尿素是一种由 碳、氮、氧和氢组成的有机化合物,其化学式为CO(NH2)2,是一种白色晶体,无臭无味,易溶于水、醇,不溶于乙醚、氯仿。尿素是动物蛋白质代谢后的产物,通常用作植物的氮肥。在工业上,尿素主要通过以下两种方法合成:
液氨和二氧化碳合成法
反应方程式为:2NH3 + CO2 → NH2COONH4 → CO(NH2)2 + H2O。
在高温高压条件下,液氨和二氧化碳直接反应生成氨基甲酸铵,然后分解、吸收转化后得到尿素。
氨气和二氧化碳合成法
反应过程中,氨与二氧化碳按摩尔比2.8~4.5混合进入合成塔,在塔内压力为13.8~24.6 MPa、温度为180~200℃的条件下反应,反应物料停留时间为25~40分钟,得到含过剩氨和氨基甲酸铵的尿素溶液,再经减压降温、蒸发和造粒得到尿素成品。
这两种方法都可以有效地合成尿素,工业上通常采用第二种方法,因为其反应条件较为温和,且能够获得更高的尿素产量和质量。
尿素是一种高浓度氮肥,适用于各种土壤和植物,具有中性速效的特点,并且在使用过程中不会在土壤中残留有害物质,长期施用无不良影响。此外,尿素还可以用于生产多种复合肥料、脲醛树脂、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂等化工产品,并在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品脱蜡等方面有广泛应用。