Urea

rea còn được gọi là carbamide, là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học CO (NH2)2. Công thức phân tử này có hai nhóm NH2 được liên kết với nhau bởi một nhóm chức carbonyl (C=O).

Nó là hợp chất hữu cơ được tổng hợp nhân tạo đầu tiên từ các chất vô cơ, được Friedrich Woehler thực hiện vào năm 1828 bằng cách cho kali xyanua phản ứng với sulfat amôniắc. Điều này đã bác bỏ thuyết cho rằng các chất hóa học trong cơ thể sinh vật về cơ bản là khác hẳn các hóa chất không có gốc sinh vật, và mở đầu cho ngành khoa học về hóa hữu cơ.

I. THÔNG TIN CHUNG

• Tên hóa chất: Urê;
• Tên tiếng anh: Urea, Carbamide;
• Công thức phân tử: CO(NH₂)₂;
• Số CAS: 57-13-6

II. TINH CHẤT VẬT LÝ

- Urea là chất rắn màu trắng, không mùi, hòa tan nhiều trong;

- Khối lượng mol: 60,056 g/mol;

- Tỷ trọng: 1.32 g/cm3

- Điểm nóng chảy: 133 to 135 °C (271 to 275 °F; 406 to 408 K);

- Độ hòa tan trong nước: 1079 g/L (20 °C), 1670 g/L (40 °C), 2510 g/L (60 °C) và 4000 g/L (80 °C);

- PH: 7- 10;

- Điểm nóng chảy của dung dịch Urea là: 40% ở 32oF; 50% ở 62oF và 70% ở 135oF.

III. TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG

- Urea là chất có tính ổn định trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thường.

- Urea bị phân hủy khi đun nóng và có thể tạo thành các sản phẩm bao gồm Amoniac, oxit hoặc nitơ, axit Cyanuric, axit Cynnic, CO2.

IV. ỨNG DỤNG

4.1 Ứng dụng vào xử lý khí thải NOx (Dạng dung dịch)

Sử dụng Urea CO(NH₂)₂ làm tác nhân khử đã được đưa vào áp dụng thực tế. Phản ứng như sau:

CO(NH₂)₂ + 2NO + 1/2O₂ → 2N₂ + 2H₂O + CO₂

Dung dịch Urea được phun ở dạng sương vào trong lò đốt. Chi phí đầu tư và vận hành của phương pháp này là thấp nhất. Xử lý bằng dung dịch Urea rất đơn giản và an toàn.

Quá trình giảm NO_x bởi urea được thực hiện theo hai phương trình:

2 (NH₂)₂CO + 4 NO + O₂ → 4 N₂ + 4 H₂O + 2 CO₂

2 (NH₂)₂CO + 3 NO₂ → 3 ¹⁄₂ N₂ + 4H₂O + 2 CO₂

Ưu nhược điểm của Urea trong xử lý khí thải so với Amoniac

Ưu điểm

• Urea an toàn và dễ sử dụng hơn so với Amoniac;
• Là chất không độc hại, ổn định, không bay hơi, không gây cháy nổ và không bắt lửa;
• Có thể được vận chuyển, lưu trữ và xử lý một cách dễ dàng và yêu cầu ít nghiêm ngặt hơn so với Amoniac.

Nhược điểm

• Urea có thể dẫn đến phát thải nitơ oxit hoặc carbon monoxide (khí độc);
• Urea đem lại hiệu quả làm việc kém hơn so với Amoniac;
• Có khả năng gây ô nhiễm và ăn mòn trong thiết bị;
• Rò rỉ dung dịch Urea dẫn đến kết tủa muối trắng, gây hư hỏng thiết bị;
• Tắc nghẽn đường ống có thể xảy ra khi pha Urea với nước cứng để vận hành xử lý khí NOx;
• Phương pháp xử lý khí thải bằng Urea phải được cung cấp đủ nhiệt lượng để tránh bị đóng băng. Điểm đóng băng phụ thuộc vào nồng độ Urea trong nước, với 40% bắt đầu đóng băng ở 0 ° C.

4.2 Các ứng dụng khác

• Hơn 90% sản lượng Ure công nghiệp được sử dụng để sản xuất phân bón hóa học;
• Là nguyên liệu để sản xuất thức ăn chăn nuôi;
• Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê-formalđêhít;
• Được sử dụng làm chất thay thế cho muối (NaCl) trong việc loại bỏ băng hay sương muối của lòng đường hay đường băng sân bay. Nó không gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại như muối;
• Là thành phần bổ sung trong thuốc lá, nó được thêm vào để tăng hương vị;
• Đôi khi được sử dụng như là chất tạo màu nâu vàng trong các xí nghiệp sản xuất bánh quy;
• Được dùng cho việc sản xuất một số loại dầu dưỡng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm và nước thơm;
• Urea cũng được dùng làm chất phản ứngtrong một số loại gạc lạnh sử dụng để sơ cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó với nước;
• Thành phần hoạt hóa để xử lý khí thải từ động cơ diesel (AdBlue).

V. ĐIỀU CHẾ UREA TRONG CÔNG NGHIỆP

Trong công nghiệp, người ta điều chế phân đạm urê, bằng cách cho khí amoniac NH3 tác dụng với khí cacbon đioxit CO2 ở nhiệt độ 180 - 200 °C:

NH3 + CO2 (xúc tác, nhiệt độ, áp suất) → (NH2)2CO

VI. NHẬN DẠNG ĐẶC TÍNH NGUY HIỂM

6.1 Mức xếp loại nguy hiểm

• Sức khoẻ (Xanh lam): 1
• Khả năng cháy (Đỏ): 0
• Khả năng phản ứng (Vàng): 0

6.2 Biển cảnh báo nguy hiểm (theo GHS)

6.3 Cảnh báo nguy hiểm

Tổng quan: là một chất ít nguy hiểm, chủ yếu gây kích ứng.

Cất trữ nơi thông thoáng, mát mẻ và cất chứa trong container kín. Giữ nhiệt ở nhiệt độ phòng.

Tránh để Urea tiếp xúc với NaClO, CaClO, NaCl, NO6Cl, chất có tính oxy hóa mạnh, KMnO4, NO3-;

Tránh tiếp xúc với mắt, da và quần áo. Vệ sinh sạch sẽ sau khi làm việc với Urea.

6.4 Các đường tiếp xúc và triệu chứng

• Đường mắt: gây kích ứng mắt, gây đỏ mắt.
• Đường thở: gây kích ứng đường hô hấp, có thể gây ho, thở gấp;
• Đường da: gây kích ứng da, gây tấy đỏ và gây nguy hiểm nếu ngấm qua da.
• Đường tiêu hóa: gây kích ứng đường tiêu hóa. Có thể gây buồn nôn, hoặc tiêu chảy và đau đầu.

Trong trường hợp tiếp lúc trong thời gian dài gây ảnh hưởng tới trao đổi protein của cơ thể, và gây mất trọng lượng cơ thể.