尿素是人工合成的第一個有機物，廣泛存在于自然界中，如新鮮人糞中含尿素0.4％。尿素產量約占我國目前氮肥總產量的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，因為在人尿中含有這種物質，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100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反應。尿素產品有兩種。結晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形，吸濕性強。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。
食品級安全性和純凈度大于農業級大于工業級，但是工業和農業可以理解。食品級的應該是作為食品添加進來用。這種東西按理說不應該用在食品上，不法商販用它目的是為了提高，氮素含量以提高蛋白質含量指標。

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的速率而自身不改變物質。它能夠誘導化學反應發生改變，而使化學反應變快或者在較低的溫度環境下進行化學反應。在有催化劑的環境下，分子只需較少的能量即可完成化學反應。 催化劑在現代化學工業中占有極其重要的地位，現在幾乎有半數以上的化工產品，在生產過程里都采用催化劑。例如，合成氨生產采用鐵催化劑，硫酸生產采用釩催化劑，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產中，都采用不同的催化劑。 目前認為，合成氨反應的一種可能機理，首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附，使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學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的氨。上述反應途徑可簡單地表示為： xFe + N2→FexN FexN +［H］吸→FexNH FexNH +［H］吸→FexNH2 FexNH2 ＋［H］吸FexNH3xFe+NH3 在無催化劑時，氨的合成反應的活化能很高，大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑后，反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二階段的反應活化能為13 kJ/mol。由于反應途徑的改變（生成不穩定的中間化合物），降低了反應的活化能，因而反應速率加快了。

簡述轉化工序在整個合成氨裝置中的重要性

以天然氣為原料生產合成氨，采用的是天然氣加壓催化蒸氣轉化法。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，所以催化反應的條件亦有所不同。 轉化工序的作用，是將主要脫硫合格后的天然氣和從系統來的中壓蒸汽混合，給加熱到500°C左右，在鎳催化劑的作用下，轉化成半水煤氣，作為合成氨和氨加工產品的原料氣。
目前采取的甲烷蒸汽轉化法，除一段爐及其燒嘴結構各有特點外，在工藝流程上均大同小異，都包括有一、二段轉化，原料氣預熱及預熱回收。

進一段爐前的氣體預熱溫度不能過高，水碳比不能過小，否則，可能發生析碳反應。 向二段轉化爐頂部加入工藝空氣（開車階段）時，應達到以下條件：①一段爐出口總管溫度在700以上；②一段轉化爐氣加大到40以上；③工藝空氣的壓力比爐內壓力高0.5Mpa。上述三個條件同時具備時，才允許向二段爐加入工藝空氣，以防止爐頂溫度過低，達不到燃燒溫度或一段轉化倒入空氣管而引起爆炸。為防止此種情況的發生，現在很多廠家都在工藝空氣管道上設計安裝了安全鎖保護裝置，確保安全生產。
轉化反應是可逆反應，要使反應向生成物方向進行，除提高溫度，適當降低壓力外，最重要的是增大反應物水的濃度，既提高水碳比，使水碳比高于理論值。 提高水碳比，能防止析碳反應發生，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。 調節好轉化氣的氣體成分是很重要的，要根據生產實際情況，適時調節氣體成分，達到后工序以及合成氨所需比例的要求。

標簽：合成氨工序簡述