尿素性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
尿素在溫度20℃以下和相對濕度低于70%時(shí)，不但不吸濕，尚會(huì)使水分蒸發(fā)而降低其含水量;當(dāng)溫度超過20℃，相對濕度高于80%時(shí)，則開始吸濕，嚴(yán)重時(shí)便呈糊狀，空氣再轉(zhuǎn)干燥時(shí)便重新結(jié)塊，其程度僅次于硝酸銨。尿素水溶液在80℃時(shí)，會(huì)發(fā)生水解和分解反應(yīng)，分別形成氨基甲酸銨及氨氣、二氧化碳，在酸和堿性條件下，尿素遇熱時(shí)，分解加快。尿素易與直鏈狀碳水化合物結(jié)合成晶體狀附加化合物;與多種無機(jī)化合物分別形成Ca(NO3)2·4CO(NH2)2、NH4Cl·CO(NH2)2、CaSO4 · 4CO(NH2)2、MgSO4 · 4CO (NH2)2 · 3H2O、Mg (NO3) ·4CO(NH2)2·2H2O等多種復(fù)鹽;易與磷酸一鈣生成磷酸尿素、磷酸二鈣和水，即Ca(H2PO4)2·H2O+CO(NH2)2→H3PO4·CO(NH2)2+CaHPO4+H2O;與硝酸作用易生成兩者結(jié)合松弛的硝酸尿素，CO(NH2)2+HNO3→CO(NH2)2·HNO3;能與甲醛結(jié)合生成脲甲醛類化合物(尿酸縮膠)，其中甲醛比例高者為尿素樹脂，比例低者即為緩釋(效)性尿素。
尿素又名脲或碳酰胺，為人和哺乳動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的一種最終產(chǎn)物，也是動(dòng)物體排出的一種主要的有機(jī)氮化物。純品為白色顆粒狀或針狀、棱柱狀結(jié)晶，混有鐵等重金屬則呈淡紅或黃色。無味無臭，易溶于水、乙醇和苯，難溶于乙醚和氯仿。20℃時(shí)100千克水能溶解105千克尿素，溶解時(shí)吸熱。水溶液呈中性反應(yīng)。純品含氮量為46.65%，農(nóng)用尿素為42%～46%，含少量縮二脲，一般低于2%，通常對作物生長無害;尿素的比重和容重均較小，每立方米肥料重0.65噸。
尿素是一種優(yōu)質(zhì)、高效的重要氮肥，第一次世界大戰(zhàn)末期德國開始將尿素用作肥料。實(shí)踐證明，尿素含氮量高且無副成分，在所有作物上都顯示了良好的增產(chǎn)效果。20世紀(jì)50年代以后，成為各國重點(diǎn)發(fā)展的氮肥品種，在1960～1975年的15年中，全球的尿素產(chǎn)量增加了10.5倍，并從70年代開始逐步代替了硝酸銨而成為世界各國施用最多的氮肥品種。尿素施入土壤后，一小部分以酰胺的形態(tài)被植物吸收，大部分在脲酶的作用下進(jìn)行氨化，轉(zhuǎn)化成氨，然后再被植物吸收，分解速度取決于土質(zhì)、溫度與含水量，一般在3～10天，因此尿素的肥效比其他氮肥長，氮素流失也較少。尿素是根外追肥的理想肥料，因?yàn)樗缓瑢ψ魑镉泻Τ煞郑手行?，不灼傷莖葉，吸濕性強(qiáng)，易隨水分滲透到葉片中去，迅速被作物吸收。根外追肥使用濃度一般為0.5%～2%。為提高尿素利用效果，除必須正確掌握尿素的性質(zhì)和施用條件外，還要注意合理施用。
尿素為中性肥料，不含有害成分，水解產(chǎn)物NH+4和HCO-3均可被作物吸收利用，連年施用，對土壤性質(zhì)一般無不良的影響。適用于各種作物和土壤，其肥效與等氮量的硫酸銨相近;用于缺乏活性鐵而易發(fā)生硫化氫毒害的“老朽化”水田，效果則優(yōu)于硫酸銨。尿素施用過量，或縮二脲含量過高，易對作物造成氨和縮二脲的毒害;作物的脲酶活性越高，對尿素和縮二脲的毒害越敏感。
尿素可作反雛動(dòng)物的補(bǔ)充飼料。工業(yè)上尿素是合成脲醛、三聚氰胺-甲醛樹脂等的原料。醫(yī)藥上用于制造四環(huán)素、苯巴比妥、咖啡因等藥物。染料工業(yè)用它生產(chǎn)還原棕BR、酞青藍(lán)B等。
尿素以內(nèi)襯塑料薄膜、外套編織袋包裝。應(yīng)貯于干燥庫房，不可與酸類物質(zhì)共貯混運(yùn)。
尿素的施用方法有基肥、追肥、種肥或根外追肥等。作基、追肥施用時(shí)間應(yīng)較銨態(tài)氮肥提早4～5天，而施用量按含氮量相應(yīng)減少。尿素用作水田基肥，應(yīng)在灌水前5～7天撒施后立即翻耕，施后不要過早灌水，以減少尿素的直接流失;用作追肥時(shí)先將水排至田面，保持淺水層，施肥后馬上耘田，并保持2～3天不灌水。尿素作旱地基肥和追肥的施用方法與各種銨態(tài)氮肥基本相似。尿素一般不直接作種肥，因施肥帶尿素或氨的濃度和pH值高，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性而阻礙種子發(fā)芽和幼苗生長，甚至使種子喪失發(fā)芽能力，對小粒種子危害尤大;但如將尿素先與干細(xì)土混勻后施于種子下一定深度，并蓋上薄土層后播種;或?qū)⒛蛩貍?cè)施在距種子2.5厘米處，則對種子發(fā)芽無不良作用。
一般作物的葉吸收利用尿素的速度比根快，尿素作根外追肥比其它氮肥效果好，其原因是：①尿素是中性的有機(jī)態(tài)氮，不含副成分，一般濃度的噴施溶液對作物莖葉灼傷性很小。②電離度很少，分子體積也小，容易透過細(xì)胞膜進(jìn)入葉細(xì)胞。③分子態(tài)尿素有較高的滲透和擴(kuò)散速度，在透入細(xì)胞時(shí)，不易發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，即使發(fā)生，也易恢復(fù)。④本身具有較強(qiáng)的吸濕性。因噴灑液水分蒸發(fā)而殘留在葉面的固體尿素，仍能重新吸濕而溶解，吸收利用率較高。尿素作根外追肥的適宜濃度因作物種類及其生育階段而異。一般稻、麥和禾本科牧草噴施的最適濃度為2.0%，黃瓜1.0%～1.5%，蘿卜、白菜、菠菜和甘藍(lán)為1.0%，西瓜、茄子、甘薯、馬鈴薯、花生和柑橘為0.4%～0.8%，桑、茶、梨、蘋果和葡萄為0.5%，柿子、番茄、草莓、溫室黃瓜及茄子、花卉為0.2%～0.3%。通常每隔7～10天噴一次，共2～3次。溶液用量每公頃每次750～1125千克，以噴至葉子濕潤為度。噴施時(shí)間以清晨或傍晚較好。作根外追肥的尿素，其縮二脲的含量不得高于0.5%，以免傷葉。
20世紀(jì)40年代初期美國開始在反芻家畜飼料中添加尿素，50年代以后尿素已在全世界范圍內(nèi)作為反芻動(dòng)物的非蛋白氮源被廣泛利用。80年代末期美國用于飼料的尿素總量達(dá)100萬噸， 約相當(dāng)于美國尿素總產(chǎn)量的5%。中國90年代初期尿素總產(chǎn)量約為600萬噸，用于飼料的量約占2%～3%。
尿素主要用于飼喂牛、羊等反芻家畜。迄今還鮮見能被單胃動(dòng)物利用的科學(xué)依據(jù)。為保證合理有效利用并防止家畜瘤胃內(nèi)pH值升高，發(fā)生氨中毒，利用尿素飼料需注意以下各點(diǎn)：①混合均勻，限制采食量，采食含尿素飼料后不能馬上飲水。②日糧中應(yīng)含有一定量的易發(fā)酵的碳水化合物， 其中糖蜜最佳， 淀粉糊精其次，而纖維質(zhì)飼料則較差。③供應(yīng)數(shù)量適當(dāng)且平衡的礦物質(zhì)，特別要注意鈷、鋅、硫的供給以滿足瘤胃微生物繁衍的需要。④日糧中不宜混有含尿素酶的飼料，如生豆類、生豆粕等。⑤對初次喂尿素飼料或只喂粗料、干草的家畜和幼畜要采用逐漸增加尿素喂量的漸進(jìn)飼養(yǎng)方式，使之逐步適應(yīng)。⑥在高能量低蛋白或低能量低蛋白日糧中尿素均可被利用， 但在低能量高蛋白或高能量高蛋白的日糧條件下則尿素的利用率差。尿素的適宜用量應(yīng)根據(jù)尿素發(fā)酵潛值來確定。
尿素中毒發(fā)生極快，病程短，通常在攝食后十分鐘到幾小時(shí)之內(nèi)出現(xiàn)。臨床癥狀表現(xiàn)為：焦躁不安、顫抖、大量流涎、呼吸急促，肌肉運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)、膨脹、抽搐等。一般灌服6升含5%的醋酸溶液，可使酸與氨結(jié)合，防止過量的氨進(jìn)入血液。
不同溫度(℃)時(shí)每100毫升水中的溶解克數(shù):
108g/20℃;167g/40℃;251g/60℃;400g/80℃;733g/100℃
溶解性 易溶于水，溶于乙醇(OT-42)。
硝酸沉淀試驗(yàn)試樣0.1g溶于水，加濃硝酸1ml。應(yīng)有白色結(jié)晶性沉淀產(chǎn)生。
呈色反應(yīng) 于試管中取試樣1g，加熱液化，并至溶液出現(xiàn)渾濁后放冷，溶于l0ml水和lmL2mol/L NaOH的混合液中，加硫酸銅試液(TS-78)0.05ml。應(yīng)出現(xiàn)紅紫色。
熔程132～135℃。
準(zhǔn)確稱取試樣約0.5g，溶于10%硫酸液中并定容至l00ml。取該液5.0ml放入長頸燃燒瓶中，加硫酸試液(TS-240)l0ml，小心加熱至不再蒸發(fā)出氣體。小心煮沸10min，冷卻后小心加水40ml。再冷卻后放入一蒸汽蒸餾器中。加10mol/LNaOH液50ml，在將蒸汽送經(jīng)混合液的條件下，小心蒸餾1h。將餾出液約50ml收集于盛有40mL 4%(W/V)硼酸液的收集瓶中。加甲基紅/甲烯藍(lán)試液(TS-150)0.25ml，用0.1mol/L鹽酸滴定。同時(shí)作一空白滴定。每毫升0.1 mol/L鹽酸相當(dāng)于尿素(CH
4N
2O)3.003mg。
GRAS(FDA§184.1923，2000)。
LD
5014300mg/kg(大鼠，經(jīng)口)。
可以使用，膠姆糖膠中不超過3%不致有毒(FAO/WHO，2001)。
不限制(FDA§184.1923，2000)。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
尿素
食品
食品工業(yè)用加工助劑
/
一般應(yīng)在制成最后成品之前出去，有規(guī)定食品中殘留量的除外
化學(xué)性質(zhì)
無色晶體。 溶于水、乙醇和苯，幾乎不溶于乙醚和氯仿。
用途
用于分離氮的氧化物和亞硝酸及色層分析，也用作生物培養(yǎng)劑
用途
用作肥料、動(dòng)物飼料、炸藥、穩(wěn)定劑和制脲醛樹脂等的原料
用途
尿素是農(nóng)藥生產(chǎn)的重要原料，可以生產(chǎn)殺菌劑霜脲氰、乙嘧酚，殺蟲劑三唑磷、伏殺硫磷、嘧啶氧磷、殺螟腈、胺菊酯，除草劑殺草隆等。
用途
農(nóng)業(yè)上用作氮肥，工業(yè)上用作飼料添加劑，用于制造炸藥、穩(wěn)定劑和脲醛樹脂等
用途
是農(nóng)作物肥料，用以提高尿素中氮素的利用率
用途
酵母食料；膠姆糖組織改進(jìn)劑。GB2760-90列為加工助劑。用于含醇飲料、明膠制品、葡萄酒、酵母發(fā)酵性焙烤制品。
用途
尿素主要用作化肥。工業(yè)上還用作制造脲醛樹酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛樹脂的原料，在醫(yī)藥、炸藥、制革、浮選劑、顏料和石油產(chǎn)品脫蠟等方面也有廣泛的作途。尿素加熱至200℃時(shí)生成固態(tài)的三聚氯酸（即氰尿酸）。三聚氰酸的衍生物三氯異氰尿酸、二氯異氰酸鈉、異氰尿酸三（2-羥乙酯）、異氰尿酸三（烯丙基）酯、三（3，5-二叔丁基-4-羥基芐基）異氰酸酯、異三聚氰酸三縮水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺絡(luò)合物等有許多重要應(yīng)用。前兩者是新型高檔消毒、漂白劑，三氯異氰尿酸全世界總所產(chǎn)能力超過8萬t。
用途
用作肥料,動(dòng)物飼料,炸藥,穩(wěn)定劑和制脲醛樹脂等原料。
用途
分析中用以檢驗(yàn)銻和錫。測定鉛、鈣、銅、鎵、磷、碘化物和硝酸鹽。測定血液尿素氮時(shí)，配標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定血清膽紅素。烴的分離。分析中用以分解氮的氧化物及亞硝酸。制備培養(yǎng)基。福林法測定尿酸時(shí)的穩(wěn)定劑，均相沉淀。
生產(chǎn)方法
尿素中哺乳動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的最終產(chǎn)物。1922年，在德國實(shí)現(xiàn)了用氨和二氧化碳合成尿素的工業(yè)化生產(chǎn)。氨與二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸胺，再脫水生成尿素。
生產(chǎn)方法
用二氧化碳和氨在高溫、高壓下合成氨基甲酸銨，經(jīng)分解、吸收轉(zhuǎn)化后，結(jié)晶，分離、干燥而成。
生產(chǎn)方法
其制備方法是將經(jīng)過凈化的氨與二氧化碳按摩爾比2.8～4.5混合進(jìn)入合成塔，塔內(nèi)壓力為13.8～24.6 MPa，溫度為180～200℃，反應(yīng)物料停留時(shí)間為25～40min，得到含過剩氨和氨基甲酸銨的尿素溶液，經(jīng)減壓降溫，將分離出氨和氨基甲酸銨后的脲液蒸發(fā)到99.5％以上，然后在造粒塔造粒得到尿素成品。
尿素
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品
活性黑KN-BN
樹脂整理劑 UF,尿醛樹脂
5-尿嘧啶甲酸乙酯
2,4-二氯噻吩并[3,2-D]嘧啶
二氫胸腺嘧啶
呋喃西林
白色革鞣劑
脲環(huán)1號合成鞣劑
1-(2-氨基乙基)-2-咪唑啉酮
直接耐曬黑G
卡巴膽堿
二氫尿嘧啶
顏料黃 65
4-氨基-2,6-二羥基嘧啶
ZR-01 阻燃劑
2,4-二氯噻吩并[3,2-D]嘧啶
2,6-二氯-4,8-二哌啶子基嘧啶并[5,4-D]嘧啶
可降解紡織染整整理劑
聯(lián)二脲
異丁叉二脲
1-甲基-1-亞硝基脲
二羥甲基二羥基乙烯脲樹脂
1-苯基-3-羥基-1,2,4-三唑
二氯異氰尿酸
霜脲氰
1,5-二氫嘧啶并[5,4-D]嘧啶-2,4,6,8-(3H,7H)-四酮
過氧化脲
5-(1-甲基丁基)-2,4,6(1H,3H,5H)-嘧啶三酮
氨基模塑料
餐具洗潔精
合成鞣劑PNC
粘合劑 104T/C
縮二脲
2-羥基嘧啶-5-羧酸乙酯
1-苯基氨基脲
烯丙基脲
沖施肥
4-苯基-2-羥基嘧啶-5-羧酸