我們接下來要講的産品,是曆史上第一種以人工合成無機物質而得到的有機化合物。
然而這種古老的化工品,每個人都能生産,不需要實驗室、設備,就是「一泡尿」的事。它就是我們本期的主角,尿素。
看到這裡大家估計會恍然大悟:“尿素,不就是那個做化肥的嗎?”尿素是做化肥的,卻不單單是做化肥的。作為化工界的“普信”産品,下面,我們就一起看看尿素是如何影響世界的。
先重溫一下高中化學知識:
和尿相關?
尿素
英文名:urea
别稱:脲[niào]、碳酰胺
化學式:NH2CONH2
CAS:57-13-6
尿素是由碳、氮、氧、氫組成的有機化合物,是一種白色晶體。它每天都在我們的體内生成,從我們的尿液中排出,因為人的尿液中含有這一物質,所以取名尿素。
說到尿素的起源,最早可追溯到1773年,伊爾·羅埃爾發現尿素;1828年,德國化學家弗裡德裡希·維勒用無機物質氰酸铵與硫酸铵意外地人工合成了尿素,揭開了人工合成有機物的序幕;1909年,德國化學家弗裡茨·哈伯發明出人工合成氨,有了合成氨,就能輕而易舉地制造尿素。
尿素“荒”了
正是這樣的一種物質,價格在2021年裡屢創曆史新高。
2020年下半年,尿素價格比較平穩,2021年最高漲幅将近60%。在國際上,2021年11月尿素價格也上漲至近千美元/噸的曆史最高水平。
俗話說“物以稀為貴”,高價源自緊缺。然而在實驗室裡問世百餘年後,制造工藝成熟的合成尿素為何面臨着全球供應不足的問題?
這得從尿素的生産流程說起。
在我們肝髒中産生的尿素僅占尿液的1-2%,光靠人自己可遠遠不夠。所以人類學會了通過把天然氣或從煤炭中提取的氣體變成氨,再用來合成工業尿素。
天然氣和煤炭作為尿素的生産原料,在疫情之後,因供需失衡,價格都不斷飙升。為了優先确保本國農業使用,各大主要尿素生産國都開始限制出口。我國海關也在2021年10月發布公告,嚴格控制尿素出口。
在供應減少的情況下,全球尿素價格自然隻有上漲一條路。相比全球尿素大漲,我國作為世界上第一大尿素生産國,目前尿素價格總體偏穩。
再說到尿素的用途,雖然被人體當做廢物排出,但在人體之外,尿素卻是個好東西。
尿素可以用來幹嘛?主要是分為農業用和工業用兩類,其中,農業上用來做化肥、飼料,解決我們的溫飽問題;工業上,它是車用尿素、人造闆和三聚氰胺的重要原料,可以用來美白牙齒、淨化廢氣,還有檢查幽門螺杆菌的呼氣試驗,依靠的就是尿素。
尿素主要應用于農業化肥和車用尿素
糧食的“糧食”
尿素荒帶來的問題首先反映在農業上。在印度,尿素的缺乏讓農民擔心自己的生計。
由于尿素短缺,去年印度的化肥分配站出現了搶購。
尿素對于農業和農民有多重要?在氮、磷、鉀三種基礎性化肥中,氮肥所占比重最大,為63.3%。其中,尿素則是氮肥中的絕對主力,被稱為“糧食的糧食”。
作為一種中性化肥,尿素适用于各種土壤和植物。它易保存,使用方便,對土壤的破壞作用小,不灼傷莖葉,吸濕性強,易随水分滲透到葉片中去,迅速被作物吸收,是根外追肥的理想肥料。
卡車加“尿”
除了農業上的影響,尿素在工業應用上的緊缺,給韓國帶來了新的難題。
尿素荒意味着卡車司機無法啟動引擎,面臨被迫停工
車和尿素是什麼關系?對于老司機來說,卡車加“尿”和加油一樣是司空見慣的事,但對車用尿素不甚了解。
車用尿素,又稱:汽車環保尿素,學名:柴油發動機尾氣處理液,是處理柴油車尾氣設備的必需原料。由高純尿素和去離子水組成的高純度透明液體,有淡淡的氨水氣味。
按照規定,柴油車想要上路行駛,需要在柴油機排氣處理液箱裝滿車用尿素。
柴油車尾氣的有害物質主要是氮氧化物和顆粒,在發動機内部可以通過技術手段降低顆粒排放,采用噴射尿素到尾氣後處理裝置中,尿素在高溫下分解為氨氣,在催化劑的作用下會和氮氧化物反應生成無害的水蒸氣和氮,這一裝置叫做SCR後處理系統。
沒有尿素可用的柴油車,除了造成空氣污染,還會變成烏龜車。當車用NOX傳感器檢測到尾氣中二氧化氮濃度超标之後,系統ECU就會開始限扭,動力被限制住了,自然也開不快了。
車用尿素隻是尿素在工業上應用的一小塊領域,除此之外,尿素工業需求主要分為脲醛樹脂、三聚氰胺、三聚氰酸(又名氰尿酸)、煙氣脫硝以及精細化工等領域。
近年來,我國尿素工業消費保持快速增長,農業消費趨于穩定。十八大以來,國家大力提倡發展生态農業,要求逐步控制化肥用量。2017 年農業領域消費3965萬噸,同比減少8.2%,工業用消費領域1562萬噸,同比增長13.2%。
五花八門的尿素
面對市場上五花八門的尿素,我們該如何挑選?
西隴科學工業級尿素
1. 看含氮量
尿素為有機态氮肥,主要有效成分是氮元素,含氮量N≥45%是最重要的指标,含氮量低于45%(超出允許誤差值)的尿素都是“假尿素”或不合格尿素。很多“山寨”尿素的含氮量不達标,往往隻有25%的氮含量。
2. 看純度
車用尿素液所使用的尿素為高純度尿素,農用尿素達不到純度要求。車用尿素使用的水經過去離子處理,幾乎不含有礦物質和雜質。經過嚴格的配比要求,由32.5%高純尿素和67.5%的去離子水組成。
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