尿素及車用尿素溶液簡介

車用尿素溶液車用尿素是重型柴油車達(dá)到國四排放標(biāo)準(zhǔn)的必備產(chǎn)品。車用尿素是指尿素濃度為32.5%且溶劑為超純水的尿素水溶液，原料為尿素晶體和超純水。重型卡車、客車等柴油車要達(dá)到國四排放標(biāo)準(zhǔn)，在尾氣處理上就要選用適合的SCR系統(tǒng)，而這項系統(tǒng)必須利用尿素溶液對尾氣中的氮氧化物進(jìn)行處理。因此，車用尿素溶液成了重型卡車及客車達(dá)到國四排放標(biāo)準(zhǔn)的必備產(chǎn)品。

SCR是我國減排的最優(yōu)選擇。目前國內(nèi)現(xiàn)行的柴油國標(biāo)GB19147-2009要求含硫量≤350ppm，而ECR-DOC技術(shù)要求油品含硫量在10ppm以下，因此在中國暫不具有推廣條件。SCR則可耐350ppm的含硫油品，因此有推廣的技術(shù)基礎(chǔ)。由于采用SCR技術(shù)的國四發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性比EGR技術(shù)好、對發(fā)動機(jī)改動小、對燃油和機(jī)油要求較低、在技術(shù)升級連續(xù)性上具有優(yōu)勢、SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的風(fēng)險，因此SCR技術(shù)是最適合我國國情的重型柴油車減排技術(shù)路線。

車用尿素是濃度為32.5%且溶劑為超純水的尿素水溶液，生產(chǎn)原料為尿素晶體和超純水，其關(guān)鍵點在于原料純度。從生產(chǎn)工藝來看，雖然車用尿素對原料純度要求高于一般工業(yè)用需求，但目前國內(nèi)工藝已然可以滿足實際應(yīng)用需求。車用尿素的生產(chǎn)工藝不足以構(gòu)建高進(jìn)入壁壘。

國內(nèi)車用尿素主要是從工業(yè)尿素提純得來，其主要原理是：1）在溫度70-75℃時，尿素在水溶液中發(fā)生水解。2）在溫度30℃以下時，尿素重新從水溶液中結(jié)晶出來。3）每水解結(jié)晶一次，其純度會得到大幅提高，一般利用工業(yè)一級尿素水解結(jié)晶一次，就可達(dá)到車用尿素標(biāo)準(zhǔn)要求，其產(chǎn)出比例為1.5：1。

車用尿素必須使用電子行業(yè)一級超純水。車用尿素的由于SCR催化劑載體極易發(fā)生金屬離子中毒從而失去催化效果，因此車用尿素溶液必須使用電子行業(yè)一級超純水（電阻率≥18MΩ?cm）。車用尿素溶液會在-11℃下開始結(jié)冰，實際使用中在-20℃時會完全上凍。目前技術(shù)是通過加入改性劑降低溶液凝固點、外加加熱裝置等手段防止溶液凝固。車用尿素溶液(AdBlue)是用不含其他任何添加物的高純尿素和純水一起配制的溶液，該溶液中尿素含量為32.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。國內(nèi)外重型柴油機(jī)廠家大多數(shù)采用了SCR(選擇性催化還原)技術(shù)來滿足歐IV、歐Ⅴ機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。選擇SCR技術(shù)的的車輛必須添加尿素溶液作為催化還原劑，使車輛達(dá)標(biāo)排放。

柴油發(fā)動機(jī)尾氣處理液(俗稱為：汽車尿素，車用尿素，汽車環(huán)保尿素)，在中國和歐洲稱為AdBlue，在美洲稱為DEF，在巴西稱為ARLA32.AdBlue是由成分為32.5%的高純尿素和67.5%的去離子水組成的高純度透明液體，有淡淡的氨水氣味。如果濺出，水分蒸發(fā)并形成結(jié)晶。AdBlue用于配有SCR（車用選擇性催化還原尾氣后處理）系統(tǒng)的轎車、卡車、客車和重型非道路使用柴油發(fā)動機(jī)車輛，是SCR技術(shù)中必須要用到的消耗品，與SCR催化劑一起將柴油發(fā)動機(jī)排放的有害氮氧化物轉(zhuǎn)換成無害的水蒸氣和氮。SCR系統(tǒng)的主要組成部分包分子量：60.06精確質(zhì)量：60.03240PSA：69.11000LogP：0.42440[1]物化性質(zhì)性狀：無色或白色針狀或棒狀結(jié)晶體，\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒，無臭無味。含氮量約為46.67%。沸點：196.6°Cat760mmHg。折射率：n20/D1.40。閃點：72.7°C。密度：1.335。熔點：132.7℃。水溶性：1080g/L(20℃)。溶解性：溶于水、\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"甲醇、甲醛、\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"乙醇、\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"液氨和醇[1]

，微溶于\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"乙醚、氯仿、苯。弱堿性。[2]化學(xué)性質(zhì)可與酸作用生成鹽。有水解作用。在高溫下可進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成縮二脲、縮三脲和三聚氰酸。加熱至160℃分解，產(chǎn)生\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"氨氣同時變?yōu)楫惽杷?。因為在人尿中含有這種物質(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。尿素在酸、堿、酶作用下（酸、堿需加熱）能水解生成氨和二氧化碳。對熱不穩(wěn)定，加熱至150~160℃將脫氨成縮二脲。硫酸銅和縮二脲反應(yīng)呈紫色，可用來鑒定尿素。[1]

若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸。（機(jī)理：先脫氨生成異氰酸（HN=C=O），再三聚。）與乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲與二乙酰脲。在乙醇鈉作用下與丙二酸二乙酯反應(yīng)生成丙二酰脲（又稱巴比妥酸，因其有一定酸性）。在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應(yīng)，縮聚成脲醛樹脂。與水合肼作用生成氨基脲。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(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)，吸濕后結(jié)塊，吸濕速度比顆粒尿素快12倍。[1]

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。20℃時臨界吸濕點為相對濕度80%，但30℃時，臨界吸濕點降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮濕氣候下敞開存放。在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)，其吸濕性大大下降。制備方法編輯方法一

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。方法二

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13.8～24.6MPa，溫度為180～200℃，反應(yīng)物料停留時間為25～40min，得到含過剩氨和\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"氨基甲酸銨的尿素\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"溶液，經(jīng)減壓降溫，將分離出氨和\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"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。方法三

尿素中哺乳動物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的最終產(chǎn)物。1922年，在德國實現(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。工業(yè)制法生產(chǎn)方法：工業(yè)上用\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"液氨和二氧化碳為原料，在高溫高壓條件下直接合成尿素，化學(xué)反應(yīng)如下：2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O。[3]貯存注意編輯1、尿素如果貯存不當(dāng)，容易吸濕結(jié)塊，影響尿素的原有質(zhì)量，給農(nóng)民帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失，這就要求廣大農(nóng)戶要正確貯存尿素。在使用前一定要保持尿素包裝袋完好無損，運輸過程中要輕拿輕放，防雨淋，貯存在干燥、通風(fēng)良好、溫度在20度以下的地方。2、如果是大量\t"/item/%E5%B0%BF%E7%B4%A0/_blank"貯存，下面要用木方墊起20公分左右，上部與房頂要留有50公分以上的空隙，以利于通風(fēng)散濕，垛與垛之間要留出過道。以利于檢查和通風(fēng)。已經(jīng)開袋的尿素如沒用完，一定要及時封好袋口，以利下年使用。3、避免與皮膚和眼睛接觸。[3]應(yīng)用領(lǐng)域編輯醫(yī)學(xué)領(lǐng)域皮膚科以含有尿素的某些藥劑來提高皮膚的濕度。非手術(shù)摘除的指甲使用的封閉敷料中，含有40%的尿素。測試幽門螺桿菌存在的碳-14-呼氣試驗，使用了含有碳14或碳13標(biāo)記的尿素。因為幽門螺桿菌的尿素酶使用尿素來制造氨，以提高其周邊胃里的pH值。同樣原理也可測試生活在動物胃中的類似細(xì)菌。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用于生產(chǎn)多種復(fù)合肥料。在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長期施用沒有不良影響。畜牧業(yè)可用作反芻動物的飼料。但在造粒中溫度過高會產(chǎn)生少量縮二脲，又稱雙縮脲，對作物有抑制作用。我國規(guī)定肥料用尿素縮二脲含量應(yīng)小于0.5%?？s二脲含量超過1%時，不能做種肥，苗肥和葉面肥，其他施用期的尿素含量也不宜過多或過于集中。植物體內(nèi)尿素的生成途徑尿素是有機(jī)態(tài)氮肥，經(jīng)過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4～8天施用。尿素適用于作基肥和追肥，有時也用作種肥。尿素在轉(zhuǎn)化前是分子態(tài)的，不能被土壤吸附，應(yīng)防止隨水流失；轉(zhuǎn)化后形成的氨也易揮發(fā)，所以尿素也要深施覆土。（土壤轉(zhuǎn)化施入土壤中一小部分以分子態(tài)溶于土壤溶液中，通過氫鍵作用被土壤吸附，其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸銨，進(jìn)而生成碳酸和氫氧化銨。然后銨根離子能被植物吸收和土壤膠體吸附，碳酸氫根離子也能被植物吸收，因此尿素施入土壤后不殘留任何有害成分。另外尿素中含有的縮二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸，尿素在土壤中轉(zhuǎn)化受土壤PH值、溫度和水分的影響，在土壤呈中性反應(yīng)，水分適當(dāng)時土壤溫度越高，轉(zhuǎn)化越快；當(dāng)土壤溫度10℃時尿素完全轉(zhuǎn)化成銨態(tài)氮需7-10天，當(dāng)20℃需4-5天，當(dāng)30℃需2-3天即可。尿素水解后生成銨態(tài)氮，表施會引起氨的揮發(fā)，尤其是堿性或堿性土壤上更為嚴(yán)重，因此在施用尿素時應(yīng)深施覆土，水田要深施到還原層。）尿素適用于一切作物和所有土壤，可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。由于尿素在土壤中轉(zhuǎn)化可積累大量的銨離子，會導(dǎo)致PH升高2-3個單位，再加上尿素本身含有一定數(shù)量的縮二脲，其濃度在500ppm時，便會對作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不宜用作種肥。尿素（氮肥）能促進(jìn)細(xì)胞的分裂和生長，使枝葉長得繁茂。[3]用途編輯它可以大量作為三聚氰胺、脲醛樹酯、水合肼、四環(huán)素、苯巴比妥、咖啡因、還原棕BR、酞青藍(lán)B、酞青藍(lán)Bx、味精等多種產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。調(diào)節(jié)花量為了克服蘋果地大小年，遇小年時，于花后5-6周(蘋果花芽分化的臨界期，新梢生長緩慢或停止，葉片含氮量呈下降趨勢)葉面噴施0.5%尿素水溶液，連噴2次，可以提高葉片含氮量，加快新梢生長抑制花芽分化，使大年的花量適宜。疏花疏果桃樹的花器對尿素較為敏感但嘎面反應(yīng)較遲鈍，因此，國外用尿素對桃和油桃進(jìn)行了疏花疏果試驗，結(jié)果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要較大濃度(7.4%)才能顯示出良好效果，最適合濃度為8%-12%，噴后1—2周內(nèi)，即能達(dá)到疏花疏果的目的。但是，在不同的土地條件下，不同時期及不同品種的反應(yīng)尚需進(jìn)一步試驗。水稻制種在雜交稻制種技術(shù)中，為了提高父母本的異交率，以增加雜交稻制種量或不育系繁種量，一般都采用赤毒素噴施母本以減輕母本包頸程度或使之完全抽出；或噴施父母本，調(diào)節(jié)二者的生長，使其花期同步。由于赤霉素價格較貴，用其制種成本高。人們用尿素代替赤霉素進(jìn)行實驗，在孕穗盛期、始穗期(20%抽穗)使用1.5%-2%尿素，其繁種效果與赤霉素類似，且不會增加株高。防治蟲害用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份，攪拌混勻后，可防止果樹、蔬菜、棉花上的蚜蟲、紅蜘蛛、菜青蟲等害蟲，殺蟲效果達(dá)90%以上。尿素鐵肥尿素以絡(luò)合物的形式，與Fe2+形成螯合鐵。這種有機(jī)鐵肥造價低，防治缺鐵失綠效果很好。此外葉面噴0.3%硫酸亞鐵時加入0.3%尿素，防治失綠效果比單噴0.3%硫酸亞鐵好。因為尿素具有優(yōu)異的溶解染料性能，又有溫和的還原性/抗氧化性及極為優(yōu)異的吸濕性（見附表），所以在紡織工業(yè)上是優(yōu)良的染料溶劑/吸濕劑/粘膠纖維膨化劑，樹脂整理劑，有廣泛的用途。尿素在紡織工業(yè)上與其它吸濕劑的吸濕性比較：與自身的重量比。工業(yè)應(yīng)用對于鋼鐵、不銹鋼化學(xué)拋光有增光作用，在金屬酸洗中用作緩蝕劑，也用于鈀活化液的配制。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,尿素加熱至200℃時生成固態(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