文 獻 綜 述
??? 一：尿素生產(chǎn)概述
??? 尿素是目前使用的固體氮肥中，含氮量最高的化肥，其含氮量為硝酸銨的1.3倍，氯化銨的1.8倍，硫酸銨的2.2倍，碳酸氫銨的2.6倍[1]。尿素屬中性速效肥料，長期使用不會使土壤發(fā)生板結(jié)。其分解釋放的CO2也可以被農(nóng)作物吸收，促進植物的光合作用。在土壤中，尿素能增進磷 鉀 鎂和鈣的有效性，且施入土壤后無殘存廢物[2]。
??? 在有機合成工業(yè)中，尿素可用來制取高聚物合成材料，尿素甲醛樹脂可用于生產(chǎn)塑料漆料以及膠合劑等[2]。在醫(yī)藥工業(yè)中，尿素可作為生產(chǎn)利尿劑、鎮(zhèn)靜劑、止痛劑等的原料[3]。此外，在石油、紡織、纖維素、造紙、炸藥、制革、染料和選礦等生產(chǎn)中也要尿素[4]。
??? 目前，中國是世界上最大的化肥生產(chǎn)和消費大國。據(jù)統(tǒng)計，5月份全國共生產(chǎn)尿素183萬噸（折純，下同），比去年同期的166萬噸相比增長了10.1%，1～5月全國共生產(chǎn)尿素877.4萬噸，比去年同期的790.4萬噸增長了11%[5]。
??? 二：尿素的理化性質(zhì)
??? 尿素：學名為碳酰二胺，分子式為CO(NH2)2 ，相對分子量為60.06。因最早由人類及哺乳動物的尿液中發(fā)現(xiàn)，故稱為尿素。純凈的尿素為無色、無味、無臭的針狀或棱柱狀的晶體，含氮量46.6%，工業(yè)尿素因含有雜質(zhì)而呈白色或淺黃色[6]。
??? 尿素的熔點在常壓下為132.6℃，超過熔點則分解。尿素較易吸濕，其吸濕性次于硝酸銨而大于硫酸銨，故包裝、貯存要注意防潮[2]。尿素易容于水和液氨，其溶解度隨溫度升高而增大，尿素還能容于一些有機溶劑，如甲醇、苯等[4]。
??? 常溫時，尿素在水中緩慢地進行水解，最初轉(zhuǎn)化為氨基甲酸銨，然后形成碳酸銨，最后分解為廠氨和二氧化碳。隨著溫度的升高，水解加快，水解程度也增大，在145℃以上尿素的水解速度劇增。這一點對尿素的生產(chǎn)有實際的影響，故在循環(huán)和蒸發(fā)工序應(yīng)于注意[7]。但在60℃以下，尿素在酸性、堿性或中性溶液中不會發(fā)生水解作用[8]。尿素在高溫下進行縮合反應(yīng)，生成縮二脲 縮三脲和三聚氰酸[9]?？s二脲會燒傷作物的葉和嫩枝，故應(yīng)控制產(chǎn)品中縮二脲的含量。往尿液中加入銷銨，對尿素能起到穩(wěn)定作用[10]。
??? 尿素屬微毒類。對眼睛、皮膚和粘膜有刺激作用。對環(huán)境可能有危害，對水體可造成污染[7]。
??? 從以上信息可以看出，尿素是很重要的化工原料，而且具有一定的危害性，因此研究尿素生產(chǎn)過程中的危險性及安全對策是很有意義并且十分必要。
??? 三：尿素的生產(chǎn)方法
??? 尿素最先由魯愛爾于1773年在蒸發(fā)人尿時發(fā)現(xiàn)的。1828年佛勒在實驗室首先用氨和氰酸合成了尿素：HCON +NH3? =CO(NH2)2
??? 此后,出現(xiàn)了以氨基甲酸銨、碳酸銨及氰氨基鈣等作為原料的50余種合成尿素的方法。但是因原料難得或因有毒性或因反應(yīng)條件難以控制或因經(jīng)濟上不合理，在工業(yè)上均未得到實現(xiàn)[12]。
??? 1868年巴扎羅夫提出高壓下加熱氨基甲酸銨脫水生成尿素的方法[13]。1922年首先在德國發(fā)本公司奧包工廠實現(xiàn)了以NH3和CO2直接合成尿素的工業(yè)化生產(chǎn)，從而奠定了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尿素的基礎(chǔ)[14]。
??? 合成氨生產(chǎn)為NH3和CO2直接合成尿素提供了原料。由NH3和CO2合成尿素
??? 反應(yīng)為: 2NH3+CO2 ＝CO(NH2)2 +H2O
??? 該反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，其產(chǎn)率受到化學平衡的限制，只能部分的轉(zhuǎn)化為尿素，一般轉(zhuǎn)化率為50~70%。因而，按轉(zhuǎn)化物的循環(huán)利用程度，尿素的生產(chǎn)方法可分為不循環(huán)法、半循環(huán)法和全循環(huán)法三種[15]。20世紀60年代以來，全循環(huán)法在工業(yè)上得到普遍的使用[17]。