尿素(urea)是一种常见的化肥和医药用品,主要用途是提供植物生长的氮素营养。它是由两种主要的原料通过化学反应制备而成的:一是氨(NH3),通常由天然气、煤炭或重油等化石燃料中的氢气和氮气在高温高压下合成;二是二氧化碳(CO2),主要来源于工业排放的尾气或者碳酸盐矿石。
在合成过程中,首先将合成气(氢气和氮气的混合物)与蒸汽反应生成一氧化碳和水。然后,一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气。接下来,二氧化碳与氨在水溶液中通过热解吸法进行反应,生成碳酸铵。最后,碳酸铵通过脱碳(即脱去氨)工艺得到最终产品——尿素。