尿素的生产 [复制链接]

第5版()
专栏：经济资料介绍

尿素的生产
王仁杰　王志明
经济价值
尿素，又称碳酰胺。是一种高效优质氮肥，含氮量46．6％。按含氮量来计算，一公斤尿素相当于二点二五公斤硫酸铵，或一点三三公斤硝酸铵，二点六公斤石灰氮，七十公斤大豆饼，一百一十五公斤菜子饼，一百公斤人粪尿。尿素是一种中性肥料，适合于各种土壤及农作物。还可以用于叶面施肥、简化施肥手续，它的肥效较高，如果使用得当，每一斤尿素可以使每亩粮食作物增产七点二斤，棉花增产二斤，甜菜增产五十五至七十四斤，麻增产二点三至二点六斤。植物在摄取尿素中的氮以后，在土壤中不会残留下来有关的杂质。最近国外开始以尿素与甲醛缩合制成尿醛肥料作长效肥料之用，同时还在研究用尿素制成高氮含量的混合肥料。
在畜牧业上，尿素能代替部分蛋白质作为反刍动物（即四胃动物，如牛、羊等）的附加饲料。按日本东洋高压公司的资料：尿素作为牲畜的饲料，可使乳牛的乳期延长一个月，使羊和绵羊的乳量增加10％—20％，且能节省饲料费10％—20％。
在国外尿素大量用于制造尿醛塑料，亦用作粘着剂原料（粘全夹层板节约木材），小量用于油漆工业，织物加工业，鞣皮工业，有机玻璃，炸药的生产以及飞机制造业中。尿素在医药上作为利尿剂，作糖精、催眠剂之原料，也用于石油精炼，高级牙膏起沫剂，制造染料过程等等。
由此可见，尿素生产与农业生产和人们的吃、穿、用有着十分密切的关系。
生产方法
1773年，法国化学家罗勒氏从人尿中提炼出一种白色的结晶物，命名为“尿素”。那时，人们还不知道它的用途，因此没有受到人们重视。五十年后，1823年，德国化学家贺勒尔通过异氰酸铵的异构化作用，获得了尿素。第一次世界大战末期，德国也曾利用氰氨基钙（石灰氮）水解方法制得尿素。但这些方法所得到的产品纯度不高，成本也贵，因此在工业上没有得到推广。1868年俄国化学家巴塞洛夫创立了氨基甲酸铵脱水制取尿素的方法，受到了人们极大的重视，成为目前工业合成尿素的基础。德人波士利用这个原理，于1920年在德国兵堡建立了第一个尿素工厂。目前世界上制造尿素的方法已有五十多种。
按照俄国化学家巴塞洛夫制取尿素的基本原理，使氨和二氧化碳在高温（180℃左右）高压（190至200大气压）下，在尿素合成高压釜（或简称合成塔）中反应，第一步生成氨基甲酸铵，第二步氨基甲酸铵失去1分子水而成尿素。在反应过程中，氨和二氧化碳并不能得到全部利用，而且生成的氨基甲酸铵也不能全部转化为尿素。因此，在生产过程中必须将尿素和未起反应的氨、二氧化碳以及未转化的氨基甲酸铵分开。此时，所分出的尿素呈溶液状态，再经过蒸发浓缩、结晶、干燥等手续制成固体结晶或粒状，即可作为成品出售；而其余的则设法加以利用，或送回合成塔，或送至其他装置，制造硫酸铵、硝酸铵或碳酸铵。
按未起反应的氨（或称过剩氨）的利用方式，可以分为不循环法（过剩氨不送回合成塔），半循环法（部分过剩氨送回合成塔）和全循环法（过剩氨全部送回合成塔）。
全循环法比不循环法和半循环法具有更多的优点。全循环法根据氨的回收方式不同，又可分为热气循环、油循环、气体分离全循环和溶液全循环等四种。前三者或因腐蚀严重，或因流程复杂，或因成本过高，均渐次被淘汰。目前意大利、美国、日本、荷兰等国在尿素生产中均多采用改进的半循环（通称高效半循环）法和逐步以溶液全循环法代替习用的油循环和气体分离全循环法。
几个国家的生产简况
尿素在工业上大规模生产，还是在第二次世界大战以后的事。近十年来，尿素生产的发展极快。1946年世界尿素产量才几万吨，1950年增至十点五八万吨（按含纯氮计算，下同）。由于生产工艺的改进和设备腐蚀问题的解决，到1958—1959年度即增加到六十六万吨，八年间增加了五倍左右；1959—1960年度又增到八十三万吨，一年间增长25％。许多国家都在打算建立新的尿素工厂，其年生产能力将约为八十六点五万吨，其中澳大利亚零点六万吨，比利时二点三万吨，巴西五点五万吨，加拿大三点六万吨，西德二点五万吨，印度九点五万吨，印度尼西亚十万吨，日本十八点四万吨，荷兰三点一万吨，巴基斯坦五点九万吨，菲律宾三万吨，南非联邦五点一万吨等等。有些国家氮肥工业本来不发达，如秘鲁、墨西哥、印度尼西亚、巴基斯坦等，但也首先发展尿素工业。
美国近年来尿素的发展很快，在资本主义国家中已取代日本而居第一位。1960—1961年度的生产能力已达九十多万吨。美国尿素的消费量，1953年前后，工业用占70％，农业用占30％。1955年以后农业用的大大增加，尤其值得注意的是饲料用的尿素量增加。目前估计有50％用作肥料，有20％用作饲料，用于工业的尿素量则下降为30％。
日本尿素产量居世界第二位，而且发展速度很快，日本1937年才开始生产尿素，1946年零点零五万吨，1948年零点一四万吨，1950年一点六五万吨，1951年三点三万吨，1952年五点六四万吨，1953年七点七九万吨，1954年十二点一万吨，1955年以后又建设了几套新的装备，工厂规模又有所扩大，所以1959—1960年日本尿素的年产量达到十八点四万吨。日本尿素的消费量有80％用于农业。例如，1950年日本尿素产量为一点六五万吨，其中一点三六万吨供农业肥料用，零点二九万吨供工业用。1952年，产量为五点六四万吨，其中，五点二二万吨用作农业肥料，零点四二万吨供工业用。1953年，产量为七点七九万吨，其中，六点八九万吨供农业肥料用，零点九万吨供工业用。
英国尿素的产量：1946年为零点九六万吨，1948年为一点一八万吨，1950年为三点五二万吨，1951年为四点一二万吨，1952年为四点一三万吨，最近几年的生产一直在增加。
意大利的尿素产量：1948年为零点四万吨，1950年为零点六万吨，1951年为零点八九万吨，1952年为一点零九万吨，1953年为二点二二万吨，1954年为二点四四万吨，1957年为十一点八万吨，1958年比上年几乎增加了一倍，而且仍在扩大生产。
挪威于1952年开工了规模为年产一万吨的装置，同年挪威尿素的产量为零点八三万吨，1953年为零点八九万吨，1954年竟为一一点二五万吨。
荷兰尿素产量：1952年为零点二二万吨，1953年为一点七二万吨，1954年为一点五万吨，1959—1960年生产能力增至三点一万吨。目前，荷兰正在建设一个年产五万吨尿素的工厂。
印度1954年才开始生产尿素，其年产量为零点零五万吨，1959—1960年生产能力为九点五万吨。
社会主义国家非常重视尿素的发展。近年来，其发展速度远远超过各资本主义国家。苏联七年计划规定，到1965年尿素总产量将比1958年增加九十多倍；德意志民主共和国、波兰、罗马尼亚、捷克斯洛伐克等也准备成倍地增加尿素的产量。