车用尿素技术及应用

31.8~33.2 1087.0~1093.0 1.3814~1.3843 ≤0.3 ≤20 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 ≤5 —— ≤0.2 ——
DIN 70070： 2005
31.8 ~33.2 1087.0~1093.0 1.3814~1.3843 ≤0.3 ≤20 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 ≤5 —— ≤0.2 ——
溶液折光率
溶液浓度%
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二、国内外车用尿素标准
4）、碱度 尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解产生氨，碱度太高 说明部分尿素不纯或已经分解，该项指标控制的是尿素中氨的含量。 5）、缩二脲 尿素的生产过程中会产生副产物缩二脲，其次，若存储不当，尿素溶 液易缩合为缩二脲。缩二脲做为尿素溶液中的杂质，应该严格控制。 6）、不溶物 不溶物是尿素溶液中的不溶于水的杂质，其存在对尿素溶液的输液管 道和喷嘴具有堵塞的危害。 7）、醛类（以HCHO计） 甲醛作为车用尿素溶液的杂质，也应当加以严格控制。
各种元素对V2O5/WO3–TiO2催化剂的失活作用
11 不同浓度Fra Baidu bibliotekK对V2O5/WO3–TiO2催化剂的失活作用
二、国内外车用尿素标准
4、国内测试方法与ISO 22241-2:2006的对比：
项目 尿素含量 国内检测方法 采用燃烧技术通过用氮素测定议测定氮含量后，转换成尿素含量 样品加硫酸后反应产生硫酸铵，赶尽二氧化碳，加入中性 。通过折射率与浓度的关系，通过测定标准尿素溶液和样品溶液 甲醛，形成六次甲基四胺盐和氢离子，用酚酞做指示剂， 的折射率计算尿素溶液的浓度。 氢氧化钠标液滴定。 0.05g样品，加100mL蒸馏水，用盐酸标液滴定至PH＝5.7，计算氨 取25g样品溶液，加水及甲基红指示液，用盐酸标液滴定， 含量。 计算氨含量。 取0.8mg/mL的标液（2,5,10,15,20,25）mL,分别加入10ml酒石酸钾 钠及10ml硫酸铜,保温15分钟，用分光光度计在550nm测定，做工 与ISO22241-2方法一致 作曲线，然后测定样品含量。 ISO 2224-2：2006 取5μ g/ml的甲醛标准液（0.2,0.5,1,2,5,10） mL,加水,在搅拌下,加 1mL变色酸溶液和20ml硫酸,在565nm下,用分光光度计测定，做工 化学试剂 分子吸收分光光度法通则GB/T 9721 作曲线，样品操作同工作曲线的制作。 称量150g样品，加入到预先烘干并称重的过滤器中，真空抽滤， 化学试剂 水不溶物测定通用方法GB/T9738 105℃烘干，冷却后，称重，计算含量。 化学试剂 密度测定通用方法。GB/T611数字密度计测定密 ISO3675液体比重计法和ISO12185U形管法 度和液体相对密度的试验方法ASTM D 4052 化学试剂 折光率测定通用方法。GB/T614 折射计 取含有2，4，10，20μ g的磷酸盐标液，稀释至40 mL，加入1 mL 取10g样品，灰化，以饱和2，4-二硝基苯酚为指示剂，滴 抗坏血酸和2 mL钼酸铵，放置20分钟后，在800纳米处，用分光光 加硝酸溶液（13%）至溶液黄色刚刚消失，用GB/T 9727方 度计测定。作校正函数。样品经700℃灼烧后，赶尽二氧化碳，操 法进行测定。 作同上。计算磷酸盐含量。 采用ICP 光谱法测定钙、铁、铜、锌、铬、镁、钠、钾、 镍、铝；火焰原子吸收光谱法测定钙、铁、铜、锌、铬、 镁、钠、钾、镍；化学分析法测定铝。
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二、国内外车用尿素标准
8）、磷酸盐 磷及磷酸盐由于能使Urea-SCR系统的催化剂中毒失活，因此需严格控制。 9）、金属离子（钙、铁、铜、锌、铬、镍、镁、钠、钾、铝） 金属离子（钙、铁、铜、锌、铬、镍、镁、钠、钾、铝）作为车用尿素 中的杂质，对SCR系统的催化剂具有毒害作用，影响SCR还原的转化效率，应 该严格控制这些指标。
车用尿素技术及应用
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编制说明 随着国4排放标准实施时间的临近，国内北京、深圳、上海 等大城市已经提前开始执行国4标准。 同时，目前国内中重型货车、客车、公交车辆大部分采用 SCR技术路线达到国4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。 为此，我们对国内外车用尿素的标准、生产流程、产能等情 况进行调查，为公司决策提供依据。
31.8~33.3 1087.0~1092.0 1.3817~1.3840 ≤0.3 ≤20 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 ≤9 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 31.8 ~33.2 1087.0~1093.0 1.3814~1.3843 ≤0.3 ≤20 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 ≤9 —— ≤0.2 ——
项目 北京 DB11/552-2008
≤0.3 ≤20 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 ≤9 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2
国内工业用一级尿素
≤0.9 ≤1000 无要求 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的3-5倍 ≤5 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的3-5倍 无要求,实测为限值的5-10倍 无要求 ≤0.02 无要求
北京地方标准综合了国外3个标准的要求，与日本标准较接近，同时增加了氯化物的要 7 求。深圳则完全采用ISO的标准，仅在醛一项上有所放宽。
二、国内外车用尿素标准
3、各成分技术指标确定说明：
1）、尿素含量 ： 尿素含量直接影响NOx的催化效率和 尿素溶液的凝固点。在SCR还原系统中， 尿素溶液的浓度是关键因素之一，过高 或过低的浓度不仅不能提高NOx的转化效 率，反而会造成氨气的滑失（由于过高 的NH3/NOx比造成的氨气漏失），形成二 次污染物氨气。 欧洲大部分柴油车生产商倾向于使 用尿素浓度为32.5%的尿素水溶液作为还 原剂，还因为此浓度的车用尿素溶液结 晶点最低 。
碱度 缩二脲
醛类
不溶物 密度 折光率 磷酸盐
钙、铁、铜、 锌、铬、镁、 采用ICP 光谱法测定。 钠、钾、镍、 铝
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二、国内外车用尿素标准
5、工业、农业尿素标准：
实际生产中分为工业用和农业用两种，等级分类如下： %
根据目前国内尿素等级分类看，无法达到车用尿素要求。
13
二、国内外车用尿素标准
6、车用尿素与工业尿素对比分析：
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三、国内外车用尿素生产流程
1、国外车用尿素（AdBlue)生产流程：
国外车用尿素需求量大，已经形成产业规模，车用尿素主要由大型化工企业 生产，象挪威的YARA公司年产50万吨车用尿素溶液，其生产流程如下：
氨 天然气 氨产品 空气 尿素产品 吸附+过滤
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三、国内外车用尿素生产流程
2、国内车用尿素生产流程：
5
二、国内外车用尿素标准
1、目前车用尿素溶液的标准主要有：
国外标准： 国际标准化组织：ISO 22241-1:2006 日本标准：JIS K 2247-1：2005 德国标准：DIN 70070 :2005 国内标准： 北京地标： DB11/552-2008 深圳：车用尿素溶液（AUS 32）特区技术规范 。 国家尚无标准，也没有编制计划
溶液浓度％
浓度与折光率的关系
1.39 1.388 1.386 1.384 1.382 1.38 1.378 1.376 1.374 1.372 1.37 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
3）、折光率： 车用尿素溶液密度与折光率也密切 相关，与密度类似，在一定温度下尿素溶 液的折光率与浓度也有着一一对应的关系， 且随浓度增大而增大（见右图）。测量折 光率有助于进一步辅助验证车用尿素溶液 的浓度和质量。利用标准尿素溶液及样品 的折光率可计算尿素溶液浓度。
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一、尿素概述
2、物理性质
纯尿素为无色、无味结晶体 常压下熔点132.7℃、密度为1.355g/cm3 20℃尿素饱和水溶液密度为1.146 g/cm3 尿素易吸湿
3、化学性质 加热尿素水溶液温度高于130℃时，尿素直接水解为氨和二氧 化碳。 （NH2）2CO +H2O → 2NH3 + CO2 （此性质被用于车用，
JIS K 2247-1： 2005
31.8 ~33.3 1087.0~1092.0 1.3817~1.3840 ≤0.3 ≤20 ≤0.5 —— ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 ≤10 ≤0.2 ≤0.2 ——
DB11/552-2008 深圳地方标准
尿素溶液浓度与结晶点的对应关系图
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二、国内外车用尿素标准
浓度与密度的关系
2）、密度： 车用尿素溶液密度与浓度密切相关，在 一定温度下尿素溶液的浓度与密度具有一一 对应的关系，且随浓度增大而增大（见右图 ）。检测密度有助于辅助验证车用尿素溶液 的浓度和质量。
1.105
溶液密度g/mL
1.1 1.095 1.09 1.085 1.08 1.075 1.07 1.065 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
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目录 一、尿素概述
二、国内外车用尿素标准
三、国内外车用尿素生产工艺流程
四、国内外车用尿素市场需求及应用模式
五、国内外车用尿素价格 六、国内主要供应资源 七、结论及建议
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一、尿素概述 1、尿素的分子结构
尿素学名为碳酰胺。分子量为60.06，氮含量为46.65%， 尿素存在于人类和哺乳动物的尿液中，是蛋白质新陈代谢 后元素氮的最终产物。
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二、国内外车用尿素标准
2、国内外标准对比分析：
项目 含量，% 密度,(20℃)kg/m3 折光率,（20℃） 缩二脲，% 不溶物，mg/Kg 磷酸盐,mg/Kg 铝,mg/Kg 钙, mg/Kg 铁,mg/Kg 铬,mg/Kg 钾,mg/Kg 镁,mg/Kg 钠,mg/Kg 镍,mg/Kg 锌,mg/Kg 铜,mg/Kg 醛,mg/Kg 碳酸盐(以CO2 计), % 碱度（以NH3 计），% 氯化物,mg/Kg ISO 22241-1： 2006
目前国内车用尿素需求量很少，没有大的化工企业生产，只有小化工企业根据需求在工业 尿素基础上进行提纯处理少量生产，其流程如下： 由于车用尿素为31.8-33.2%的尿素水溶液，因此，车用尿素的生产流程主要包括尿素提纯、 水处理、和配置溶液3个阶段。 1）、尿素提纯流程： 国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来，其主要原理是： 在温度 70-75℃时，尿素在水溶液中发生水解。 在温度 30 ℃以下时，尿素重新从水溶液中结晶出来。 每水解结晶一次，其纯度会得到大幅提高 ，一般利用工业一级尿素水解结晶一次，就可达 到车用尿素标准要求，其产出比例为1.5：1。
车用尿素标准明显高于工 业、农业标准。 车用尿素标准对杂质的要 求要严格的多，但可以通过对 工业尿素的再提纯而获得。
缩二脲，% 不溶物，mg/Kg 磷酸盐,mg/Kg 铝,mg/Kg 钙, mg/Kg 铁,mg/Kg 铬,mg/Kg 钾,mg/Kg 镁,mg/Kg 钠,mg/Kg 镍,mg/Kg 锌,mg/Kg 铜,mg/Kg 醛,mg/Kg 碳酸盐(以CO2 计), % 碱度（以NH3 计），% 氯化物,mg/Kg
工业 尿素 尿素 溶液 水解
温度保 持70℃
温度降低到 30℃以下
尿素再 结晶
经脱水 处理
车用 尿素
底层 溶液
回收以普通 尿素再销售
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三、国内外车用尿素生产流程
2）、水处理流程： 车用尿素溶液对杂质控制严格，由于普通自来水含有无机盐、氯化物等其 他微量元素，因此不能直接用来配置车用尿素溶液，必须经过处理达到要求才 能用于尿素溶液配制。 由于自来水在生产过程中使用了各种杀菌化学制剂，不宜处理干净，因此， 一般采用深层地下水，经过处理后得到符合要求的软水。