尿素的合成及应用论文参考文献

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肝的肝细胞胞液和线粒体中；合成的途径是鸟氨基循环或者尿素循环；生理意义:氨的主要去路

I.不循环法和部分循环法 原料液氨以及净化后的CO2气体,经压缩后进入尿素合成塔,合成反应液经一次减压分解其中未反应的氨和CO2,舍氨尾气送往氨加工车间生成铵盐.未反应物不返回合成系统,故叫不循环法.若未反应物经减压加热分解,冷凝后部分返回合成系统,称为部分循环法.此法成本高,技术落后,早已淘汰不用. Ⅱ.溶液全循环法 尿素合成反应后,未转化的反应物氨和CO2经过几段减压及加热分解,将其从尿素溶液中分离出来,然后全部返回合成系统,以提高原料氨和CO2的利用率.此法称为全循环法.按照未反应物氨和CO2的回收方式不同,又分为溶液全循环法,气体分离法(选择吸附),浆液循环法和热气循环法等. ①气体分离法(即选择性吸收法).此法采用尿素硝酸水溶液作为吸收剂,选择吸收分解气中的氨,吸收液再生后将氨回收,并经压缩冷凝后返回合成塔.或将减压加热分解出的氨、CO2和水蒸气的混合物,用MEA溶液吸收其中的CO2,剩下的氨经冷凝后返回合成塔. ②水溶液全循环法.尿素合成后未反应物氨和CO2,经分解分离后,用水吸收成甲铵溶液,然后循环回合成系统称为水溶液全循环法.自20世纪60年代起迅速得到推广,在尿素生产中占有很大的优势,至今仍在完善提高.典型的有荷兰斯塔米卡本水溶液全循环法,美国凯米科水溶液全循环法及日本三井东压的改良C法及D法等. 水溶液全循环法三种流程的工艺条件如表6-13所示. 表1 水溶液全循环法的工艺条件 方法 压力／MPa 温度／℃ NH3／CO2 H2O／CO2 转化率 斯塔米卡本法 蒙特爱迪生法 三井东压改良C法 ～ 185~188 195~200 190~200 62％ 63％ 72％ III.气提法 水溶液全循环法不消耗贵重的溶剂,投资省,曾被广泛采用,为尿素工业的发展做出了积极的贡献,但水溶液全循环法存在不少问题.如能量得不到充分利用,反应热被大量的循环液所降温,没有充分利用；一段甲铵泵腐蚀严重,对甲铵泵的制造、操作和维修比较麻烦；为了回收微量的CO2和氨气使流程变得过于复杂.气提法就是在水溶液全循环法的基础上进行改革而产生的一种新方法. 所谓气提法就是用气提剂如CO2、氨气、变换气或其他惰性气体,在一定压力下加热,促进未转化成尿素的甲铵的分解和液氨气化.气提分解效率受压力、温度、液气比及停留时间的影响,温度过高会加速氨的水解和缩二脲的增加,压力过低,分解物的冷凝吸收率下降.气提时间愈短愈好,可防止水解和缩合反应.故气提法是采用二段合成原理,即液氨和气体CO2在高压冷凝器内进行反应生成甲铵,而甲铵的脱水反应则在尿素合成塔中进行.实际上,为了维持合成尿素塔的反应温度,部分甲铵的生成留在合成塔中,而不是全部在高压冷凝器中完成.气提塔中的反应为 这是一个吸热、体积增大的可逆反应,只要有足够的热量,并能降低反应产物中任一组分的分压,甲铵的分解反应就能一直向右进行,气提法就是利用这一原理,当通入CO2气时,CO2的分压为1,而氨的分压趋于0,致使反应不断进行.同样,用氨气提也有相同的结果. 气提法工艺是当前尿素合成生产中重要的技术改进,以水溶液全循环法相比,具有流程简化,能耗低,生产费用下降,单系列大型化,操作平衡安全.运转周期长等优点.气提法主要有斯塔米卡本CO2气提法,SNAM氨气提法,IDR(等压双气提)法及ACES法等. 图6-12是荷兰斯塔米卡本CO2气提法流程示意图.该法1964年研究成功,20世纪70年代初被广泛采用,现已成为建厂最多的生产工艺,单系列可达1756～2100t／d. 合成尿素的原料气CO2加压后(其压力与合成塔相同),首先进入CO2气提塔,将大部分未转化成尿素的甲铵分解随CO2逸出,气提分解所需热量由的蒸汽提供,CO2气提塔顶出口气流进高压甲铵冷凝器,流入此冷凝器的物料有加压后的原料液氨,经高压洗涤后甲铵液,此液经高压液氨喷射器送人高压甲铵冷凝器内冷凝.吸收CO2进行甲铵反应.吸收过程和反应过程放出的热量产生的低压蒸汽.生成甲铵的大部分反应在高压冷凝器中进行,一部分生成甲铵反应在尿素合成塔中进行,以维持尿素合成塔中甲铵脱水所需的热量.控制高压冷凝器的冷凝量就可以控制尿素合成塔的操作温度的稳定.尿素合成塔底流出的反应混合液进入CO2气提塔,从CO2气提塔底流出的反应混合液经减压至进入低压分解器,在此进一步加热将残留的甲铵和氨分解并逸出.塔底尿素溶液经闪蒸后.送至两段真空蒸发,浓缩至％(质量分数)的熔融尿素,最后送至造粒塔制得颗粒状的产品.分解塔顶部流出的混合气体经低压冷凝吸收后.生成的甲铵溶液经泵送至高压洗涤器.从尿素合成塔顶出来的混合气也进入高压洗涤器进行回收.

皮肤科以含有尿素的某些药剂来提高皮肤的湿度。非手术摘除的指甲使用的封闭敷料中，含有40%的尿素。测试幽门螺杆菌存在的碳-14-呼气试验，使用了含有碳14或碳13标记的尿素。因为幽门螺杆菌的尿素酶使用尿素来制造氨，以提高其周边胃里的pH值。同样原理也可测试生活在动物胃中的类似细菌。 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。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。尿素适用于作基肥和追肥，有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。（土壤转化 施入土壤中一小部分以分子态溶于土壤溶液中，通过氢键作用被土壤吸附，其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸铵，进而生成炭酸氢和氢氧化铵。然后NH4+能被植物吸收和土壤胶体吸附，NCO3-也能被植物吸收，因此尿素施入土壤后不残留任何有害成分。另外尿素中含有的缩二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸，尿素在土壤中转化受土壤PH值、温度和水分的影响，在土壤呈中性反应，水分适当时土壤温度越高，转化越快；当土壤温度10℃时尿素完全转化成铵态氮需7——10天，当20℃需4——5天，当30℃需2——3天即可。尿素水解后生成铵态氮，表施会引起氨的挥发，尤其是碱性或碱性土壤上更为严重，因此在施用尿素时应深施覆土，水田要深施到还原层。）尿素适用于一切作物和所有土壤，可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。由于尿素在土壤中转化可积累大量的铵离子，会导致PH升高2-3个单位，再加上尿素本身含有一定数量的缩二脲，其浓度在500ppm时，便会对作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不宜用作种肥。尿素（氮肥）能促进细胞的分裂和生长，使枝叶长得繁茂。用途它可以大量作为三聚氰胺、脲醛树酯、水合肼、四环素、苯巴比妥、咖啡因、还原棕BR、酞青蓝B、酞青蓝Bx、味精等多种产品的生产原料。调节花量为了克服苹果地大小年，遇小年时，于花后5-6周(苹果花芽分化的临界期，新梢生长缓慢或停止，叶片含氮量呈下降趋势)叶面喷施尿素水溶液，连喷2次，可以提高叶片含氮量，加快新梢生长抑制花芽分化，使大年的花量适宜。疏花疏果桃树的花器对尿素较为敏感但嘎面反应较迟钝，因此，国外用尿素对桃和油桃进行了疏花疏果试验，结果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要较大浓度()才能显示出良好效果，最适合浓度为8%-12%，喷后1—2周内，即能达到疏花疏果的目的。但是，在不同的土地条件下，不同时期及不同品种的反应尚需进一步试验。水稻制种在杂交稻制种技术中，为了提高父母本的异交率，以增加杂交稻制种量或不育系繁种量，一般都采用赤毒素喷施母本以减轻母本包颈程度或使之完全抽出；或喷施父母本，调节二者的生长，使其花期同步。由于赤霉素价格较贵，用其制种成本高。人们用尿素代替赤霉素进行实验，在孕穗盛期、始穗期(20%抽穗)使用尿素，其繁种效果与赤霉素类似，且不会增加株高。防治虫害用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份，搅拌混匀后，可防止果树、蔬菜、棉花上的蚜虫、红蜘蛛、菜青虫等害虫，杀虫效果达90%以上。尿素铁肥尿素以络合物的形式，与Fe2+形成螯合铁。这种有机铁肥造价低，防治缺铁失绿效果很好。此外叶面喷硫酸亚铁时加入尿素，防治失绿效果比单喷硫酸亚铁好。六。因为尿素具有优异的溶解染料性能，又有温和的还原性/抗氧化性及极为优异的吸湿性(见附表),所以在纺织工业上是优良的染料溶剂/吸湿剂/粘胶纤维膨化剂，树脂整理剂,有广泛的用途.尿素在纺织工业上与其它吸湿剂的吸湿性比较：(与自身的重量比)其组成成分为的高纯尿素和的去离子水车用选择性催化还原排气后处理(SCR)是通过尿素反应产生的氨再与汽车尾气进行反应的一种技术，是被认证为满足欧Ⅳ法规的综合排放控制系统。是一项控制柴油发动机排气中NOx 的技术。 AdBlue 存储在一个安装在底盘上的尿素罐中。尿素罐向安装在底盘上的定量给料单元(DU) 供应溶液。DU 由发动机控制模块(ECM) 控制。DU 使用来自车辆系统的压缩空气来产生AdBlue喷雾，通过非常精确的计量和泵送系统输送到发动机排气系统内的喷嘴处。喷入排气中的AdBlue 数量由ECM 控制，在任意转速和负载状况下都能与发动机的NOx输出相匹配。当与高温排气接触时，水迅速蒸发，尿素变成氨。氨与NOx在催化器内反应，这一过程的结果就是从排气管中排放出无害的N2 和H2O。 该系统中能够有效地减少汽车尾气中的含量， 降低由于NOx所引起的污染。 对于钢铁、不锈钢化学抛光有增光作用，在金属酸洗中用作缓蚀剂，也用于钯活化液的配制。工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂的原料,尿素加热至200℃时生成固态的三聚氯酸(即氰尿酸)。三聚氰酸的衍生物三氯异氰尿酸、二氯异氰酸钠、异氰尿酸三(2-羟乙酯)、异氰尿酸三(烯丙基)酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰酸酯、异三聚氰酸三缩水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺络合物等有许多重要应用。前两者是新型高档消毒、漂白剂,三氯异氰尿酸全世界总所产能力超过8万t。 特殊塑料的原料，尤其尿素甲醛树脂某些胶类的原料肥料和饲料的成分取代防冻的盐撒在街道，优点是不使金属腐蚀加强香烟的气味赋予工业生产的椒盐卷饼棕色某些洗发剂、清洁剂的成分急救用制冷包的成分，因为尿素与水的反应会吸热车用尿素处理柴油机、发动机、热力发电厂的废气，尤其可降低其氧化氮催雨剂的成分〈配合盐〉过去用来分离石蜡，因为尿素能形成包合物耐火材料环保引擎燃料的成分美白牙齿产品的成分为化学肥料染色和印刷时的重要辅助剂实验室应用：尿素能非常有效地使蛋白质变性，尤其能非常有效地破坏非共价键结合的蛋白质。这特点可以提高某些蛋白质的可溶性，其浓度可达10摩尔/体积。尿素也可用来制造硝酸尿素。饲料添加剂：人类粮食资源与蛋白质的短缺，也造成饲料工业一大难题。业者积极寻找蛋白质的新来源，并扩及蛋白质以外的氮来源，例如含氮量高的尿素。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。同年 J. K. Looli 等人以尿素当作唯一氮源喂食绵羊，发现绵羊能够正氮平衡，表明绵羊瘤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反刍动物的饲料添加剂了。在化妆品中的应用：尿素是一种很好用的保湿成分，它就存在于肌肤的角质层当中，属于肌肤天然保湿因子NMF的主要成分。对肌肤来说，尿素具有保湿以及柔软角质的功效，所以也能够防止角质层阻塞毛细孔，藉此改善粉刺的问题。用于面膜、护肤水、膏霜、护手霜等产品中保湿成份的添加。添加比例为3-5%。

尿素在肝中合成，尿素循环(鸟氨酸循环)过程有五步：(在线粒体中)和ATP在氨基甲酰磷酸合成酶1(CPS-1)的作用下缩合生成氨基甲酰磷酸；2.氨基甲酰磷酸+鸟氨酸 在鸟氨酸氨基甲酰转移酶作用下生成瓜氨酸(进入胞质)；3.瓜氨酸+天冬氨酸 在精氨酸代琥珀酸合成酶作用下消耗ATP生成精氨酸代琥珀酸；4.精氨酸代琥珀酸在精氨酸代琥珀酸裂解酶作用下生成精氨酸+延胡索酸；5.精氨酸在精氨酸酶作用下水解生成尿素+鸟氨酸(鸟氨酸进入线粒体再次进行瓜氨酸的合成)关键酶：CPS-1 生理意义：氨的主要代谢去路