專利名稱：尿素溶液的添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類化合物Cx+1H2x+3 (C2H4O) y0H中的化合物作為尿素溶液的添加劑用于催化轉(zhuǎn)化器的用途。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的主要的廢氣后處理技術(shù)為選擇性催化還原法(SCR)。在SCR技術(shù)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒中形成的有毒的氮氧化物通過(guò)還原轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退肿印?2. 5%的尿素水溶液作為還原劑放置在與催化轉(zhuǎn)化器相連的儲(chǔ)槽中，該還原劑在所述催化轉(zhuǎn)化器工作之前注入并隨后在所述催化轉(zhuǎn)化器中分解為氨。氨與所述氮氧化物反應(yīng)如
下Ν0χ+ΝΗ3 — Ν2+Η20然而，這種技術(shù)不是完善的。代替形成氨，尿素可能轉(zhuǎn)化為各種其它的產(chǎn)物，該產(chǎn)物形成可能堵塞或破壞所述催化轉(zhuǎn)化器的硬的沉淀物和結(jié)塊。目前市場(chǎng)上已經(jīng)存在設(shè)計(jì)用來(lái)防止結(jié)塊形成的添加劑。然而，這些添加劑在室溫下與所述尿素溶液不可混合，因此所述添加劑和所述尿素的初步混合必須在工廠中進(jìn)行。而且，當(dāng)前市場(chǎng)上的添加劑分解為產(chǎn)生難溶的沉淀物的產(chǎn)物。本發(fā)明涉及的添加劑在室溫下可與所述尿素溶液混合，并且不會(huì)分解為可能產(chǎn)生沉淀物的產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了與下面描述的專利申請(qǐng)要求的區(qū)別特征相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)下面限定的一類化合物，此類化合物加速尿素轉(zhuǎn)化為氨并因此阻止結(jié)塊形成的危險(xiǎn)發(fā)生。實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)向所述尿素溶液中僅加入少量(<0. 1%)這類化合物中的一種化合物，就能幾乎消除所述催化轉(zhuǎn)化器中沉積物和結(jié)塊形成的危險(xiǎn)。這類化合物可以在室溫下與所述尿素溶液混合。這意味著所述添加劑和所述尿素溶液的預(yù)混合不需要在工廠中進(jìn)行，而可以將所述添加劑直接傾倒入承裝所述尿素溶液的儲(chǔ)槽中。這類化合物對(duì)環(huán)境沒(méi)有負(fù)面影響，也沒(méi)有分解為可能破壞環(huán)境或所述催化轉(zhuǎn)化器的化合物。本專利申請(qǐng)涉及下述這類化合物作為尿素溶液的添加劑的用途，目的是使在所述SCR系統(tǒng)中沉淀物和結(jié)塊形成最小化Cx+1H2x+3 (C2H4O)yOH,其中X= (44y/ff-44y+17/ff-32)/14x ^ OI 彡 y 彡 20O. 58 ^ W ^ I. O0
具體實(shí)施例方式尿素溶液I由32. 5%的尿素水溶液(市場(chǎng)上最大的商用品牌)組成。尿素溶液2由32. 5%的尿素水溶液(另一種市場(chǎng)上的商用品牌)組成。
尿素溶液3由出售時(shí)與添加劑(Diaxol )預(yù)混合的32. 5%的尿素水溶液組成。尿素溶液4由含有< O. I %的Cx+1H2x+3 (C2H4O)yOH這類添加劑的尿素溶液I組成。該混合在室溫下進(jìn)行。尿素溶液5由含有< O. I %的Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH這類添加劑的尿素溶液2組成。該混合在室溫下進(jìn)行。在250°C和350°C (結(jié)塊形成的通常廢氣溫度)的系統(tǒng)中注入所述尿素溶液。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)兩次。 實(shí)驗(yàn)A在250°C下進(jìn)行16小時(shí)后，在尿素溶液I和尿素溶液2的實(shí)驗(yàn)中形成了分米大小的白色結(jié)塊，而在尿素溶液3、尿素溶液4和尿素溶液5的實(shí)驗(yàn)中幾乎沒(méi)有產(chǎn)生任何白色沉淀物。在尿素溶液3中形成了不溶的黑色沉淀物。對(duì)無(wú)機(jī)和有機(jī)溶劑都進(jìn)行了測(cè)試。在尿素溶液4和尿素溶液5中沒(méi)有觀測(cè)到黑色沉淀物。實(shí)驗(yàn)B在350°C下進(jìn)行16小時(shí)后，在尿素溶液I和尿素溶液2的實(shí)驗(yàn)中形成了厘米大小的白色結(jié)塊，而在尿素溶液3、尿素溶液4和尿素溶液5的實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有產(chǎn)生任何白色沉淀物。在尿素溶液3中形成了不溶的黑色沉淀物。早在半小時(shí)后就已經(jīng)開(kāi)始形成黑色沉淀物。在尿素溶液4和尿素溶液5中沒(méi)有觀測(cè)到黑色沉淀物。因此,尿素溶液4和尿素溶液5的減小形成尿素結(jié)塊及其分解產(chǎn)物(所述白色結(jié)塊)的能力與尿素溶液3同樣好。尿素溶液4和尿素溶液5 (含有添加劑Cx+1H2x+3 (C2H4O) y0H的尿素溶液)的特性為其(與尿素溶液3不同)沒(méi)有產(chǎn)生不溶的黑色沉淀物。當(dāng)y在1-20之間變化時(shí)，從作為添加劑的Cx+1H2x+3 (C2H4O) y0H這類化合物中觀測(cè)到同樣的效果。C3H7 (C2H4O) iOH、C6H13 (C2H4O) 40H、C9H19 (C2H4O) 10OH 和 C18H37 (C2H4O) 20OH 都沒(méi)有產(chǎn)生任何黑色沉淀物，并且在實(shí)驗(yàn)A和實(shí)驗(yàn)B中幾乎已經(jīng)消除了尿素的白色結(jié)塊。已經(jīng)利用先前已知的添加劑二甘醇和聚乙二醇進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果顯示這兩種添加劑在減少白色結(jié)塊形成上沒(méi)有取得同樣好的效果。如下所示。當(dāng)H(C2H4O) 20H( 二甘醇)和H(C2H4O) 1(I0H(聚乙二醇)作為添加劑使用時(shí)，形成的尿素結(jié)塊比沒(méi)有添加劑的實(shí)驗(yàn)(尿素溶液I和尿素溶液2)的程度低，但降低結(jié)塊形成的能力沒(méi)有添加劑Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH的能力高。當(dāng)在尿素溶液I和尿素溶液2中使用二甘醇或聚乙二醇作為添加劑使用并在250°C下進(jìn)行16小時(shí)的過(guò)程中注入時(shí)(對(duì)比實(shí)驗(yàn)A)，形成的白色尿素結(jié)塊的大小是沒(méi)有添加劑的尿素溶液情況下的三分之一。在350°C下注入16小時(shí)時(shí)(對(duì)比實(shí)驗(yàn)B)，形成的白色結(jié)塊的大小是沒(méi)有添加劑的尿素溶液情況下的一半。因此，形成的結(jié)塊減少了，但與利用選自Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH這類化合物作為添加劑的程度相比差得很多。針對(duì)所述類型的化合物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述添加劑碳鏈長(zhǎng)度的重要性。較短的碳鏈在阻止尿素結(jié)塊形成上給出了相對(duì)較差的效果。CH3(C2H4O)OH比C3H7(C2H4O)OH產(chǎn)生稍多的白色沉淀物。以同樣的方式，CH3(C2H4O)2OH顯示比C4H9(C2H4O)2OH差的效果，但是針對(duì)白色的尿素結(jié)塊的形成，CH3(C2H4O)2OH和C4H9(C2H4O)2OH比其相應(yīng)的沒(méi)有碳鏈的乙二醇(二甘醇)顯示出更好的降低能力。
權(quán)利要求
1.Cx+1H2x+3 (C2H4O)yOH這類化合物作為尿素溶液的添加劑用于催化轉(zhuǎn)化器在廢氣后處理中的用途，其中 X = I(44y/ff-44y+17/ff-32)/14x ^ 0 . 1≤y≤20 .0. 58≤ W ≤ I. O。
全文摘要
一類化合物Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH中的化合物作為尿素溶液的添加劑以阻止堵塞催化轉(zhuǎn)化器的危險(xiǎn)發(fā)生的用途，其中x＝(44y/W-44y+17/W-32)/14，x≥0，1≤y≤20，0.58≤W≤1.0。
文檔編號(hào)B01D53/94GK102665873SQ201080046532
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者薩拉·西貝利爾斯 申請(qǐng)人:普羅帕博爾特公司