尿素，不止是用作化肥：一篇文章将它的性状、制备、产能、市场趋势，一扒到底！ 今年7月份，郑商所发布了征集尿素交割仓库的通知，尿素期货呼之欲出。尿素期货上市，使能源化工类期货和农产品类期货串联起来，形成较为完整的产业链，有助于涉农企业利用期货工具服务于生产经营，更能为众多涉及尿素的企业提供一个交易、融资和信息交流的平台，为市场提供一个资源配置和价格指导的平台。 卷钉今天这篇文章，就为大家介绍一下尿素的基本知识，以及国内外尿素生产的情况。
一、 什么是尿素？它有什么作用？
农作物的生长离不开化肥，正是由于化肥的使用，才养活了数以亿计的人口。常用的化肥分为氮肥、磷肥、钾肥三大类，而尿素属于氮肥的重要品种。下面，我们就来全面认识一下尿素。 1. 尿素的结构、理化性质
1773年，伊莱尔·罗埃尔（Hilaire-Marin Rouelle）从动物的尿液中发现了尿素。1828年，弗
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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素。本来他打算合成氰酸铵（Ammonium cyanate，NH4NCO），却意外得到了尿素。
由此证明了活力论是错误的。活力论认为无机物与有机物有根本性差异，所以无机物无法变成有机物。而尿素的合成推翻了这一理论，也标志着有机化学的诞生。
以下是尿素的物理和化学性质。
物理性质：
性状：无或白针状或棒状结晶体，工业或农业品为白略带微红固体颗粒，无臭无味（是的，你没看错），含氮量约为46.67%（根据分子量计算，实际含氮量看纯度）。
沸点：196.6°Cat760mmHg。
折射率：n20/D 1.40。
闪点：72.7°C。
密度：1.335。
熔点：132.7℃。正渗透膜
水溶性：1080 g/L (20℃)。spi隔离芯片
溶解性：溶于水、甲醇、甲醛、乙醇、液氨和醇，微溶于乙醚、氯仿、苯。弱碱性。氢气压缩机 高压
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，产生氨气同时变为异氰酸。 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。硫酸铜和缩二脲反应呈紫，可用来鉴定尿素。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。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。
最后需要解释的一点是，既然尿素是无无味的，那么尿中的刺激性气味是从何而来呢？这里涉及到一个望文生义的错误。正如鱼香肉丝里没有鱼，老婆饼里没有老婆一样，尿素也并不必然是尿的气味。实际上，尿之所以有刺激性气味，是由于尿素溶解在水中会生成少量的铵根离子，后者分解放出氨气（做过大学化学实验的，对这货的气味想必记忆犹新）而导致的，而黑锅却让尿素足足背了几百年！
2. 尿素的制备方法——如何得到尿素？
商用尿素的原料是氨与二氧化碳。后者在以焦炭或烃（如天然气和石油）为原料生产氨的过程中，会大量产生。尿素因此直接从这些原料中就产生了。
尿素生产是一个平衡的化学反应，其反应物不完全成为反应结果。生产过程、设定的反应条件、如何处理未转化的反应物，皆可能不同。由于使用大量的反应物，未反应的反应物可用以生产其它产品，（如硝酸铵或硫酸铵），也可回收再投入反应。
实际的合成反应普遍认为应是在液相中分如下两大步完成的。
第一步是过量的液氨与干冰反应为氨基甲酸铵。由于是可逆的放热反应，反应需要带走热能的设备。
2NH3 + CO2 ↔ H2N-COONH4 + 28千卡
第二步是加热氨基甲酸铵为尿素；这步是一个可逆的吸热反应。反应需要带走水分的设备。
H2N-COONH4 ↔ (NH2)2CO + H2O - 3.6千卡
尿素的反应总式为：
2NH3+CO2 → CO（NH2）2+H2O
为可逆的放热反应。
而生产尿素所需要的原料氨气，则可通过哈珀合成法，由氢气和氮气在高温、高压下合成。有关哈珀合成法的更多内容，可参考此前扑克投资家的文章《化肥那点事：从进口大国到世界第一大生产国，一文纵览中国尿素产业史》。
3. 尿素的用途——上天入地，无所不能！
只要是学过初中化学的，都知道尿素是一种优质氮肥（理论含氮量高达46.67%），但事实上，尿素的应用远远不止化肥，而是广阔得多。据统计，尿素的应用主要有近20种，涵盖农业、工业、医学、食品等多个领域，真可谓是上得厅堂，下得厨房。
农业方面，在化肥的使用中，氮肥的运用最为广泛也最为重要。目前全球的氮肥使用量占化肥总使用量的60%，磷肥为23%，钾肥则为17%。国际上的氮肥基本上以尿素为主，尿素是目前全球使用量最大的化肥。我国的氮肥使用占化肥总使用量的比重达到73%，磷肥则为22%，钾肥则只有5%。目前国内的氮肥主要以尿素为主，占氮肥消费比重的60%（即尿素占国内化肥消费的比重达到43.8%左右）。
除此之外，国内还使用碳酸氢铵(NH4HCO3)、硫酸铵{(NH4)2SO4}、氯化铵(NH4Cl)、氨水（NH3.H2O）、液氨(NH3)、硝酸铵(NH4NO3)等氮肥，但尿素的含氮量是其中最高的，也便于运输储存，因而占据了使用量的头把交椅。
尿素不但可以作为化肥供植物生长，也可以作为动物的食物。1897年，Waesk 等人提出反
刍动物能转化非蛋白质氮为菌体蛋白质的想法。1949年，C. J. Watson 等人喂食绵羊含有N15标记的尿素胶囊，4天后在绵羊血液、肝脏、肾脏中检验出含有N15的蛋白质。这证实了反刍动物可以利用非蛋白质氮，进一步研究表明，其胃里的微生物能利用尿素合成其生长所需的10种必需氨基酸。自此，尿素及尿素化合物成为牛、羊等反刍动物的饲料添加剂了。我们在吃牛肉的时候可能想不到，这货可能是“喝尿”长大的！
深度时空工业方面，尿素主要用于生产脲醛树脂、三聚氰胺和三聚氰酸。
其中，尿素和甲醛生成脲醛树脂，主要用于生产木材的粘合剂，同时也用于生产部分的塑料制品，如插线板、电源开关、马桶盖等日常用品。你可能怎么也想不到，天天使用的插线板，竟然会和尿素有关系。
