尿素的物理性质和化学性质
尿素分解方程式
尿素分解方程式尿素是一种常见的有机化合物，其分解方程式为：(NH2)2CO → 2NH3 + CO2该方程式表示尿素分子在高温下被分解成两个氨分子和一个二氧化碳分子。
这一反应是一个放热反应，需要提供能量才能进行。
下面将从尿素的性质、应用以及尿素分解反应的机理等方面进行详细的阐述。
一、尿素的性质1. 物理性质尿素为白色结晶体，具有类似于糖的甜味。
其相对密度为1.32，熔点为132-135℃，沸点为202℃。
在水中易溶解，在乙醇、乙醚等有机溶剂中也具有一定的溶解性。
2. 化学性质（1）与水反应：尿素与水反应生成弱碱性溶液，pH值约为7.5-8.5。
（2）与酸反应：尿素可以与强酸反应生成相应的盐类，如硝酸铵、硫酸铵等。
（3）与氧化剂反应：尿素可以被氧化剂如过氧化氢、高锰酸钾等氧化为二氧化碳和氮气。
（4）与金属离子反应：尿素可以与金属离子形成络合物，如尿酸钙、尿酸铜等。
二、尿素的应用1. 农业领域尿素是一种重要的氮肥，广泛应用于农业生产中。
它可以提供植物所需的营养元素，促进植物生长发育，提高作物产量和品质。
同时，尿素还可以作为动物饲料添加剂，提高动物体内蛋白质含量。
2. 化工领域尿素是一种重要的有机合成原料，在化工领域有广泛的应用。
它可以用于制备甲醛、甲硝唑等化学品，也可以作为树脂、涂料、粘合剂等材料的原料。
3. 医药领域尿素在医药领域也有一定的应用。
它可以作为解热镇痛剂、利尿剂、皮肤保湿剂等药物的原料。
三、尿素分解反应机理1. 分解温度尿素分解反应需要在高温下进行，通常温度在130-160℃之间。
在这个温度范围内，尿素分子开始发生断裂反应，生成氨和二氧化碳。
2. 分解催化剂尿素分解反应可以通过添加催化剂来促进反应速率。
常用的催化剂有氢氧化钠、硝酸铵、磷酸等。
3. 反应机理尿素分解反应的机理比较复杂，目前还没有完全阐明。
一般认为，尿素分子首先发生质子转移反应，生成一个负离子和一个正离子。
然后正离子与另一个尿素分子发生亲核加成反应，生成中间体。
尿素的成分及含量
尿素的成分及含量一、引言尿素是一种广泛应用于化工、医药和农业领域的重要有机化合物，其成分及含量对其性质和用途具有重要影响。
本文将对尿素的成分及含量进行详细介绍。
二、尿素的基本概述尿素是一种无色、无味、结晶性固体，具有良好的溶解性和稳定性。
其分子式为（NH2）2CO，相对分子质量为60.06。
尿素具有多种应用，如化肥、动物饲料、医药以及化工等领域。
三、尿素的主要成分1.氮元素：尿素中含有46%的氮元素，是一种优质的氮肥原料。
2.碳元素：尿素中含有20%的碳元素，对于提高作物品质和产量具有重要作用。
3.氢元素：尿素中含有6.7%的氢元素，是生命体系中必不可少的基本元素之一。
4.氧元素：尿素中含有27%的氧元素，是维持生命活动所必需的。
四、尿素各成分含量1.氮元素：每100克尿素中含46克氮元素。
2.碳元素：每100克尿素中含20克碳元素。
3.氢元素：每100克尿素中含6.7克氢元素。
4.氧元素：每100克尿素中含27克氧元素。
五、尿素的其他成分1.水分：尿素中的水分会影响其化学性质和物理性质，一般要求水分不超过0.5%。
2.灰分：灰分是指在高温下，除有机物质以外残留下来的无机物质。
尿素中的灰分很少，一般不超过0.05%。
3.杂质：杂质包括有机和无机杂质，如铁、铜、镍等金属离子、游离酸和盐酸等。
杂质会影响尿素的品质和用途。
六、各成分对尿素性质和用途的影响1.氮元素：作为肥料，氮元素是提高作物产量和品质的重要因子；作为化工原料，氮元素是合成其他有机化合物的重要原料之一。
2.碳元素：作为肥料，碳元素能够促进土壤微生物的繁殖和生长，提高土壤肥力；作为化工原料，碳元素可以合成多种有机化合物。
3.氢元素：作为生命体系中必不可少的基本元素之一，氢元素对于尿素的生物学性质具有重要影响。
4.氧元素：氧元素能够影响尿素的溶解性、稳定性和化学反应性等方面。
七、结论尿素是一种重要的有机化合物，在农业、医药和化工等领域具有广泛应用。
化工工艺学 - 尿素
2018/11/13
（四）尿素合成工艺条件选择
1、温度
2、氨碳比
3、水碳比
4、压力 5、惰气含量、填充度 6、反应时间、生产强度
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《化工工艺学》 第七章 尿素 2018/11/13
1﹒温度
由左图可知: 当Ｔ↑，X平↑ .在 １９０－２００℃时， 又Ｔ每升１０℃,Ｖ反 增加一倍.
A. B. C.
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不锈钢衬里合成塔图 衬里式合成塔图
一段吸收塔图
《化工工艺学》 第七章 尿素 2018/11/13
1）ＣＯ２气提-循环-回收系统 流程示意（图）
经合成塔合成ＣＯ２约有62%转化为尿素，合成液 经节流阀减压至1.7-1.8MPa，进预分离器。预分离器上部 气体经换热，95%ＣＯ２和全部水蒸气及部分ＮＨ３吸收成 甲胺液 进一段吸收塔，用液氨吸收剩下的5%ＣＯ２成甲胺 液，全部甲胺液由一吸收塔底部经加压泵回合成塔。
4．回收利用：1）分离出来作为化工产品. 2）将高浓度缩二脲母液送回合成塔，抑制其生成.
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《化工工艺学》 第七章 尿素
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六．气提法分解甲胺原理
ＣＯ２气提法
定义：是在保持气体分解压力与合成压力相同 的条件下， 在供给热量的同时，向尿液中通入大量ＣＯ２气，以降低气 相中氨的分压，促使甲胺分解。
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《化工工艺学》 第七章 尿素
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（二）化学平衡
反应达到平衡时共有五个平衡存在：
NH3(g) ≒ NH3 (l) CO (g) ≒ CO2 (l) H2O(g) ≒ H2O(l) 2NH3 (l) +CO2 ≒ NH4COONH2 (l) NH4COONH2 (l) ≒ CO(NH2 ) 2 (l) +H2O (l)
尿素的结构特征
尿素的结构特征
尿素是一种有机化合物，化学式为CO(NH2)2。
它是一种白色
结晶或颗粒状固体，具有无味无臭的性质。
尿素是人体代谢过程中产生的主要废物之一，大部分以尿液形式排出体外。
此外，尿素也是一种重要的工业化学品，广泛应用于化肥、农药、塑料和纺织品等领域。
尿素的结构特征如下：
1. 化学结构：尿素的分子式为CO(NH2)2，它由两个氨基
（NH2）团和一个甲酰基（CO）团组成。
这些基团通过共价
键连接在一起，形成一个平面分子结构。
2. 亲水性：尿素是一种亲水性化合物，因为它含有两个氨基团。
这些氨基团具有氢键作用力，可以与水分子形成氢键结合，增加尿素与水的相容性。
3. 极性：尿素是一种极性化合物，因为它在分子中含有氮原子和氧原子，而且氨基团和甲酰基团之间的共价键极性不同。
这种极性使得尿素能够溶解于多种极性溶剂中，如水、醇和酯等。
4. 融点和沸点：尿素的融点为133-135℃，沸点约为132℃。
这些物理性质使得尿素在常温常压下呈固体状态，在高温下可以蒸发为气体。
5. 晶体结构：尿素的晶体结构是由氢键相互作用力组成的。
尿素分子之间的氢键使得晶体中的尿素分子紧密排列，形成有序
的晶格结构。
6. 高溶解度：尿素具有很高的溶解度，特别是在水中。
这是由于尿素分子中的氨基团与水分子之间形成氢键，使得尿素能够与水中的分子相互作用，快速溶解于水中。
综上所述，尿素是一种含有氨基团和甲酰基团的有机化合物，具有极性、亲水性和高溶解度的特点。
其结构特征决定了尿素的化学性质和物理性质，使其在生物学和工业领域都有广泛的应用。
尿素的物理性质和化学性质
尿素的物理性质和化学性质
尿素是一种有机化合物，化学式为CO(NH2)2。
它是一种无色或淡黄色液体，在常温下为无色透明液体，具有腐蚀性和强烈的氨味。
尿素是一种很稳定的化合物，具有较高的沸点（233℃）和较低的闪点（38℃）。
在常温下，尿素是无毒的，但长期接触可能会导致皮肤刺激和眼睛刺激。
尿素在常温下很难挥发，但加热后会有少量挥发。
尿素是一种强碱性物质，在水中很容易溶解，并且能与许多有机物和无机物反应。
尿素能与醛类物质反应生成尿素酮，也能与羧酸反应生成尿素酸盐。
尿素还能与许多金属反应生成尿素金属盐。
尿素在医学、农业和工业上都有广泛的应用。
在医学上，尿素常用于制造抗生素和抗癌药物；在农业上，尿素常用作肥料；在工业上，尿素常用于制造各种化学产品，如清漆、塑料、染料等。
尿素结晶温度
尿素结晶温度尿素是一种无色无味的结晶固体，常见形态是六方晶系。
尿素的结晶温度是指在一定条件下，尿素从液态转变为固态的温度。
了解尿素的结晶温度对于尿素的生产和储存具有重要意义，可以帮助生产者选择合适的工艺条件和储存方式，确保产品的质量和稳定性。
本文将从尿素的物理性质、结晶过程和影响因素等方面来探讨尿素的结晶温度。
1.尿素的物理性质尿素是一种有机化合物，化学式为（NH2）2CO。
它是一种极易溶于水的化合物，在常温下的溶解度约为108g/100ml水。
尿素在干燥的空气中相对稳定，但会被水分和热分解，产生氨气和二氧化碳。
尿素的熔点是132.7摄氏度，沸点是235摄氏度。
在适当的条件下，尿素可以形成结晶固体，在不同的温度下呈现出多种形态和晶型。
2.尿素的结晶过程尿素的结晶过程是一个相变的过程，即从液态转变为固态。
在适当的条件下，尿素分子之间会发生排列和聚集，逐渐形成晶体结构。
这个过程受到温度、压力和溶剂等因素的影响。
一般来说，尿素在适当的温度下会形成结晶，过高或过低的温度都会影响结晶的进行。
3.影响尿素结晶温度的因素尿素的结晶温度受到多种因素的影响，主要包括溶剂的种类、溶剂的浓度、温度和压力等因素。
其中，溶剂的种类和浓度是影响结晶温度的关键因素。
不同的溶剂对尿素结晶的影响是不同的，一般来说，溶解度越大的溶剂对尿素的结晶温度影响越大。
此外，温度和压力也是重要的影响因素。
在一定的温度范围内，温度的升高通常会降低尿素的结晶温度，而压力的变化也会对结晶温度产生影响。
4.尿素的结晶温度及其应用尿素的结晶温度在不同的条件下会有所变化，但一般来说，尿素的结晶温度应该在380摄氏度以上。
这一温度可以作为生产和储存尿素时的重要参考指标。
在生产尿素时，生产者可以根据尿素的结晶温度选择合适的工艺条件，以确保尿素能够充分结晶，减少能耗和资源消耗。
此外，了解尿素的结晶温度还可以帮助生产者选择合适的储存条件，以减少尿素的结晶和结块现象，确保产品的质量和稳定性。
鉴别尿素的实验原理
鉴别尿素的实验原理尿素是一种有机化合物，化学式为（NH2）2CO。
它是一种无色结晶体，在常温下呈现出无味或微甜的特征。
尿素广泛应用于农业、医药、化肥等领域，并且在化学实验室中也常被用作试剂。
因此，鉴别尿素的实验原理非常重要。
鉴别尿素的实验可以通过观察其特征性物理和化学性质来进行。
下面将详细介绍鉴别尿素的实验原理和步骤。
实验原理：1. 异常氨试验尿素分解时会产生氨气，因此使用氨试纸进行鉴别。
当氨试纸接触到尿素时，它会变色，从而可以确定尿素是否存在。
2. 烧杯加热试验尿素加热会分解产生氨气和二氧化碳。
通过加热尿素样品，并观察其释放气体的变化，可以确定尿素的存在。
3. 溶解度试验尿素在水中的溶解度较高，可以用水作为溶剂进行溶解度试验。
观察尿素在水中的溶解情况可以帮助鉴别尿素。
4. 酸碱反应试验尿素是一种弱碱，可以与酸反应生成相应的盐。
通过尿素与酸反应的实验，可以鉴别尿素。
实验步骤：以下是一个简单的鉴别尿素的实验步骤，供参考。
材料:- 尿素样品- 试管- 氨试纸- 烧杯- 手套和保护眼镜步骤:1. 将一小部分尿素样品放入试管中。
2. 在试管中滴入几滴水，用玻璃棒搅拌溶解。
3. 观察尿素的溶解情况，尿素是否完全溶解。
4. 用氨试纸轻轻接触尿素溶液。
如果纸变色为蓝紫色，则说明存在氨气，即尿素溶液里含有尿素。
5. 取一个烧杯，将剩余的尿素样品加入烧杯中。
6. 加热烧杯，观察是否有气体释放。
如果有气泡释放并伴有氨的气味，说明尿素分解了产生氨气。
7. 倒掉烧杯中的尿素残留物。
8. 将烧杯用水冲洗，观察溶解情况。
9. 在另一个试管中加入一小部分尿素样品，并加入几滴盐酸。
10. 观察是否有气泡产生，并闻气味。
盐酸和尿素反应会产生氨气，可通过刺激嗅觉检验。
11. 按上述步骤完成实验后，进行实验结果的总结和鉴别尿素的结论。
总结：通过上述实验原理和步骤，可以鉴别尿素的存在与否。
通过异氨试验、烧杯加热试验、溶解度试验和酸碱反应试验，可以确定尿素样品是否为尿素。
尿素的生产工艺
与CO2直接合成法两种。
三、尿素的合成原理
尿素生成的反应分两步进行。 第一步:氨和二氧化碳反应形成甲铵，这个强烈的放热反应很快达到平衡。
第二步:在液相中，甲铵被脱水生成尿素和水,和第一步相比，这个吸热平衡反 应很慢，因此被称为尿素合成的控制反应。
一、尿素的性质
❖ 化学性质：
❖ 易水解，弱碱性，与酸性肥料制成复合肥料 ❖ 加热异构化，高温缩合，用在有机合成工业中。 ❖ 尿素最重要的用途是作肥料，含氮量46%以上。在土壤中转变
成碳酸铵后水解及硝化被植物吸收的。
二、尿素的生产方法
❖ 1773年，伊莱尔.罗埃尔，尿液蒸发，发现尿素。 ❖ 1828年，弗里德里希.维勒首次使用无机物质氰酸钾与硫酸铵人工合成了尿
五、尿素溶液的蒸发和造粒
蒸发工艺：
一次蒸发：需3.3kPa以上的真空度； 需较大的传热面积和蒸汽分离器； 易结晶，堵塞管道。
二次蒸发：2.7kPa－3.3kPa，130 ℃,蒸发浓度75－95％； 6.7kPa，130－140 ℃,蒸发至熔融态（99.7％ ） 。
造粒
原理：自然风从造粒塔的底端吹入，尿素液
从顶端落下，冷却成粒。
塔高：86米
六、尿素的前景展望
现状：
天然气生产尿素成本：1200/吨 煤生产：900/吨 市售价：1100/吨
前景：
彩色尿素 车用尿素：缩二脲含量小于0.8%
尿素的生产工艺
❖ 一、尿素的简介 ❖ 二、尿素的生产方法 ❖ 三、尿素的合成原理 ❖ 四、工艺流程 ❖ 五、尿素溶液的蒸发和造粒 ❖ 六、前景展望
尿素知识
三、我公司尿素的品种结构
1、我公司的主要尿素品种
主要品种结构：小颗粒尿素、大颗粒尿素、聚能网尿素 1、小颗粒尿素：颗粒直径粒度在0.85-2.80mm； 2、大颗粒尿素：颗粒直径粒度在2-4.75mm； 3、聚能网尿素：聚能网尿素的基本作用原理是一中缓释型肥料，通过在普通尿素中 添加一种有机物质后，能够将土壤中没被作物充分吸收的营养成分，在作物跟部固定 来，当作物养分打破饱和度时，逐渐释放出来，被植物吸收。
二、尿素基础知识
（一）尿素的性质
1、尿素的物理性质 尿素（Urea）学名碳酰胺，化学式为CO(NH2) 2,,相对分子质量为60.06，
含氮量为46.65%。 尿素是碳、氢、 氧、氮元素组成的有机化合物，因尿素这种物质首先发现
于人及哺乳动物的尿液中，故称之为尿素。纯净的尿素是无色、无味的白色 针状或棱柱状结晶体，在常压下尿素的熔点为132.7℃，在20 ℃时尿素饱和 水溶液的密度为1.146g/cm3,固体尿素密度为1.355g/cm3，温度每增加1 ℃， 密度将降低0.000208g/cm3，20 ℃时比热容为1.334J/(g ．℃),结晶热为224J/g, 临界温度102.3 ℃。尿素水溶液的密度和黏度随浓度升高、温度降低而增大， 尿素水溶液的沸点对浓度降低、压力降低而降低。
3、尿素的加成反应 由于尿素分子结构特点，在强酸性溶液中呈现弱碱性，具有碱性特征，因此 尿素能与酸作用生成盐类，比如尿素与硝酸作用生产尿素的硝酸盐；尿素与磷 酸作用生成尿素的磷酸盐，尿素的磷酸盐易溶于水，是良好的复合肥料；尿素 与过氧化氢反应生产氧化尿素或称过氧化碳酰二胺，过氧化尿素是一种优良的 氧化性漂白剂和消毒剂。
白色晶体，易吸湿分解、易挥发、容易结块，可作基肥和追肥使用。
尿素知识
（二）、尿素合成生产中的熟语
氨碳比：
氨碳比指反应物料中氨与二氧化碳的分子比；
水碳比：
水碳比指尿素合成塔进料中水与二氧化碳的分子比；
平衡转化率：
工业生产中。常以尿素的转化率表示尿素反应进行的程度，通常将二氧化碳转化 成尿素的程度定义为尿素的转化率，即： 尿素转化率％＝转化成尿素的二氧化碳摩尔数／原料中二氧化碳摩尔数
二、尿素合成的原理
（一）、反应式：
：
由液氨与二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为：
2NH3（液）+CO2（气）CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q 这是一个可逆的放热反应。
合成尿素分两步进行：
第一步由氨与二氧化碳生成中间产物甲铵，其反应式为：
2NH3（液）+CO2（气） NH2COONH4（液） +Q1 第二步由甲铵脱水生成尿素，其反应式为（合成尿素过程中的控制反应）： NH2COONH4（液） CO（NH2）2（液）+H2O（液）-Q2
环境污染
爆炸
氨（氨气、液氨）（NH3） 理化特性 本品属有毒气体，是一种无色、有刺激性恶臭的气体。熔 点：-77.7℃，沸点：-33.5℃，相对密度（水=1）：0.82 （ -79℃），相对密度（空气 =1 ）： 0.60，饱和蒸汽压： 506.62kPa （ 4.7℃），临界温度： 132.5℃，临界压力： 11.40MPa，本品易燃，闪点：无意义，爆炸下限：15.7％， 爆炸上限： 27.4 ％，引燃温度： 651℃，最大爆炸压力： 0.58MPa。 本品与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引 起燃烧爆炸。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。若 遇高热、容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。本品易溶 于水、乙醇、乙醚。本品主要用作致冷剂及制取铵盐和氮 肥
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尿素的物理性质和化学性质
物理性质
分子式：CO(NH2)2，分子量60.06，CO(NH2)2无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗机无臭无味。
密度1.335g/cm3。
熔点132.7℃。
溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。
呈微碱性
化学性质
可与酸作用生成盐。
有水解作用。
在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。
加热至160℃分解，产生氨气同时变为氰酸。
因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。
尿素含氮(N)46%，*体氮肥中含氮量最高的。
生产方法：工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下。
尿素在酸、碱、酶作用下(酸、碱需加热)能水解生成氨和二氧化碳。
对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。
若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。
(机理：先脱氨生成异氰酸(HN=C=O)，再三聚。
)
与乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲与二乙酰脲。
在乙醇钠作用下与丙二酸二乙酯反应生成丙二酰脲(又称巴比妥酸，因其有一定酸性)。
在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应，缩聚成脲醛树脂。
与水合肼作用生成氨基脲。
2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。
尿素产品有两种。
结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。
粒状尿素为粒径1～2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。
20℃时临界吸湿点为相对湿度80%，但30℃时，临界吸湿点降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。
目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。
尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料。
在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。
畜牧业可用作反刍动物的饲料。
但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。
我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。
缩二脲含量超过1%时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。
尿素是有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能
被作物吸收利用。
因此，尿素要在作物的需肥期前4～8天施用。
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