尿素是人工合成的第一個(gè)有機(jī)物，廣泛存在于自然界中，如新鮮人糞中含尿素0.4％。尿素產(chǎn)量約占我國(guó)目前氮肥總產(chǎn)量的40％，是僅次于碳銨的主要氮肥品種之一。
尿素分子式是CO(NH2)2，因?yàn)樵谌四蛑泻羞@種物質(zhì)，所以取名尿素。尿素含氮(N)46％，是固體氮肥中含氮量最高的。工業(yè)上用液氨和二氧化碳為原料，在高溫高壓條件下直接合成尿素。
2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O尿素易溶于水，在20℃時(shí)100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反應(yīng)。尿素產(chǎn)品有兩種。結(jié)晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形，吸濕性強(qiáng)。粒狀尿素為粒徑1～2毫米的半透明粒子，外觀光潔，吸濕性有明顯改善，有利于保存。
食品級(jí)安全性和純凈度大于農(nóng)業(yè)級(jí)大于工業(yè)級(jí)，但是工業(yè)和農(nóng)業(yè)可以理解。食品級(jí)的應(yīng)該是作為食品添加進(jìn)來用。這種東西按理說不應(yīng)該用在食品上，不法商販用它目的是為了提高，氮素含量以提高蛋白質(zhì)含量指標(biāo)。

以合成氨工藝為例，說明催化劑有哪些基本特征

催化劑是一種它能夠加速反應(yīng)的速率而自身不改變物質(zhì)。它能夠誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變，而使化學(xué)反應(yīng)變快或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。在有催化劑的環(huán)境下，分子只需較少的能量即可完成化學(xué)反應(yīng)。 催化劑在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位，現(xiàn)在幾乎有半數(shù)以上的化工產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程里都采用催化劑。例如，合成氨生產(chǎn)采用鐵催化劑，硫酸生產(chǎn)采用釩催化劑，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產(chǎn)中，都采用不同的催化劑。 目前認(rèn)為，合成氨反應(yīng)的一種可能機(jī)理，首先是氮分子在鐵催化劑表面上進(jìn)行化學(xué)吸附，使氮原子間的化學(xué)鍵減弱。接著是化學(xué)吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態(tài)的氨。上述反應(yīng)途徑可簡(jiǎn)單地表示為： xFe + N2→FexN FexN +［H］吸→FexNH FexNH +［H］吸→FexNH2 FexNH2 ＋［H］吸FexNH3xFe+NH3 在無催化劑時(shí)，氨的合成反應(yīng)的活化能很高，大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑后，反應(yīng)以生成氮化物和氮?dú)浠飪蓚€(gè)階段進(jìn)行。第一階段的反應(yīng)活化能為126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二階段的反應(yīng)活化能為13 kJ/mol。由于反應(yīng)途徑的改變（生成不穩(wěn)定的中間化合物），降低了反應(yīng)的活化能，因而反應(yīng)速率加快了。

簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)化工序在整個(gè)合成氨裝置中的重要性

以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨，采用的是天然氣加壓催化蒸氣轉(zhuǎn)化法。此法不僅適用于天然氣，也適用于油田氣，煉油氣等以甲烷為主的氣體。但由于原料氣不同，所以催化反應(yīng)的條件亦有所不同。 轉(zhuǎn)化工序的作用，是將主要脫硫合格后的天然氣和從系統(tǒng)來的中壓蒸汽混合，給加熱到500°C左右，在鎳催化劑的作用下，轉(zhuǎn)化成半水煤氣，作為合成氨和氨加工產(chǎn)品的原料氣。
目前采取的甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法，除一段爐及其燒嘴結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)外，在工藝流程上均大同小異，都包括有一、二段轉(zhuǎn)化，原料氣預(yù)熱及預(yù)熱回收。

進(jìn)一段爐前的氣體預(yù)熱溫度不能過高，水碳比不能過小，否則，可能發(fā)生析碳反應(yīng)。 向二段轉(zhuǎn)化爐頂部加入工藝空氣（開車階段）時(shí)，應(yīng)達(dá)到以下條件：①一段爐出口總管溫度在700以上；②一段轉(zhuǎn)化爐氣加大到40以上；③工藝空氣的壓力比爐內(nèi)壓力高0.5Mpa。上述三個(gè)條件同時(shí)具備時(shí)，才允許向二段爐加入工藝空氣，以防止?fàn)t頂溫度過低，達(dá)不到燃燒溫度或一段轉(zhuǎn)化倒入空氣管而引起爆炸。為防止此種情況的發(fā)生，現(xiàn)在很多廠家都在工藝空氣管道上設(shè)計(jì)安裝了安全鎖保護(hù)裝置，確保安全生產(chǎn)。
轉(zhuǎn)化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，要使反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行，除提高溫度，適當(dāng)降低壓力外，最重要的是增大反應(yīng)物水的濃度，既提高水碳比，使水碳比高于理論值。 提高水碳比，能防止析碳反應(yīng)發(fā)生，但不可提得太高，這樣將適得的其反。一般水碳比控制在3.5——4即可。 調(diào)節(jié)好轉(zhuǎn)化氣的氣體成分是很重要的，要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，適時(shí)調(diào)節(jié)氣體成分，達(dá)到后工序以及合成氨所需比例的要求。

標(biāo)簽：合成氨工序簡(jiǎn)述