尿(niao)素(su),也叫做碳(tan)酰胺,最簡單的(de)有機(ji)化(hua)合物之一,含氨量最高的(de)氮肥,分子式 CO(NH2)2。1773 年(nian),伊萊爾•羅埃爾發現(xian)了(le)尿(niao)素(su),1828 年(nian),德國化(hua)學家弗里德里希•維 勒使用無機(ji)物氰酸銨和硫酸銨意外(wai)的(de)合成了(le)尿(niao)素(su),從此揭開了(le)人工合成有機(ji)物的(de)序幕。
工(gong)(gong)業上合(he)(he)成尿素(su)可行的方(fang)法(fa)有多種,比如(ru)光(guang)氣與氨反應,氨與氧硫化(hua)碳反應,目(mu) 前工(gong)(gong)業上都是(shi)用液氨(合(he)(he)成氨)與二氧化(hua)碳直接合(he)(he)成尿素(su),反應步驟為: 2NH3+CO2=NH4COONH2=CO(NH2)2+H20。而合(he)(he)成氨的主要(yao)原料(liao)則來自三大化(hua)石(shi)燃料(liao):煤、石(shi)油 和(he)天然氣。
尿素生產流(liu)程

尿(niao)素(su)最主要應(ying)用(yong)于農業(ye)與工(gong)業(ye)領域。在農業(ye)領域,尿(niao)素(su)可用(yong)于生(sheng)產復合(he)肥(fei),也可 作(zuo)(zuo)為氮肥(fei)直接(jie)施用(yong)。其施用(yong)時(shi)(shi)主要作(zuo)(zuo)為基肥(fei)和(he)(he)(he)追(zhui)肥(fei),能(neng)促進(jin)細胞的分裂和(he)(he)(he)生(sheng)長(chang),使枝(zhi) 葉長(chang)得繁茂,但尿(niao)素(su)在生(sheng)產時(shi)(shi),常含有少(shao)量的縮(suo)二脲(niao),縮(suo)二脲(niao)含量超過 2%時(shi)(shi),會對種 子和(he)(he)(he)幼苗產生(sheng)毒害(hai),影(ying)響(xiang)種子的發芽和(he)(he)(he)幼苗的生(sheng)長(chang),所以尿(niao)素(su)較(jiao)少(shao)用(yong)作(zuo)(zuo)種肥(fei)。在工(gong)業(ye) 領域,尿(niao)素(su)可作(zuo)(zuo)為三聚氰胺、脲(niao)醛(quan)樹(shu)酯、水合(he)肼等多類化(hua)工(gong)產品的原料。
我(wo)(wo)國(guo)尿素的(de)(de)(de)生(sheng)產起(qi)步于 20 世(shi)紀 50 年(nian)代(dai),起(qi)初(chu)自己研(yan)發(fa)設計(ji)的(de)(de)(de)一些(xie)裝(zhuang)置(zhi)能耗較(jiao)高(gao)、 工藝比較(jiao)落后,70 年(nian)代(dai)至 80 年(nian)代(dai),我(wo)(wo)國(guo)從國(guo)外引(yin)進(jin)(jin)了多套(tao)大型裝(zhuang)置(zhi),生(sheng)產能力得到(dao)飛 速(su)提高(gao),90 年(nian)代(dai),國(guo)內百余套(tao)小型尿素生(sheng)產裝(zhuang)置(zhi)投入生(sheng)產,產量(liang)(liang)又得到(dao)了第二次飛躍。 20 世(shi)紀 80 年(nian)代(dai)中期(qi),我(wo)(wo)國(guo)成為(wei)了世(shi)界(jie)上尿素消(xiao)費最大的(de)(de)(de)國(guo)家,也是當時世(shi)界(jie)上尿素進(jin)(jin) 口(kou)(kou)量(liang)(liang)最多的(de)(de)(de)國(guo)家,1985 年(nian),我(wo)(wo)國(guo)尿素的(de)(de)(de)進(jin)(jin)口(kou)(kou)量(liang)(liang)達(da)到(dao)了 355 萬噸(dun),直到(dao) 1997 年(nian),我(wo)(wo)國(guo)還 進(jin)(jin)口(kou)(kou)了將近 342 萬噸(dun)尿素,隨著大量(liang)(liang)國(guo)內尿素生(sheng)產裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)投產,1998 年(nian)我(wo)(wo)國(guo)尿素的(de)(de)(de)進(jin)(jin) 口(kou)(kou)量(liang)(liang)迅速(su)下(xia)降到(dao)不到(dao) 12 萬噸(dun),進(jin)(jin)入 2000 年(nian),我(wo)(wo)國(guo)尿素的(de)(de)(de)出口(kou)(kou)量(liang)(liang)逐年(nian)提升,在(zai) 2015 年(nian) 底達(da)到(dao)了最高(gao)值。
我國尿(niao)素的進口數(shu)量(單(dan)位:萬噸)

我(wo)國尿素的出(chu)口數量(單位:萬噸)

尿素(su)的(de)(de)最(zui)上游是三大化(hua)(hua)(hua)石燃料(liao)(liao),以石油為(wei)原(yuan)料(liao)(liao)主(zhu)要存在于(yu)產油大國(guo)當中(zhong)(zhong),由于(yu)我 國(guo)能源結構的(de)(de)關系,我國(guo)主(zhu)要使用煤(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)最(zui)上游的(de)(de)原(yuan)料(liao)(liao),在國(guo)內(nei)所有(you)產能中(zhong)(zhong),煤(mei)(mei)(mei)頭(tou)產 能占比達 70%多,而在目(mu)前在產的(de)(de)裝置中(zhong)(zhong),煤(mei)(mei)(mei)頭(tou)產能占比則超(chao)過了 80%。在以煤(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)最(zui) 初原(yuan)料(liao)(liao)的(de)(de)工(gong)藝(yi)中(zhong)(zhong),工(gong)業(ye)化(hua)(hua)(hua)合成尿素(su)的(de)(de)第一步(bu)是煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)。煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術是煤(mei)(mei)(mei)炭(tan)清潔(jie)高效轉 化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)核心技(ji)(ji)術,已經工(gong)業(ye)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術有(you)三類(lei),分別為(wei)固定(ding)床氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術、流(liu)化(hua)(hua)(hua)床技(ji)(ji) 術和氣(qi)(qi)流(liu)床氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術,其(qi)中(zhong)(zhong),氣(qi)(qi)流(liu)床氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)是目(mu)前煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術發展的(de)(de)主(zhu)流(liu)。而對于(yu)氣(qi)(qi)流(liu) 床煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術,從(cong)原(yuan)料(liao)(liao)路(lu)線上講,又(you)有(you)水煤(mei)(mei)(mei)漿和干煤(mei)(mei)(mei)粉之分。
煤(mei)氣化主要技術、規模與特(te)點

工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)(hua)合(he)成(cheng)(cheng)尿(niao)(niao)(niao)(niao)素(su)的(de)(de)(de)(de)第(di)二步是(shi)用煤(mei)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)后得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)一氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)和氫氣(qi)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)。合(he)成(cheng)(cheng) 氨(an)工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)已經有(you)上(shang)百年(nian)的(de)(de)(de)(de)歷史(shi),不論是(shi)生(sheng)(sheng)產(chan)傳統工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)肥(fei),還是(shi)制備現代化(hua)(hua)(hua)新興材(cai) 料(liao),都需要合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)提供活化(hua)(hua)(hua)態的(de)(de)(de)(de)氨(an),所(suo)以(yi)(yi)合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)在(zai)(zai)我國(guo)工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)發展中(zhong)具有(you)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)戰(zhan)略地 位(wei)。合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本主要體現了原料(liao)煤(mei)上(shang),其耗煤(mei)量與(yu)(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)以(yi)(yi)及所(suo)選用的(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)劑有(you) 關(guan),大(da)致范圍在(zai)(zai) 1.1-1.5 噸(dun)之間(jian)。 工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)合(he)成(cheng)(cheng)尿(niao)(niao)(niao)(niao)素(su)的(de)(de)(de)(de)第(di)三步是(shi)液氨(an)與(yu)(yu)二氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)在(zai)(zai)高溫高壓下(xia)反應(ying)得(de)(de)到(dao)尿(niao)(niao)(niao)(niao)素(su)水溶液,然 后再經提純、濃縮、造粒等步驟得(de)(de)到(dao)最終的(de)(de)(de)(de)尿(niao)(niao)(niao)(niao)素(su)產(chan)品(pin)。工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)尿(niao)(niao)(niao)(niao)素(su)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)有(you):水 溶液全循環(huan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、二氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)氣(qi)提工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、氨(an)氣(qi)提工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、IDR 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)以(yi)(yi)及 UTI 熱循環(huan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)等。 目前生(sheng)(sheng)產(chan) 1 噸(dun)尿(niao)(niao)(niao)(niao)素(su)大(da)概消耗 0.6 噸(dun)左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)。
尿(niao)素(su)(su)的(de)下(xia)游主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)于(yu)農業(ye)和工(gong)業(ye)。其中(zhong)(zhong)有(you)(you) 75%左右(you)的(de)尿(niao)素(su)(su)是應(ying)用(yong)于(yu)農業(ye),而農業(ye) 下(xia)游的(de)需求變動也(ye)比(bi)較大,一方面(mian),尿(niao)素(su)(su)可(ke)作為生產復合(he)肥的(de)氮肥原(yuan)料(liao),另(ling)一方面(mian), 尿(niao)素(su)(su)可(ke)以(yi)直接(jie)施用(yong)于(yu)玉米(mi)、水稻等農作物,以(yi)及蘋果、桃樹(shu)等水果蔬菜(cai);除應(ying)用(yong)于(yu)農 業(ye)外,還(huan)有(you)(you) 20%左右(you)的(de)尿(niao)素(su)(su)應(ying)用(yong)于(yu)工(gong)業(ye),尿(niao)素(su)(su)作為原(yuan)料(liao)可(ke)用(yong)來合(he)成(cheng)多類工(gong)業(ye)產品,比(bi)如 三(san)聚氰胺、脲(niao)醛(quan)(quan)膠(jiao)、水合(he)肼、縮二(er)脲(niao)、碳(tan)酸二(er)甲酯(zhi)等,其中(zhong)(zhong)下(xia)游比(bi)較主(zhu)要(yao)的(de)像三(san)聚氰 胺和脲(niao)醛(quan)(quan)膠(jiao)都(dou)與(yu)板材行(xing)(xing)業(ye)、房地產行(xing)(xing)業(ye)密切相關(guan),目(mu)前其需求已基本進入相對(dui)平穩期。
華南地區小顆粒(li)尿素市(shi)場均(jun)價(單位:元(yuan)/噸)

華東地區小(xiao)顆粒尿(niao)素市場(chang)均價(單位:元/噸)

華中(zhong)地區小顆(ke)粒尿(niao)素市(shi)場(chang)均價(單位:元/噸(dun))

華(hua)北地(di)區小顆粒(li)尿素市(shi)場均價(jia)(單位(wei):元/噸)

我(wo)國(guo)(guo)尿(niao)素(su)(su)(su)下游有三(san)大銷售渠(qu)道:農(nong)業需(xu)求、工業需(xu)求和出口需(xu)求。2012 年(nian)(nian) 5 月份(fen),我(wo)國(guo)(guo)尿(niao)素(su)(su)(su)價(jia)格(ge)達到了(le)(le)最高點后,開(kai)啟了(le)(le)一(yi)段四年(nian)(nian)多的下行(xing)周期。其在這期 間(jian)大幅下降的主(zhu)要原(yuan)因(yin)有產能提(ti)升(sheng)過快、煤炭(tan)價(jia)格(ge)下跌、糧(liang)食價(jia)格(ge)下降、國(guo)(guo)際(ji)尿(niao)素(su)(su)(su)價(jia) 格(ge)下行(xing)等。
時至2016年 8 月(yue)中旬,國內尿(niao)(niao)素(su)(su)價格(ge)最低已(yi)不到 1200 元(yuan)/噸,尿(niao)(niao)素(su)(su)行(xing)業面臨 著全(quan)行(xing)業的虧(kui)損(sun)或者(zhe)不盈利。但在煤炭價格(ge)大漲、優(you)惠電價取消、運(yun)輸成本增加、環 保整治導致(zhi)開工率低(年內最低開工率 46%)、庫存量(liang)持續下(xia)降(jiang)等多重因素(su)(su)疊(die)加之(zhi)下(xia), 從(cong)2016年 8 月(yue)下(xia)旬起(qi),尿(niao)(niao)素(su)(su)開啟了(le)一波較大幅度的反(fan)彈,目(mu)前華(hua)東市場尿(niao)(niao)素(su)(su)的市場價維 持在 1550-1600 元(yuan)/噸,華(hua)南市場尿(niao)(niao)素(su)(su)的市場價維持在 1650-1700 元(yuan)/噸。
國內尿(niao)素的產(chan)量(折N100%,單位:萬(wan)噸(dun))及(ji)同比

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