尿素，這個看似簡單的有機化合物（化學(xué)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(guān)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(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

在哺乳動物（包括人類）體內(nèi)，尿素是蛋白質(zhì)和氨基酸代謝的主要含氮終產(chǎn)物。這一過程主要在肝臟中通過尿素循環(huán)（鳥氨酸循環(huán)）完成：
有毒的氨（NH?）與二氧化碳（CO?）在肝細胞內(nèi)結(jié)合生成氨基甲酰磷酸。
氨基甲酰磷酸與鳥氨酸結(jié)合生成瓜氨酸。
瓜氨酸與天冬氨酸結(jié)合生成精氨琥珀酸。
精氨琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸。
精氨酸在精氨酸酶作用下水解，生成尿素和鳥氨酸（重新進入循環(huán)）。
生成的尿素溶解于血液中，經(jīng)腎臟過濾，終隨尿液排出體外。這是維持生物體氮平衡和解除氨毒的關(guān)鍵機制。

氨基甲酸銨脫水生成尿素：
NH?COONH? ? CO(NH?)? + H?O (吸熱反應(yīng))
這是一個可逆、體積縮小的反應(yīng)，需要在高壓（13-25 MPa）和高溫（180-200°C）下進行以推動反應(yīng)向右（生成尿素）進行。
現(xiàn)代工藝：核心技術(shù)圍繞如何移走反應(yīng)熱、回收未反應(yīng)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(yīng)物，能耗較低。


核心優(yōu)勢：
含氮量高 (46%)： 在所有常見的固體氮肥中高（硝酸銨34-35%，硫酸銨21%，氯化銨25%）。這意味著單位重量的尿素提供的氮素多，顯著降低了運輸、儲存和施用的成本。
物理性質(zhì)優(yōu)良： 顆粒均勻、強度好（產(chǎn)品）、易于儲存（防潮條件下）和機械化施用。
無副成分： 不含硫酸根、氯離子等可能對土壤或特定作物產(chǎn)生不良影響的離子，適用性廣泛。
原料來源廣泛： 基于合成氨，原料（天然氣、煤、空氣）相對充足。

挑戰(zhàn)與科學(xué)施用：
氨揮發(fā)損失： 尿素水解產(chǎn)生的NH??會使施肥點局部pH值升高，導(dǎo)致部分NH??轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨（NH?）揮發(fā)到大氣中。這是尿素氮素損失的主要途徑之一，尤其在高pH值土壤、石灰性土壤、或施于地表未覆土?xí)r損失嚴重。深施覆土、雨后或灌溉前施用、添加脲酶抑制劑（如NBPT）是減少氨揮發(fā)的有效措施。


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(yīng)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(shù)。
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。