Какое еще название имеет мочевина

Мочевина также известна как карбамид. Это органическое соединение, которое образуется в организме в результате обмена веществ, в частности, при распаде белков.

Карбамид широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения, а также в производстве пластмасс и фармацевтических препаратов.

Мочевина

Подкормка способствует активному росту вегетативной массы, поэтому применение удобрений в период формирования бутонов может негативно сказаться на количестве урожая. Наилучшим моментом для внесения карбамида будет этап формирования зеленой массы растений.

Для того чтобы защитить посадочный материал от воздействия газа аммиака, выделяемого во время химического процесса, мочевину целесообразно вносить за 1-2 недели до высадки.

Мочевину можно добавлять в почву перед посевом или посадкой, непосредственно в подготовленные лунки и бороздки. При этом важно присыпать удобрение слоем земли, чтобы избежать контакта мочевины с семенами или саженцами.

Однако эффективнее всего мочевина проявляет себя на влажных грунтах. Она может вноситься как подкормка даже в условиях защищенного грунта.

• При применении органических удобрений следует уменьшить количество карбамида на треть.

Для основной обработки почвы весной мочевину рекомендуется вносить совместно с фосфорными и калийными удобрениями в дозировках 20-30 г на 1 кв. м для обработанных и 30-40 г для необработанных почв в пропорции 1:1.

Внекорневые подкормки для плодовых деревьев и ягодных кустарников осуществляются раствором карбамида (20-30 г на ведро воды) в два этапа за лето: спустя 5-6 дней после цветения и еще раз через 25-30 дней после первого внесения.

Рекомендуемые дозы применения мочевины для цветов, овощных культур и клубники:

Рекомендуемые нормы для садовых растений:

Мочевина может помочь в борьбе с вредителями и болезнями. Для борьбы с долгоносиками, тлей, колорадским жуком, картофельной нематодой и другими насекомыми можно использовать раствор карбамида для опрыскивания, приготовленный из 500-700 г сухих гранул удобрения, разведенных в 10 л воды.

Мочевина также может помочь в борьбе с некоторыми заболеваниями, такими как пурпурная пятнистость или парша на плодовом дереве и кустарниках. Опрыскивание растений раствором мочевины (500-700 г на 10 л воды) рекомендуется проводить ранней весной, до начала набухания почек, а также осенью после опадения листьев. Эта обработка защитит сад от болезней в следующий год и одновременно удобрит почву.

Это интересно

Карбамид стал первым органическим веществом, созданным искусственным путем из неорганических компонентов, что произошло в начале XIX века благодаря немецкому химику Фридриху Вёлеру. Это открытие стало значительным ударом по учению витализма, которое утверждало, что органические вещества обладают некой «жизненной силой», непознанной с научной точки зрения.

Фактически синтез карбамида из неорганических материалов стал отправной точкой в развитии органической химии.

Свойства

Это порошкообразное вещество состоит из мелких бесцветных или белых кристаллов, не имеющих запаха. Оно хорошо растворимо в воде, а В водном аммиаке, метаноле и этаноле, а также двуокиси серы. Однако нерастворимо в неполярных растворителях: например, в хлороформе, алканах, и лишь слабо растворимо в этилацетате и изопропаноле.

С химической точки зрения карбамид представляет собой амид. Он активно участвует в реакциях с дикарбоновыми органическими кислотами и сильными неорганическими кислотами, реагирует с азотом, галогенами, спиртами, гидразином, альдегидами, аминами и эфирам дикарбоновых кислот, образуя комплексные соединения. Комлекс с перекисью водорода представляет собой известный гидроперит — перекись в удобном сухом виде. Применение мочевины в нефтепереработке позволяет удалять парафины из нефти благодаря образованию комплексов.

Роль азота (N) в жизнедеятельности растения

Азот — один из основных элементов, необходимых для растений. Он входит в состав всех простых и сложных белков. Азот содержится в хлорофилле, фосфатидах, алкалоидах, ферментах и во многих других органических веществах клетки. Условия азотного питания оказывают большое влияние на рост и развитие растений.

Азот оказывает положительное воздействие на рост боковых почек, приводя к образованию новых побегов у зерновых колосовых. При его добавлении увеличивается интенсивность ветвления и количество побегов. Чем больше азота всасывает растение, тем быстрее синтезированные углеводы преобразуются в белки и протоплазму, а значит, меньше углеводов остается для других нужд — например, для синтеза клеточных стенок, которые состоят из углеводов без азота (целлюлозы). Растение ощущает потребность в этом элементе с момента прорастания семян и формирования корневой системы.

Азот для растений является ключевым элементом для достижения урожайности. Его нехватка приводит к сокращению времени вегетативного роста. Применение молекул, не имеющих азота, замедляет энергетический обмен растений и снижает эффективность фотосинтеза. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению общей производительности.

Недостаток азота может снизить потенциальную продуктивность растений на 30% и более.

Листья растения становятся бледно-зелеными, мелкими, преждевременно желтеют, стебли и корни становятся тонкими, растение отстает в росте. У ягодных культур происходит пожелтение и покраснение листьев (разрушение хлоропластов), торможение роста из-за снижения фотосинтетической деятельности и уменьшения синтеза белка, формирование мелких плодов.

Влияние дефицита азота на растение

При низком уровне азота наблюдается уменьшение способности корней к поглощению, возникновение некрозов в листьях, отмирание веток, деформация плодов, снижение иммунитета к заболеваниям и вредителям, ухудшение качества продуктов из-за накопления нитратов, уменьшение сроков хранения, снижение сладости плодов и морозостойкости цветковых почек и побегов.

Физико-химические основы производства

Процесс получения карбамида основывается на реакции Базарова:

2NН3 + СО2 ⇔ СО(NН2)2 + Н2О + 110,1 кДж.

Эта реакция проходит в два этапа.

На первом этапе происходит экзотермическая реакция, в результате которой образуется промежуточное вещество — карбамат аммония:

2NН3(газ) + СО2(газ) ⇔ NН2СОО NН4(ж) + 125,6 кДж; (1)

В соответствии с принципом Ле-Шателье, для смещения равновесия первой реакции вправо целесообразно увеличивать давление и снижать температуру. Тем не менее, значительное понижение температуры может замедлить скорость реакции, а также привести к кристаллизации эвтектической смеси NН2СОО NН4 — СО(NН2)2 при температуре 98 °C и ниже.

Оптимальные условия для достижения высокой скорости реакции и достаточно хорошего превращения сырья составляют 150-190 °C и давление 15-20 МПа.

На втором этапе проходит эндотермическая реакция отделения воды от молекул карбамата аммония:

NН2СОО NН4(ж) ⇔ СО(NН2)2(ж)+ Н2О(п) – 15,5 кДж. (2)

Для данной реакции напротив — следует снижать давление и повышать температуру. Наивысшая степень превращения достигается при 220 °C.

Для дополнительного смещения равновесия этой реакции вправо также используется избыток аммиака, который, связывая реакционную воду, выводит её из зоны реакции.

Однако добиться полного превращения карбамата аммония в карбамид не представляется возможным. Поэтому реакционная смесь, кроме карбамида и воды, также содержит карбамат аммония и продукты его разложения — аммиак и углекислый газ.

Помимо этих двух главных реакций, происходит нежелательная побочная реакция распада части карбамида, приводящая к образованию вредной примеси — биурета:

2СО(NН2)2 ⇔ NН2СОNНСОNН2 + NН3 – Q (3)

Эта реакция обратимая и протекает довольно медленно.

Для ее подавления используется практически двойной избыток аммиака и сокращение времени пребывания реакционной смеси при высоких температурах.

Принципиальная технологическая схема агрегата карбамида

1 – регенератор жидкого аммиака; 2 – конденсатор возвратного аммиака; 3 – резервуар жидкого аммиака; 4 — подогреватель; 5 – колонна для синтеза карбамида; 6 – колонна дегидрирования; 7 – колонна дистилляции первой ступени; 8 – абсорбер высокого давления; 9 – холодильник абсорбера высокого давления; 10 – колонна дистилляции второй ступени; 11 – газосепаратор; 12 – абсорбер низкого давления; 13 – абсорбер непрореагировавшей смеси; 14, 15 – вауум-кристаллизатор; 16 – сгущатель-декантатор; 17 – центрифуга; 18 – сушилка псевдоожиженного слоя; 19 – циклон; 20 – шнековый транспортер; 21 – плавильник; 22 – напорный бак; 23 – гранулятор; 24 – грануляционная башня; 25 – грохот

Углекислый газ сжимается с помощью турбокомпрессора до давления 25 МПа и в газообразном состоянии поступает в четырехступенчатый компрессор. Примеси водорода, содержащиеся в углекислом газе, удаляются каталитическим способом в колонне дегидрирования 6. Жидкий аммиак из резервуара 3 с помощью насоса под давлением 25 МПа подается в реактор 5, предварительно нагреваясь в подогревателе 4. Внизу реактора 5 подается рециркулирующий раствор УАС из холодильного абсорбера 9.

Из верха реактора 5 реакционная смесь состоящая из карбамида, карбоната аммония, аммиака и воды через дроссель Д1 поступает в дистиллятор первой ступени 7. Он работает при давлении 1,7 МПа и температуре 165 0С. В нем испаряется большая часть аммиака и почти весь карбамат аммония разлагается. Для улучшения этих процессов дистиллятор 7 снабжен одним выносным и одним встроенным кипятильниками.

Газы дистилляции, образующиеся в верхней части аппарата, направляются в холодильник абсорбера высокого давления 9. Раствор карбамида вместе с остатками карбамата аммония и аммиака направляется в колонну дистилляции второй ступени 10. Для повышения эффективности процесса дистилляции в аппарате 10 предусмотрены два дополнительных кипятильника. В нижнюю часть аппарата 10 Вводится СО2 с небольшими добавками воздуха для защиты внутренних поверхностей аппарата от коррозии.

Газы дистилляции из аппарата 10 поступают в абсорбер низкого давления 12. Небольшое количество оставшихся примесей аммиака и СО2 выделяется в газосепараторе 11. Газы из газосепаратора отправляются в абсорбер 13. Практически чистый водный раствор карбамида с концентрацией 70-71 % и температурой около 90 ℃ попадает в установку для вакуумной кристаллизации 14 и 15.

На верхнем уровне аппарата 15 поддерживается вакуум, что способствует интенсивному испарению воды из раствора карбамида. Одновременно снижается температура раствора, что ведет к началу кристаллизации карбамида.

Образовавшаяся суспензия стекает в нижнюю часть кристаллизатора 14, где под атмосферным давлением, с использованием медленно движущейся мешалки, кристаллы достигают необходимого размера, осаждаются на дно, а затем через скребковую мешалку суспензия с концентрацией твердой фазы около 30% подается в декантатор 16 для предварительного сгущения и гидроклассификации.

Декантатор представляет собой установку с наклонной сеткой. Грубая фракция кристаллов карбамида, имеющая концентрацию твердой фазы около 70%, поступает самотеком в центрифугу непрерывного действия типа ФГП для окончательного обезвоживания и промывания от остатков биурета, в то время как мелкие фракции, прошедшие через сетку, возвращаются в производственный процесс.

Промытый осадок кристаллов карбамида с влажность 2-3 % выгружается и окончательно высушивается горячим воздухом в сушилке с псевдоожиженным слоем 18. Высушенные кристаллы с остаточной влажностью не более 0,2 % при помощи пневмостранспорта направляются в верхнюю часть грануляционной башни 24.

Сначала вещества попадают в групповый циклон 19, затем с помощью шнека 20 они направляются в плавильник 21, где установлена гребковая мешалка. Получившийся расплав карбамида очищается от механических загрязнений и распыляется специальными устройствами во внутренней шахте грануляционной башни, образуя капли, которые движутся навстречу восходящему потоку воздуха.

Высота падения этих капель составляет примерно 70 метров. За время этого падения капли успевают закристаллизоваться в гранулы сферической формы. Дальше они охлаждаются в нижней части башни с помощью воздуха в холодильнике с псевдоожиженным слоем, классифицируются, и фракция гранул размером от 1 до 4 мм обрабатывается специальными антислеживающими добавками и затем складируется. Гранулы, не соответствующие стандартам, возвращаются обратно в плавильник.

Отработанный воздух проходит через мокрую пылеочистку в скрубберах, расположенных на верхнем уровне грануляционной башни, после чего выбрасывается в атмосферу.

Она представляет собой многослойный сосуд высокого давления, предназначенный для синтеза карбамида из жидкого аммиака и газообразного углекислого газа.

Объем этого оборудования составляет 102 м³. В качестве рабочей среды выступают карбамид, карбамат аммония, УАС, СО2 и аммиак. Процесс синтеза происходит при давлении 25 МПа и температуре около 200 °C. Корпус колонны изготовлен из углеродной стали и внутри футерован титановыми листами. Титан имеет меньший коэффициент теплового расширения по сравнению с углеродной сталью, поэтому существуют некоторые правила для запуска и эксплуатации колонны:

1. Необходимо избегать подачи жидкого аммиака в пустую колонну (при отсутствии внутреннего давления).
2. Запрещено нагревать пустую колонну паром. Сначала нужно увеличить внутреннее давление, а затем поднимать температуру.
3. Разница температур между титановым футеровочным слоем и основным корпусом не должна превышать 50 °C. Температуру и давление следует изменять постепенно.
4. Гидравлические испытания колонны должны проходить при давлении 41,3 МПа в течение 30 минут. Давление должно подниматься медленно в течение нескольких часов, а его сброс также должен быть постепенным, занимая 6-7 часов.

Штуцеры для подачи реагентов и отведения готовых продуктов изготовлены из высоколегированной коррозионностойкой хромоникельмолибденовой стали.

Все остальные технологические устройства Выполнены из хромоникельмолибденовой стали.

Внутри корпуса колонны на всей высоте, с интервалом 1,5 м, размещены отверстия диаметром 6 мм, которые доходят до титана. Эти отверстия соединены гибкими шлангами с общим коллектором.

В случае, если футеровка будет повреждена, реакционная смесь под напором выталкивается в коллектор, что немедленно фиксируется обслуживающим персоналом.

Детали коллектора контроля футеровки

Изображение Г: Штуцер контроля футеровки: 1 – титановая футеровка;

2 – корпус реактора; 3 – трубка диаметром 6 мм; 4 – гибкий шланг;

5 – коллектор контроля диаметром 10 мм

Колонна дистилляции 1-й ступени

Это оборудование состоит из двух частей: верхней сепарационной и нижней выпарной. В нижней секции расположен пленочный выпарной аппарат. Обе части функционируют под давлением 1,7 МПа. Температура в верхней части колонны достигает 123 °C, в нижней – 165 °C. Объем колонны составляет 42,4 м³, а масса — 53,4 т.

В нижней части сепарационной секции находятся четыре ситчатые тарелки, где газы, образующиеся при дросселировании реакционного раствора, отделяются от жидкости и смешиваются с газами, образовавшимися в результате разложения карбамата аммония в нижней части колонны. Полученная газовая смесь направляется на абсорбцию в высоконапорный абсорбер.

Жидкая фаза из сепарационной части колонны стекает в нижнюю секцию, где она контактирует с высокотемпературным газом, поступающим из первого этапа дистилляции через выносной кипятильник и встроенный пленочный выпарной аппарат.

Выносной кипятильник первого этапа дистилляции представляет собой теплообменник трубного типа, где карбамидный раствор проходит через трубовое пространство, в то время как греющий водяной пар попадает в межтрубное пространство.

Применение

Гранулированная мочевина, являющаяся начальным компонентом для получения различных химических веществ, таких как гербициды, карбамидные смолы, меламин, циануровая кислота и ее производные, гидразин, фармацевтические препараты (в том числе барбитураты), красители. В нефтяной отрасли мочевина используется для депарафинизации нефтепродуктов. Также она находит применение в производстве гигиенических и косметических средств. В сельском хозяйстве мочевина используется как концентрированное легкоусваиваемое азотное удобрение; более 90% всей производимой мочевины идет на удобрения. В животноводстве мочевина добавляется в корма для животных с целью замены белковых компонентов.

Мировое производство мочевины в 2021 г. оценивается в 175,59 млн т; к 2028 г. ожидается рост производства до 188,22 млн т ( Global Urea Market Outlook ).

Редакция химических наук

Информация

Области знания: Органические соединения. Другие наименования: Карбамид. Брутто-формула: CH₄N₂O. Молярная масса: 60,06 г/моль. Температура плавления: 132,7 °C. Агрегатное состояние: твердое. Плотность при нормальных условиях: 1,335 г/см³.

• Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»

  Создан при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации.

  ISSN: 2949-2076

• Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»

  Главный редактор: Кравец С. Л.

  Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00

  Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru

• © АНО БРЭ, 2022 — 2025. Все права защищены.
• Условия использования информации. Вся информация, представленная на данном портале, предназначена исключительно для личного использования и не подлежит дальнейшему воспроизведению.

  Весь медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, сканированные изображения) может использоваться только с разрешения правообладателей.

• Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для личного использования и не подлежит дальнейшему воспроизведению.

  Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.