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醫(yī)藥: 尿素軟膏(高濃度)用于治療魚鱗病、手足皸裂等皮膚病(促進角質(zhì)層水合與脫落)。某些劑(如尿素本身在特定情況下有滲透性作用)和鎮(zhèn)靜催眠藥(如烏拉坦/氨甲酸乙酯,可由尿素與乙醇反應制得)的原料或中間體。
化妝品: 較低濃度(<10%)作為保濕劑,存在于潤膚霜、護手霜、洗發(fā)水等中(具有吸濕性和角質(zhì)軟化作用)。
炸藥: 硝酸尿素(Urea Nitrate)是一種威力較大的炸藥(但安定性較差)。
煙氣脫硝 (SNCR): 在較高溫度下(850-1100°C)將尿素溶液直接噴入燃煤/燃油鍋爐的煙氣中,尿素熱解生成NH?,與NOx反應脫除。是SCR的補充或替代技術(效率低于SCR)。
尿素,這個看似簡單的有機化合物(化學式 CO(NH?)?),卻在自然界、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代工業(yè)中扮演著極其關鍵且多元化的角色。它不僅是哺乳動物蛋白質(zhì)代謝的主要終產(chǎn)物,更是全球農(nóng)業(yè)賴以生存的氮肥支柱,并在工業(yè)領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。
主要化學性質(zhì):
弱堿性: 其水溶液呈弱堿性(pH值約7-9),因為氨基能微弱地接受質(zhì)子。它能與強酸反應生成鹽(如硝酸尿素 CO(NH?)?·HNO?)。
水解: 在酸、堿或脲酶(一種廣泛存在于土壤和微生物中的酶)的催化下,尿素可水解生成氨和二氧化碳:
CO(NH?)? + H?O → 2NH? + CO?
這是尿素在土壤中轉(zhuǎn)化為植物可吸收氮形態(tài)的關鍵步驟,也是其潛在氨揮發(fā)損失的基礎。
氨基甲酸銨脫水生成尿素:
NH?COONH? ? CO(NH?)? + H?O (吸熱反應)
這是一個可逆、體積縮小的反應,需要在高壓(13-25 MPa)和高溫(180-200°C)下進行以推動反應向右(生成尿素)進行。
現(xiàn)代工藝:核心技術圍繞如何移走反應熱、回收未反應的氨和二氧化碳、以及處理副產(chǎn)物(主要是水)。主流工藝包括:
斯塔米卡邦 CO?汽提法: 使用CO?作為汽提劑,在高壓合成圈內(nèi)回收未反應物,能耗較低。
車用尿素 (柴油機尾氣處理液 - DEF/AUS 32/AdBlue?):
這是尿素增長快的工業(yè)用途。濃度為32.5%的高純度尿素水溶液。
應用于配備選擇性催化還原 (SCR) 系統(tǒng)的柴油車輛(卡車、客車、工程機械、船舶甚至火車)。
工作原理: DEF被噴入發(fā)動機排氣管,在高溫下分解為氨氣(NH?)。NH?在SCR催化劑作用下,將尾氣中的主要污染物氮氧化物 (NOx) 還原為無害的氮氣(N?)和水(H?O),是滿足嚴格排放法規(guī)(如國六、歐六)的核心技術。
對尿素純度(雜質(zhì)、縮二脲含量)、金屬離子含量等要求極其嚴格。
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