专利名称：尿素溶液的添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一类化合物Cx+1H2x+3 (C2H4O) y0H中的化合物作为尿素溶液的添加剂用于催化转化器的用途。
背景技术：
目前市场上用于柴油发动机的主要的废气后处理技术为选择性催化还原法(SCR)。在SCR技术中，在发动机燃烧中形成的有毒的氮氧化物通过还原转化为氮气和水分子。32. 5%的尿素水溶液作为还原剂放置在与催化转化器相连的储槽中，该还原剂在所述催化转化器工作之前注入并随后在所述催化转化器中分解为氨。氨与所述氮氧化物反应如
下Ν0χ+ΝΗ3 — Ν2+Η20然而，这种技术不是完善的。代替形成氨，尿素可能转化为各种其它的产物，该产物形成可能堵塞或破坏所述催化转化器的硬的沉淀物和结块。目前市场上已经存在设计用来防止结块形成的添加剂。然而，这些添加剂在室温下与所述尿素溶液不可混合，因此所述添加剂和所述尿素的初步混合必须在工厂中进行。而且，当前市场上的添加剂分解为产生难溶的沉淀物的产物。本发明涉及的添加剂在室温下可与所述尿素溶液混合，并且不会分解为可能产生沉淀物的产物。
发明内容
本发明解决了与下面描述的专利申请要求的区别特征相关的现有技术的问题。目前已经发现下面限定的一类化合物，此类化合物加速尿素转化为氨并因此阻止结块形成的危险发生。实验室的实验已经证实向所述尿素溶液中仅加入少量(<0. 1%)这类化合物中的一种化合物，就能几乎消除所述催化转化器中沉积物和结块形成的危险。这类化合物可以在室温下与所述尿素溶液混合。这意味着所述添加剂和所述尿素溶液的预混合不需要在工厂中进行，而可以将所述添加剂直接倾倒入承装所述尿素溶液的储槽中。这类化合物对环境没有负面影响，也没有分解为可能破坏环境或所述催化转化器的化合物。本专利申请涉及下述这类化合物作为尿素溶液的添加剂的用途，目的是使在所述SCR系统中沉淀物和结块形成最小化Cx+1H2x+3 (C2H4O)yOH,其中X= (44y/ff-44y+17/ff-32)/14x ^ OI 彡 y 彡 20O. 58 ^ W ^ I. O0
具体实施例方式尿素溶液I由32. 5%的尿素水溶液(市场上最大的商用品牌)组成。尿素溶液2由32. 5%的尿素水溶液(另一种市场上的商用品牌)组成。
尿素溶液3由出售时与添加剂(Diaxol )预混合的32. 5%的尿素水溶液组成。尿素溶液4由含有< O. I %的Cx+1H2x+3 (C2H4O)yOH这类添加剂的尿素溶液I组成。该混合在室温下进行。尿素溶液5由含有< O. I %的Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH这类添加剂的尿素溶液2组成。该混合在室温下进行。在250°C和350°C (结块形成的通常废气温度)的系统中注入所述尿素溶液。所有实验重复两次。 实验A在250°C下进行16小时后，在尿素溶液I和尿素溶液2的实验中形成了分米大小的白色结块，而在尿素溶液3、尿素溶液4和尿素溶液5的实验中几乎没有产生任何白色沉淀物。在尿素溶液3中形成了不溶的黑色沉淀物。对无机和有机溶剂都进行了测试。在尿素溶液4和尿素溶液5中没有观测到黑色沉淀物。实验B在350°C下进行16小时后，在尿素溶液I和尿素溶液2的实验中形成了厘米大小的白色结块，而在尿素溶液3、尿素溶液4和尿素溶液5的实验中没有产生任何白色沉淀物。在尿素溶液3中形成了不溶的黑色沉淀物。早在半小时后就已经开始形成黑色沉淀物。在尿素溶液4和尿素溶液5中没有观测到黑色沉淀物。因此,尿素溶液4和尿素溶液5的减小形成尿素结块及其分解产物(所述白色结块)的能力与尿素溶液3同样好。尿素溶液4和尿素溶液5 (含有添加剂Cx+1H2x+3 (C2H4O) y0H的尿素溶液)的特性为其(与尿素溶液3不同)没有产生不溶的黑色沉淀物。当y在1-20之间变化时，从作为添加剂的Cx+1H2x+3 (C2H4O) y0H这类化合物中观测到同样的效果。C3H7 (C2H4O) iOH、C6H13 (C2H4O) 40H、C9H19 (C2H4O) 10OH 和 C18H37 (C2H4O) 20OH 都没有产生任何黑色沉淀物，并且在实验A和实验B中几乎已经消除了尿素的白色结块。已经利用先前已知的添加剂二甘醇和聚乙二醇进行了对比试验，结果显示这两种添加剂在减少白色结块形成上没有取得同样好的效果。如下所示。当H(C2H4O) 20H( 二甘醇)和H(C2H4O) 1(I0H(聚乙二醇)作为添加剂使用时，形成的尿素结块比没有添加剂的实验(尿素溶液I和尿素溶液2)的程度低，但降低结块形成的能力没有添加剂Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH的能力高。当在尿素溶液I和尿素溶液2中使用二甘醇或聚乙二醇作为添加剂使用并在250°C下进行16小时的过程中注入时(对比实验A)，形成的白色尿素结块的大小是没有添加剂的尿素溶液情况下的三分之一。在350°C下注入16小时时(对比实验B)，形成的白色结块的大小是没有添加剂的尿素溶液情况下的一半。因此，形成的结块减少了，但与利用选自Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH这类化合物作为添加剂的程度相比差得很多。针对所述类型的化合物，已经发现所述添加剂碳链长度的重要性。较短的碳链在阻止尿素结块形成上给出了相对较差的效果。CH3(C2H4O)OH比C3H7(C2H4O)OH产生稍多的白色沉淀物。以同样的方式，CH3(C2H4O)2OH显示比C4H9(C2H4O)2OH差的效果，但是针对白色的尿素结块的形成，CH3(C2H4O)2OH和C4H9(C2H4O)2OH比其相应的没有碳链的乙二醇(二甘醇)显示出更好的降低能力。
权利要求
1.Cx+1H2x+3 (C2H4O)yOH这类化合物作为尿素溶液的添加剂用于催化转化器在废气后处理中的用途，其中 X = I(44y/ff-44y+17/ff-32)/14x ^ 0 . 1≤y≤20 .0. 58≤ W ≤ I. O。
全文摘要
一类化合物Cx+1H2x+3(C2H4O)yOH中的化合物作为尿素溶液的添加剂以阻止堵塞催化转化器的危险发生的用途，其中x＝(44y/W-44y+17/W-32)/14，x≥0，1≤y≤20，0.58≤W≤1.0。
文档编号B01D53/94GK102665873SQ201080046532
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月1日 优先权日2009年10月16日
发明者萨拉·西贝利尔斯 申请人:普罗帕博尔特公司