[发明专利]一种防堵塞车用尿素溶液及其制备方法

说明书

本发明属于汽车尾气处理技术领域，具体说是一种防堵塞车用尿素溶液及其制备方法。其原料组成为为：尿素、高纯水、椰油酰胺丙基甜菜碱、酰胺基型羧酸盐型双子表面活性剂、聚乙烯吡咯烷酮、酚类的醇衍生物、聚环氧琥珀酸、蔗糖脂肪酸酯。制备方法为：(1)先对酚类的醇衍生物进行预处理；(2)将尿素与高纯水搅拌混合得到混合液，将混合液通过过滤器去除杂质，再通过离子交换树脂柱去除混合液中的金属离子得到尿素溶液；(3)取(2)制备得到的尿素溶液、椰油酰胺丙基甜菜碱、酰胺基型羧酸盐型双子表面活性剂、聚乙烯吡咯烷酮、预处理后的酚类的醇衍生物、聚环氧琥珀酸、蔗糖脂肪酸酯搅拌混合后过滤即得到车用尿素溶液。

技术领域

本发明属于汽车尾气处理技术领域，具体说是一种防堵塞车用尿素溶液及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是柴油机尾气中的主要有害物质，也是大气污染物的主要来源之一。随着排放标准的严格执行，如何降低柴油机NOx排放成为当前研究的重点。据研究表明，单靠机内净化系统很难满足排放的要求，必须同时辅以尾气后处理技术来控制污染物的排放。选择性催化还原(SCR)技术是被普遍认可并得到广泛推广的技术，能够满足我国国IV乘用车排放标准。该技术包括发动机内净化技术和后处理排放系统，能够将发动机排放尾气中的NOx减少30~50%左右。SCR技术所用的还原剂主要为车用尿素溶液。车用尿素溶液的尿素浓度对SCR系统的NOx转化率有直接影响，另外车用尿素溶液中的杂质含量也会对SCR系统有影响。车用尿素溶液中的杂质主要指醛类、缩二脲、不溶物、磷酸盐和金属离子。醛类和缩二脲易发生聚合作用，生成高分子物质堵塞管道和催化器骨架。不溶于水的杂质易堵塞喷嘴，损害气泵，影响喷雾效果，降低NOx转化率。在高温下不溶物燃烧产生的积碳可能堵塞催化器骨架。磷和金属离子浓度过高会使催化器中毒，降低催化器活性，特别是钾离子和钙离子。如果车用尿素溶液品质不好容易造成SCR催化系统以及尾气处理效果，造成严重的堵塞，影响NOx转化率，同时尾气排出不畅，会增加发动机的负载，大大降低发动机的寿命。

发明内容

本发明提供一种防堵塞车用尿素溶液及其制备方法，本发明制备得到的车用尿素溶液冰点低、分散性好，能够解决尿素分解不完全、分散性差、易结晶等问题，有效提高低排气温度下Nox转化率问题，能有效减少尾气处理过程中缩二脲、三聚氰酸等副产物的产生，防止SCR系统堵塞。

本发明的方案是通过这样实现的：

一种防堵塞车用尿素溶液，其各组成成分及其重量份数比为：尿素30~40份、高纯水60~80份、椰油酰胺丙基甜菜碱12~18份、酰胺基型羧酸盐型双子表面活性剂15~20份、聚乙烯吡咯烷酮3~4份、酚类的醇衍生物3~8份、聚环氧琥珀酸5~8份、蔗糖脂肪酸酯2~5份。

作为本发明的进一步改进，所述的酰胺基型羧酸盐型双子表面活性剂制备方法为：按照摩尔质量比为1.0:2.5~2.8：0.2取N,N-二甲基丙二胺、乙二胺四乙酸二酐、三乙胺，将N,N-二甲基丙二胺、三乙胺溶解于四氢呋喃中置于三颈瓶中，将乙二胺四乙酸二酐平均分成三份，再分批加入三颈瓶中，在50~65℃下反应18~20h,反应结束后将反应液置于旋转蒸发仪中蒸发除去四氢呋喃，然后水洗3~5次除去未反应的乙二胺四乙酸二酐，冷却减压抽滤分离出粗品，再用乙醇、甲醇混合溶剂重结晶，即得到酰胺基型羧酸盐型双子表面活性剂。

作为本发明的进一步改进，所述的酚类的醇衍生物为邻羟基苯甲醇、对羟基苯乙醇、芥子醇、香豆醇和松柏醇中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述的高纯水电阻率为18~20MΩ·cm。

一种制备防堵塞车用尿素溶液的方法，包括以下步骤：