Из чего делают мочевину? - коротко
Мочевина синтезируется реакцией аммиака с углекислым газом при высоких температурах и давлении (процесс Боша‑Майзера). Полученный продукт широко применяется в сельском хозяйстве как азотное удобрение.
Из чего делают мочевину? - развернуто
Мочевина получают в промышленных масштабах в результате химической реакции аммиака с углекислым газом. Основные компоненты процесса – чистый аммиак, получаемый из природного газа в ходе паровой реформинг‑реакции, и углекислый газ, который отводится при том же синтезе аммиака или выделяется при сжигании ископаемого топлива. После очистки оба газа подаются в реактор, где при температуре 150–200 °C и давлении 150–250 бар происходит образование карбамоида, который в дальнейшем гидролизуется до мочевины.
Схема реакций выглядит следующим образом:
1. NH₃ + CO₂ → NH₂COONH₄ (карбамид); 2. NH₂COONH₄ → (NH₂)₂CO + H₂O (мочевина + вода).
Для повышения выхода продукта в реакционную смесь вводятся катализаторы (обычно основанные на оксидах железа или цинка), а также применяются системы рекуперации тепла, позволяющие экономить энергию. После получения мочевины её отделяют от воды и примесей методом кристаллизации, промывают и сушат до получения готового гранулированного продукта.
Помимо классической схемы, в некоторых регионах используют альтернативные пути получения. Например, из циануровой кислоты, получаемой из реакций с кристаллическим сульфатом цинка, или из биологически полученного аммиака, выделяемого в результате ферментации органических отходов. Однако такие методы остаются редкостью из‑за более высокой себестоимости и сложности контроля качества.
Таким образом, ключевыми сырьевыми материалами являются аммиак и углекислый газ, а процесс их взаимодействия в условиях высокой температуры и давления обеспечивает массовое производство мочевины, используемой в сельском хозяйстве, химической промышленности и медицине.