本发明涉及一种scr催化还原剂添加剂,具体是一种scr催化还原剂用添加剂及其制备方法。
背景技术:
1、众所周知,目前国内柴油车nox处理采用的是scr技术,该技术原理是利用scr催化还原剂分解出的nh3与nox发生氧化还原反应,生成n2和h2o,从而达到去除nox的目的。而在scr系统中发生复杂的物理和化学反应,包括:scr催化还原剂溶液喷射、雾化、蒸发、氨载体的分解以及nox在催化剂表面与nh3发生的催化表面化学反应。
2、使用scr技术的突出问题是scr系统沉积物引起的堵塞。scr催化还原剂主要成分仍是尿素,尿素热解出的hnco会与尿素、缩二脲反应生成缩三脲、三聚氰酸,三聚氰酸会消耗nh3生成三聚氰胺,而这些难溶的缩合物会沉积在scr系统管道,引起系统堵塞。
3、hnco与尿素、缩二脲聚合反应是导致scr系统堵塞的主要原因,也是不可避免的,因此如何减少沉积物的产生是大家致力于研究的课题。对于scr催化还原剂溶液,常用的方法是减少尿素含量,用其它有机氨载体材料替代,但这会导致成本大大增加。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供一种scr催化还原剂用添加剂及其制备方法,制备的嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚马来酸双酯应用于scr催化还原剂溶液,可明显改善scr催化还原剂溶液喷雾特性,提高雾化效果,有效减少缩二脲,缩三脲,三聚氰酸,三聚氰胺等沉积物的产生,改善scr系统堵塞问题。
2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种scr催化还原剂用添加剂,添加剂为嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚马来酸双酯,具有如下结构式:
4、
5、其中,r+t+p+q为10-30,n+m为1-20。
6、一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,包括如下步骤:
7、1、在碱催化剂作用下,丙二醇为引发剂,与环氧丙烷进行加成反应,得到聚氧丙烯醚;
8、2、聚氧丙烯醚与环氧乙烷进行加成反应,得到嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚;
9、3、嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚与马来酸酐在催化剂作用下进行酯化反应,得到嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚马来酸双酯。
10、优选的,步骤1和步骤2中,丙二醇、环氧丙烷、环氧乙烷的物质的量比为1:1~10:6~20。
11、优选的,步骤1中,碱催化剂为koh,用量为总反应物质重量的0.001~0.1%。
12、优选的,步骤1中,丙二醇与环氧丙烷反应温度为90~170℃;压力<0.4mpa。
13、优选的,步骤2中,聚氧丙烯醚与环氧乙烷反应时间为4~6h,压力<0.4mpa。
14、优选的,步骤3中,嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚与马来酸酐的投料摩尔比1.8~2.2。
15、优选的,步骤3中,催化剂为对甲苯磺酸,用量为相对于马来酸酐用量的1~6wt%。
16、优选的,步骤3中,反应温度为150~260℃,反应时间为5~8h。
17、优选的,所制备的嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚马来酸双酯的数均分子量为800~2200。
18、由于采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果:
19、将本发明嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚马来酸双酯用于scr催化还原剂,可有效降低还原剂表面张力,提升还原剂喷雾特性,提高尿素热解效率,从而减少hnco与尿素、缩二脲等副反应的发生,进而减少结垢物的产生。
1.一种scr催化还原剂用添加剂,其特征在于,所述添加剂为嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚马来酸双酯,具有如下结构式:
2.如权利要求1所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:步骤1和步骤2中,丙二醇、环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比为1:1~10:6~20。
4.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:步骤1中,碱催化剂为koh,用量为总反应的0.001~0.1wt%。
5.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:步骤1中,丙二醇与环氧丙烷反应温度为90~170℃;压力<0.4mpa。
6.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:步骤2中,聚氧丙烯醚与环氧乙烷反应时间为4~6h,压力<0.4mpa。
7.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:步骤3中,嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚与马来酸酐的投料摩尔比1.8~2.2。
8.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:步骤3中,催化剂为对甲苯磺酸,用量为相对于马来酸酐用量的1~6wt%。
9.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:步骤3中,反应温度为150~260℃,反应时间为5~8h。
10.根据权利要求2所述一种scr催化还原剂用添加剂的制备方法,其特征在于:所制备的嵌段聚氧丙烯聚氧乙烯醚马来酸双酯的数均分子量为800~2200。