[发明专利]一种由工业尿素制备车用尿素溶液的生产工艺及系统

说明书

技术领域

本发明属于化工工艺过程技术领域，尤其是涉及一种由工业尿素制备车用尿素溶液的生产工艺及系统。

背景技术

研究表明，汽车尾气排放占全国PM2.5污染物总量的30％左右，汽车尾气排放是造成我国雾霾天气的罪魁祸首之一。而在汽车尾气所排放的污染物当中，来自重型柴油车的尾气污染高达2/3以上。数据显示，目前我国柴油车保有量仅占汽车总保有量的17％，但柴油车排放的氮氧化物(NO_X)和细颗粒(PM)污染物却占据机动车排放总量的60％和90％以上。柴油车污染治理是机动车排放治理的重点。

目前国五标准的柴油车中大部分已采用尾气后处理(Selective CatalyticReduction，简称SCR)发动机技术，这种技术需要添加车用尿素溶液，它是一种氮氧化物选择性催化还原剂，是尿素浓度为31.8％-33.3％的水溶液。柴油车搭配这种尿素溶液后，尾气排放中的NO_X就能被分解为无污染的氮气和水蒸气，可直接减少雾霾污染，从而满足排放标准对NO_X和PM的限制。采用这种技术的发动机燃油经济性好、对发动机改动小、对燃油和机油要求较低、在技术升级连续性上具有优势，故SCR技术是最适合我国国情的重型柴油车减排技术路线。目前，国内中重型货车、客车、公交车辆大部分采用SCR技术路线达到排放标准要求，因此，SCR系统所需的车用尿素溶液成为与柴油等同的消耗品，市场前景广阔。尽管国内车用尿素溶液市场刚刚起步，然而市场需求潜力却相当巨大，国内车用尿素溶液市场销量迅速增长。

目前国内车用尿素生产由中小型民营企业主导，主要生产工艺分为以下三种路线：(1)首先通过对工业尿素的再提纯制取车用尿素颗粒，然后与超纯水按比例混合制备车用尿素溶液；(2)工业或农业尿素与超纯水首先混合，再经过初滤、均质、脱色、提纯、调配等过程制备车用尿素溶液；(3)在尿素生产过程中生成的尿素溶液经蒸发闪蒸除去残余的氨和二氧化碳后，不需造粒，直接用来生产车用尿素溶液。

上述第(2)种路线的过滤和提纯工艺复杂，设备投资费用高，且过滤过程反渗透膜通量和抗污染性能限制了其生产能力。第(3)种路线只适合于生产尿素的大型化工企业，且产品中氨、甲醛、缩二尿等杂质含量偏高，产品质量难以满足要求。故本发明基于上述第一种工艺路线，提供一种由工业尿素制备车用尿素溶液的生产工艺及系统。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种由工业尿素制备车用尿素溶液的生产工艺，以克服现有技术的缺陷，以廉价的工业尿素为原料，工艺流程简短，所需工艺设备简单，操作方便，便于普及推广，适用于大批量生产。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种由工业尿素制备车用尿素溶液的生产工艺，包括以下步骤：

S1：将原料工业尿素与超纯水于一定温度下混合，使工业尿素完全溶解在超纯水中，得工业尿素溶液；

S2：将工业尿素溶液与结晶器循环液混合后一起进入外置结晶冷却器管程降温；

S3：将经降温的工业尿素溶液与结晶器循环液混合液送至结晶器；

S4：结晶器底部料浆冷却结晶后，晶体经过连续干燥后，获得合格的车用尿素颗粒；

S5：将一定量的车用尿素颗粒与超纯水逐渐调配混合得车用尿素溶液，所述车用尿素溶液中的尿素含量为质量分数32.5％，水含量为质量分数67.5％。

优选的，所述由工业尿素制备车用尿素溶液的生产工艺，还包括将步骤S5中所得的车用尿素溶液用产品出料泵送至灌装车间的步骤；所述产品出料泵进口管路设置液位开关，该液位开关被触发后自动停泵，保护机泵，避免空转。

优选的，步骤S1中，原料工业尿素与超纯水在溶解釜中混合，溶解釜操作温度为60～80℃，操作压力为常压，操作时间为1-2h。

优选的，所述溶解釜内设有溶解搅拌器，溶解釜外壁上设有加热盘管；所述溶解搅拌器包括从上至下依次间隔设置的上层桨叶、中层桨叶和下层桨叶；所述加热盘管分为从上至下依次设置的上层盘管、中层盘管和下层盘管，且上层盘管、中层盘管和下层盘管均设有独立的加热蒸汽进口和冷凝液出口。

优选的，所述上层盘管的加热蒸汽进口高于上层桨叶所在位置，上层盘管的冷凝液出口位于上层桨叶和中层桨叶之间；中层盘管的加热蒸汽进口与上层盘管的冷凝液出口高度一致，中层盘管的冷凝液出口与下层桨叶所在的位置相对应；下层盘管的加热蒸汽进口和下层盘管的冷凝液出口均位于下层桨叶的下方。