將第二反應(yīng)器的氣體經(jīng)過收集壓縮后重新通過第一反應(yīng)器，將第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器的液態(tài)尿素熔體流體收集；2）將液態(tài)尿素熔體閃蒸除去氨和CO2后加入至溫度為75～80℃的高純水混勻后得到尿素飽和溶液，并收集閃蒸處理的氣體通入所述第一反應(yīng)器中；3）用孔徑為0.2～0.5μm的濾膜對步驟2）的尿素水溶液進(jìn)行過濾；4）將步驟3）得到的尿素飽和溶液置入多級液膜結(jié)晶釜；本發(fā)明的制備方法產(chǎn)量高及純度高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車用尿素溶液生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高純車用尿素溶液的制備方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

車用尿素的純度要求很高，普通的尿素因純度低、雜質(zhì)含量高不能滿足車用尿素用水的要求。車用尿素是近幾年發(fā)展起來的、適用于SCR系統(tǒng)的高純度尿素溶液，在高溫(300℃以上)條件下，尿素溶液首先分解為氨氣，然后在特種催化劑的作用下，氨氣與柴油車尾氣中的氮氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)夂退瑥亩沟趸锏呐欧帕窟_(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。公開號為CN104289106A采用尿素一級冷卻結(jié)晶，雖達(dá)到所需純度，但對原料純度要求較高，適用于有較好預(yù)處理技術(shù)的尿素生產(chǎn)工廠，不能廣泛適；申請?zhí)枮镃N201610005408.7，一種高純車用尿素溶液的制備方法及系統(tǒng)，通過在保持尿素飽和溶液與冷段的溫差為30～50℃，生產(chǎn)工藝存在生產(chǎn)效率低及純度低，生產(chǎn)成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高純車用尿素溶液的制備方法，以解決提供一種高的轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)效率、高純度的車用尿素。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種高純車用尿素溶液的制備方法，包括如下的步驟：

1） 在高溫和高壓下將高純度的氨和二氧化碳依次通過在第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器中反應(yīng)；將第二反應(yīng)器的氣體經(jīng)過收集壓縮后重新通過第一反應(yīng)器，將第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器的液態(tài)尿素熔體流體收集；

2） 將液態(tài)尿素熔體閃蒸除去氨和CO₂后加入至溫度為75～80℃的高純水混勻后得到尿素飽和溶液，并收集閃蒸處理的氣體通入所述第一反應(yīng)器中；

3） 用孔徑為0.2～0.5μm的濾膜對步驟2）的尿素水溶液進(jìn)行過濾；

4） 將步驟3）得到的尿素飽和溶液置入多級液膜結(jié)晶釜。

優(yōu)選的，在所述步驟2）中，液態(tài)尿素熔體中的置于供熱、減壓、閃蒸條件下使氨基甲酸銨逐步分解。

優(yōu)選的，所述減壓是將壓力減至0.10～14MPa。

優(yōu)選的，所述多級液膜結(jié)晶釜包括4段溫度逐級降低的冷段，每個冷段的溫度差至少為10攝氏度，尿素飽和溶液與第一冷段的溫差為30～50℃。

優(yōu)選的，在步驟4）中，將從結(jié)晶釜中的過濾液分別單獨(dú)收集，引入下一級的結(jié)晶釜。

一種上述的高純車用尿素溶液的系統(tǒng)，包括氨氣儲存罐和二氧化碳儲存罐，所述氨氣儲存罐和二氧化碳儲存罐均依次連通第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器、飽和尿素溶液儲罐、閃蒸設(shè)備、冷卻設(shè)備、膜過濾設(shè)備、多級液膜結(jié)晶釜和尿素溶液儲罐；所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器均與蒸餾水儲罐相連通，多級液膜結(jié)晶釜內(nèi)設(shè)有攪拌裝置和冷卻裝置，所述多級液膜結(jié)晶釜與濾液回收罐相連通。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

本發(fā)明制備方法制備的尿素純度顯著高于現(xiàn)有的車用尿素，并且在尿素生產(chǎn)能力和減少能源消耗方面作用明顯，采用本發(fā)明的制備方法制備的尿素可以節(jié)約近三分之一的成本。整個工藝可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。普通和農(nóng)業(yè)尿素和地下水作為原料得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的車用尿素水溶液。