车用尿素溶液法按工艺分为干法、湿法和半干法;根据熔融尿素热解的压力不同,尿素法生产三聚氰胺的工艺路线分为高压法(7~10MPa)、中压法(0.5~1MPa)和常压法(0.3MPa以下)3种。其中高压法工艺技术代表有美国ACC工艺、意大利的ETCE工艺和日本的NISSAN工艺;低压法工艺技术代表有荷兰的DSM工艺和奥地利的OSW工艺;常压法有德国的BASF工艺和我国自行开发的改良型低压法工艺。随着国内和国际市场对三聚氰胺产品需求的增加,必将推动三聚氰胺生产技术的发展,目前各种三聚氰胺生产工艺技术的开发都向着规模大、能耗低和环境污染少的方向发展,国内三聚氰胺技术也有较大的突破,在激烈的竞争浪潮中,三聚氰胺生产技术将快速发展。三聚氰胺作为现阶段的清洁化工原料,与人们的生活密切相关,市场潜力很大,各个技术开发公司正积极改进技术,扩大规模,降低产品成本,增强市场占有率。下面分述各工艺技术的特点以及其现状与发展。 (1)车用尿素溶液高压法 高压法生产三聚氰胺属于液相反应,温度范围为370~450℃。其特点是:①工艺为液相反应,不易结晶堵塞;但在高温高压下,反应介质腐蚀性强,设备材料等级要求较高,控制系统复杂,一次性投资大。②反应无需催化剂,不担心催化剂的中毒和对产品的污染问题,操作稳定,产品质量好。③装置操作弹性大,一次开车产出合格成品时间较短。④操作压力高,规模较大,能耗低,运行费用低。⑤副产的尾气因压力较高,利用方便,易于联产尿素,降低产品成本。其代表技术有意大利欧技公司的ETCE和日本NEW NISSON等。 (a)意大利ETCE工艺 ETCE工艺流程:将从车用尿素溶液装置送来的尿素溶液提浓后,得到145℃熔融尿素,加压至8.5MPa与8.5MPa、420℃的氨混合后进入三聚氰胺反应器,反应压力为8.0MPa、温度380℃,在反应器内尿素直接转化为三聚氰胺,从反应器出来的含二氧化碳、氨、三聚氰胺和少量的缩聚物的液相物料减压至2.5MPa进入急冷工段,在急冷塔内将绝大部分的氨和二氧化碳闪蒸出来,以甲胺的形式送出另作处理,从急冷塔底部出来的三聚氰胺溶液被送到汽提塔内将残余的氨和二氧化碳彻底汽提出来,然后经过缩聚物分解、脱出固体杂质和吸附脱色后,结晶、离心分离、干燥得到三聚氰胺产品,收率为85%~90%;离心分离产生的母液经过氨回收和废水处理,将氨和工艺水重新加以回收利用,达到回收利用的目的。
车用尿素厂家便计划推行柴油车国四标准,“973”首席科学家、华东理工大学卢冠忠教授和他的研究团队历时8年,用科技成果在治理大气污染的道路上迈出重要一步,“柴油车尾气净化关键技术及应用”项目获得了2014年度上海市科学技术奖技术发明一等奖。 环保部2013年机动车防治污染年报的数据显示,68.2%的氧化氮和几乎所有的颗粒物是由柴油车产生的。卢冠忠团队的科研项目共有多个发明点,对柴油车尾气展开了围追堵截。其中一个发明点是研发出了高性能催化剂。柴油车尾气中主要的污染物包括CO、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物,催化净化是目前国内外用于柴油车尾气后处理的主流技术。卢冠忠介绍说,针对不同的污染物,他们发明了对应的高性能催化剂来各个击破——SCR瞄准氮氧化物,DOC主要对付CO和碳氢化合物,DPF和CDPF是催化型颗粒物捕集器,它们负责抓捕颗粒物。与普通的催化剂相比,卢冠忠团队发明的催化剂减少了钒的使用,不仅减少成本,还避免了二次污染。 新增重型柴油车从即日起执行“国五”标准,新增轻型汽油车从9月1日起执行“国五”标准,停止销售和注册登记不符合“国五”标准的公交、环卫和邮政用途的重型柴油车。
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