用于車用尿素溶液的表面活性劑及其制備方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于車用尿素溶液的表面活性劑及其制備方法和用途。該用于車用尿素溶液的表面活性劑為脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，其制備方法為1)將脂肪胺或脂肪二胺或兩者的混合物與催化劑I投入反應(yīng)釜中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，抽真空、升溫，緩慢加入環(huán)氧丙烷反應(yīng)制得丙氧基聚醚化合物；2)令丙氧基聚醚化合物與催化劑II處于步驟1)類似條件釜內(nèi)，緩慢加入環(huán)氧乙烷，反應(yīng)完成后調(diào)節(jié)釜內(nèi)液體呈中性，移出料液并離心，即得脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚非離子表面活性劑。該方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。將制得的表面活性劑直接加入車用尿素溶液中即可改善其尿素分散性、霧化效果，提高NH3轉(zhuǎn)化效率，避免SCR系統(tǒng)堵塞。
【專利說(shuō)明】【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及車用尿素溶液，特別是涉及一種用于車用尿素溶液的表面活性劑及其 制備方法和用途。 用于車用尿素溶液的表面活性劑及其制備方法和用途 【背景技術(shù)】
[0002] 汽車，尤其是柴油車，尾氣排放已成為主要的大氣污染源之一，N0X是汽車尾氣的 主要成份。N0 X需要尾氣處理裝置來(lái)控制，如：稀薄氮氧化物捕集技術(shù)（LNT)，選擇性催化還 原（SCR)技術(shù)，氧化催化轉(zhuǎn)換（D0C)技術(shù)，廢氣再循環(huán)+微粒捕集器（EGR+DPF)技術(shù)等，SCR 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于重型柴油機(jī)車的尾氣處理。
[0003] SCR技術(shù)是通過(guò)強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)燃燒來(lái)降低顆粒物（PM)的生成，然后利用尿素溶 液對(duì)N0X在SCR催化器上進(jìn)行催化還原。SCR選擇性催化還原系統(tǒng)包括了尿素溶液供應(yīng)系 統(tǒng)、尿素溶液噴射及控制系統(tǒng)、SCR選擇催化還原系統(tǒng)等3個(gè)部分。尿素溶液存放于車載的 專門儲(chǔ)存罐內(nèi)，用泵將尿素溶液噴射向熱的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣，（約300?500°C，滿足還原反應(yīng)條 件）。在高溫下，尿素溶液氣化后分解產(chǎn)生NH 3，在催化劑作用下，NH3與尾氣中的N0X反應(yīng)， 生成無(wú)害的H 20和N2。
[0004] 然而由于尿素分散性差，分解不完全，尿素分解為nh3過(guò)程中的中間產(chǎn)物異氰酸 (HNC0)易于溶液中尿素或縮二脲反應(yīng)，生成難以分解三聚氰酸，在更高溫度下，三聚氰酸進(jìn) 一步縮合成三聚氰胺。未分解的尿素、三聚氰酸和三聚氰胺等沉積物附著在尾氣管道、混合 器及SCR催化劑上，改變了原有氣體流場(chǎng)，又造成沉積物的進(jìn)一步聚集，導(dǎo)致SCR系統(tǒng)堵塞。 SCR系統(tǒng)堵塞會(huì)直接導(dǎo)致汽車油耗增大，尾氣排放惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的第一目的在于：提供一種用于車用尿素溶液的脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯 醚非離子表面活性劑，該表面活性劑可解決尿素溶液中尿素分散性差、噴霧效果差、霧化液 滴尺寸分布不均等問(wèn)題，能有效防止SCR系統(tǒng)堵塞。
[0006] 本發(fā)明的第二目的在于：提供上述用于車用尿素溶液的脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯 醚非離子表面活性劑的制備方法，該方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明的第三目的在于：提供一種含有上述表面活性劑的車用尿素溶液，該車用 尿素溶液的尿素分散性好、霧化效果佳、NH 3轉(zhuǎn)化效率高，有效防止縮二脲、三聚氰酸和三聚 氰胺等沉積物的產(chǎn)生，避免SCR系統(tǒng)堵塞。
[0008] 為此，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0009] -種用于車用尿素溶液的表面活性劑，該表面活性劑為脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯 醚非離子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式為 ：
[0010]
【權(quán)利要求】
1. 一種用于車用尿素溶液的表面活性劑，其特征在于：該表面活性劑為脂肪胺聚氧丙 烯聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式為 ： CH3 H3C 十廠 Ν' 、 y 、--2'η CH-〇)^CH2-CH2-O七 Η ch33 或 ^ Rj H3cf〒+CH2 1 m \ I 3f R ^n-^ch2^ch -o^ch2^ch2^o^h H3C+0 令 CH$ + ^ λ 1 111 ， 1\.ti 或 - QJ3 H-(〇-H:C-H命HC<H|、 R ， /(CH^H-OHCH^C^-O^H 、' 廣 N-ftC如C+CH:十C + Cft-N、' ' - H^O-ftC-HjC^O-HC-CHl / 4，m ' r,'m XiCHrCH-〇^CH,-CH ：-〇^；H V CH； X - CH； X } ， 其中：其中 Rp R2 = H 或 CH3 ;n = 2 ?18 ;m = 2 ?12 ;x = 1 ?10 ;y = 3 ?20。
2. 如權(quán)利要求1所述的表面活性劑，其特征在于：表面活性劑的結(jié)構(gòu)式中n = 6?12 ; m = 4 ?8;x = l ?6;y = 5 ?15。
3. 如權(quán)利要求1或2所述表面活性劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 將脂肪胺或脂肪二胺或兩者以任意質(zhì)量比混合的混合物與催化劑I投入反應(yīng)釜 中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，對(duì)釜內(nèi)抽真空至壓力為-0.05?-0.095MPa，并升溫至90? 140°C，然后向釜內(nèi)緩慢加入環(huán)氧丙烷，釜內(nèi)壓力上升，控制壓力在0· 2?0· 4MPa，反應(yīng)1? 6h，待反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至0以下時(shí)停止反應(yīng)，出料即得到丙氧基聚醚化合物； 2) 將步驟1)得到的丙氧基聚醚化合物與催化劑II投入反應(yīng)釜中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空 氣，對(duì)釜內(nèi)抽真空至壓力為-0. 05?-0. 095MPa，并升溫至90?140°C，然后向釜內(nèi)緩慢 加入環(huán)氧乙烷，釜內(nèi)壓力上升，控制壓力在0· 2?0· 4MPa，反應(yīng)1?6h，待反應(yīng)釜內(nèi)壓力降 至〇以下時(shí)停止反應(yīng)，調(diào)節(jié)釜內(nèi)液體呈中性后，將料液移出并經(jīng)離心除去不溶物后即得所 述脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚非離子表面活性劑； 所述催化劑I、II分別為氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇鈉或甲醇鈉中的一種或幾種以任意 比混合的混合物； 步驟1)中所述催化劑I的質(zhì)量為脂肪胺或脂肪二胺或兩者以任意質(zhì)量比混合的混合 物與環(huán)氧丙烷質(zhì)量之和的〇. 5%?2% ; 所述脂肪胺或脂肪二胺或兩者以任意質(zhì)量比混合的混合物與環(huán)氧丙烷的物質(zhì)量之比 =1:1 ?10 ; 步驟2)中所述丙氧基聚醚化合物與環(huán)氧乙烷的物質(zhì)的量之比為1:3?20 ; 所述催化劑II的質(zhì)量為所述丙氧基聚醚化合物和環(huán)氧乙烷質(zhì)量和的〇. 5%?2%。
4. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：步驟2)中調(diào)節(jié)釜內(nèi)液體為中性的方法 是滴加磷酸。
5. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述脂肪胺或脂肪二胺的結(jié)構(gòu)式為
其中成，R2 = Η 或 CH3 ;n = 2 ?18 ;m = 2 ?12。
6. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述脂肪胺或脂肪二胺的結(jié)構(gòu)式中η =6 ?12;m = 4 ?8〇
7. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述脂肪胺為不同脂肪胺的混合物；所 述脂肪二胺為不同脂肪二胺的混合物。
8. -種含有如權(quán)利要求1或2所述表面活性劑的車用尿素溶液，其特征在于：該車用 尿素溶液中包含濃度為10?5000ppm的所述脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚非離子表面活性 劑。
9. 一種含有如權(quán)利要求1或2所述表面活性劑的車用尿素溶液，其特征在于：該車用 尿素溶液中包含濃度為10?5000ppm的所述脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚非離子表面活性 劑和濃度為〇. 1?20wt. %的抗泡劑。
10. 如權(quán)利要求9所述的車用尿素溶液，其特征在于：所述抗泡劑為甲基硅油、或碳數(shù) 為2?8的醇中的一種或幾種醇的混合物。
【文檔編號(hào)】B01D53/56GK104084086SQ201410341548
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】趙揚(yáng), 張新昌 申請(qǐng)人:天津悅泰石化科技有限公司