车用尿素技术及应用.ppt

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1、1,车用尿素技术及应用,2,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。,3,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,4,一、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

2、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。,5,3、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，,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,一、尿素概述,6,1、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：D

3、B11/552-2008 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,二、国内外车用尿素标准,7,2、国内外标准对比分析：,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,8,3、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。

4、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。,尿素溶液浓度与结晶点的对应关系图,二、国内外车用尿素标准,9,浓度与密度的关系,浓度与折光率的关系,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。,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

5、标准尿素溶液及样品的折光率可计算尿素溶液浓度。,二、国内外车用尿素标准,10,4）、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。,二、国内外车用尿素标准,11,8）、磷酸盐 磷及磷酸盐由于能使Urea-SCR系统

6、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。,各种元素对V2O5/WO3TiO2催化剂的失活作用,不同浓度的K对V2O5/WO3TiO2催化剂的失活作用,二、国内外车用尿素标准,12,4、国内测试方法与ISO 22241-2:2006的对比：,二、国内外车用尿素标准,13,5、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

7、求。,二、国内外车用尿素标准,14,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。,6、车用尿素与工业尿素对比分析：,二、国内外车用尿素标准,15,1、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：,三、国内外车用尿素生产流程,天然气,空气,氨产品,尿素产品,吸附+过滤,氨,16,三、国内外车用尿素生产流程,工业尿素,水解,温度保持70,尿素溶液,底层溶液,回收以普通尿素再销售,温度降低到30以下,尿素再结晶

8、,经脱水处理,车用尿素,2、国内车用尿素生产流程：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。,17,2）、水处理

9、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。,深层底下水,沙石过滤,活性炭过滤,离子软化,膜过滤（微滤、纳米过滤、超滤、渗析、反渗透、电渗析）,合格用水,三、国内外车用尿素生产流程,18,3）、配置尿素溶液流程：根据需要进行计算配比，将适量的软水和提纯后的尿素在容器中经充分混合溶解，再进行灌装。,提纯后尿素,处理后软水,混合溶解,灌装,三、国内外车用尿素生产流程,19

10、,目前国外欧洲市场用量最大，根据其预测，到2010年其市场需求将达到200万吨以上。,1、国外车用尿素市场需求：,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,20,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,2、国外车用尿素销售网络,2004年时，欧洲主要有60个尿素补给站，以点的方式进行尿素添加。,21,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,2、国外车用尿素销售网络,到2006年时，欧洲尿素销售网络已经形成，主要有零售点和尿素泵站两种形式，以尿素零售点居多。,零售点,尿素泵站,22,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,2、国外车用尿素销售网络模式：,到2007年时，欧洲尿素销售网络更加密集，零售点和尿

11、素泵站两种形式各占一半。,零售点,尿素泵站,23,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,2、国外车用尿素销售网络模式：,目前，日本的尿素添加站点已经达到1200多个。,24,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,2、国外车用尿素销售模式：,1）尿素泵站,2）大型车队自建补给站,1000L罐装,208L桶装,10L小桶装,3）散装,25,汽车分销商供应尿素：由汽车制造商负责向其分销商提供足够用的尿素，满足客户需要；卡车服务站供应尿素：卡车制造商应负责在卡车服务站或其他公用加油站有足够的尿素供应，以满足卡车尿素添加的需要；应急计划：汽车制造商应负责建立尿素供应应急计划，比如开通全天24小时服务热线

12、，满足用户需求。,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,2、国外车用尿素销售模式：,目前，在全欧洲范围内的加油站 都可以买到尿素；主要有两家公司-(OMV和TOTAL GROUP)，在加油站建设自己的尿素泵供应站。,26,目前国内实施国4排放标准的城市及地区较少，对车用尿素的需求则更少。北京地区是国内实施国4标准的最早地区，目前车用尿素溶液需求在500吨/月左右，主要集中在北京公交使用。潜在市场为深圳、上海等大城市公交市场，此外，各整车企业产品开发有一定的需求。如国4排放标准如期实施，则到2011年，车用尿素市场需求会大幅增加。按欧洲每辆重型车平均每年消耗1.5吨2吨的车用尿素溶液，中国重型车

13、约有200万辆，如果全部更换为国发动机，那么全国将需要350多万吨的车用尿素溶液，将耗用100多万吨的车用尿素。,3、国内车用尿素市场需求：,四、国内外车用尿素市场需求及销售模式,4、国内车用尿素销售网络：,由于目前车用尿素需求主要集中在北京、深圳等大城市的公交公司，社会市场没有需求，因此，目前车用尿素的销售方式为直接供给，采用桶装方式，10L/桶，方便添加。,27,目前，国内北京地区是国内实施国4标准最早的地区，也是车用尿素用量最大的地区，月需求在500吨左右，其尿素价格为4500元/吨（4.5元人民币/L）。随着需求量的增加，其价格有一定的降价空间。,1、国内车用尿素价格：,五、国内外车用

14、尿素价格,2、国外车用尿素价格：,目前，欧洲车用尿素（AdBlue）已经大批量供应市场，年需求在150万吨左右，根据各国情况不同，其价格在欧元/L之间，平均价格约为4元人民币/L，比国内价格略低。,28,六、国内主要供应资源,我国是尿素生产大国，2007年，中国出口尿素约为500万吨，2008年，出口380万吨左右。预计2009年尿素产能接近6300万吨，而全年工农业需求约为5100万吨，即使2009年出口尿素300万吨，产能仍过剩近1000万吨。目前国内现有200万辆重型车，如果整车保有量以每年10%的速度增长，到2011年重型车有220多万辆。车用尿素需求在100万吨左右。国内尿素产量完全

15、能够满足整车需求。但是，目前，国内车用尿素需求很小，大的化工企业没有生产，市场车用尿素供应商均为小型化工企业。目前国内车用尿素的主要供应商为辽宁润迪精细化工有限公司、江苏可兰素汽车环保有限公司等，其中润迪车用尿素年产能为80万吨，是目前国内最大的车用尿素生产企业，旗下负责生产一汽、东风、福田、斯堪尼亚等原厂包装以及润迪自有品牌的车用尿素。,29,六、国内主要供应资源,成立于2006年4月30日，注册资本6450万人民币，占地面积约66000平方米，建筑面积约33000平方米位于辽阳市铁西工业园区,1、辽宁润迪精细化工有限公司,30,六、国内主要供应资源,辽宁润迪是中国最大的国IV车用尿素溶液及

16、机动车高级制动液、发动机冷却液、超级润滑油等精细化工产品生产基地之一，是中国机动车制动液国家标准制定单位，发动机冷却液国家标准制定单位。公司已通过了ISO/TS 16949:2009国际质量管理体系认证、ISO14001:2004环境管理体系认证。,31,六、国内主要供应资源,十万吨润滑油生产车间,32,辽宁润迪精细化工有限公司质量保证情况:,辽宁润迪精细化工有限公司检测设备齐全，能够完成车用尿素的正常生产检验。,六、国内主要供应资源,国四柴油商用车发动机专用尿素溶液本产品采用现代工艺技术，精制调合而成，产品性能符合GB 29518-2013标准。产品析晶点（冰点）达到-11.5，适用于国IV

17、柴油发动机SCR排放系统。拥有自主知识产权的低温和超低温尿素溶液析晶点（冰点）分别达到-25、-35，更加适应寒冷地区国IV柴油发动机SCR排放系统。,33,六、国内主要供应资源,润迪车用尿素检验证书、国家发明专利证书及部分企业技术认可证书,34,2、中石化,中石化具有销售网络优势：在全国各省、地、市（包括香港、澳门）均布有自己的油库及加油站。加油站总数超过2.9万座，占全国总加油站（8.8万座）的33%。中石化加油站油品零售占全国零售总量的60%以上。在中石化辖区内的北京、上海、天津、广州、山西、山东、河北、河南、安徽、浙江、江苏、江西、广东、广西、湖北、湖南、贵州、海南、云南、福建等省市，

18、油品销售量占当地油品销售总量的70%以上，在东北、西北地区中石化的油品销售量占当地销售总量的20%30%。可以利用其网络优势进行车用尿素分销，满足市场需求。,六、国内主要供应资源,中石化尿素产能,已开始加入车用尿素开发,35,目前，国家尚无车用尿素标准发布，仅北京、深圳有地方标准，其标准参照国际、德国、日本标准制定，差异不大，仅有4项指标不同。车用尿素相比农用、工业用尿素，纯度、成分有差异，要求更高。车用尿素生产工艺流程简单、技术含量低、建设周期短、投资小，制造容易，易于扩大生产。市场需求及销售网络：国内主要集中在北京公交，需求量50万L/月（500吨/月），未来会在深圳、上海、广州等大城市公

19、交市场，销售为尿素厂以桶装方式直供公交公司。产品价格：目前广州市场价格为5500元/吨（5.5元/L），随批量加大，价格还会下降。受国家政策影响，目前，车用尿素仅以桶装形式供应市场，未来国4实施后，车用尿素如何投放，预计会像欧洲一样有多种形式供应。目前国内供应商主要为小型化工企业，中石化下属企业有开发车用尿素意向，但现国内无专业的车用尿素溶液生产厂家。2008年7月挪威雅苒（YARA）公司（是欧洲最大的AdBlue生产厂家）与中化集团下属企业中化化肥有限公司合作，成立了雅苒中化环保（青岛）有限公司，预计未来将生产车用尿素（AdBlue）。综合分析结果：车用尿素生产工艺简单，易于制造；价格比燃油低；桶装结构易于分销；只要有市场需求，推广容易，不会成为推广SCR技术路线的障碍。辽宁润迪优质车用尿素链接：,七、结论及建议,