尿素，這個看似簡單的有機化合物（化學式 CO(NH?)?），卻在自然界、農業生產和現代工業中扮演著極其關鍵且多元化的角色。它不僅是哺乳動物蛋白質代謝的主要終產物，更是全球農業賴以生存的氮肥支柱，并在工業領域展現出廣闊的應用前景。

在哺乳動物（包括人類）體內，尿素是蛋白質和氨基酸代謝的主要含氮終產物。這一過程主要在肝臟中通過尿素循環（鳥氨酸循環）完成：
有毒的氨（NH?）與二氧化碳（CO?）在肝細胞內結合生成氨基甲酰磷酸。
氨基甲酰磷酸與鳥氨酸結合生成瓜氨酸。
瓜氨酸與天冬氨酸結合生成精氨琥珀酸。
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）。
生成的尿素溶解于血液中，經腎臟過濾，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鍵機制。

氨基甲酸銨脫水生成尿素：
NH?COONH? ? CO(NH?)? + H?O (吸熱反應)
這是一個可逆、體積縮小的反應，需要在高壓（13-25 MPa）和高溫（180-200°C）下進行以推動反應向右（生成尿素）進行。
現代工藝：核心技術圍繞如何移走反應熱、回收未反應的氨和二氧化碳、以及處理副產物（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，在高壓合成圈內回收未反應物，能耗較低。


核心優勢：
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。
物理性質優良： 顆粒均勻、強度好（產品）、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。

挑戰與科學施用：
氨揮發損失： 尿素水解產生的NH??會使施肥點局部pH值升高，導致部分NH??轉化為氣態氨（NH?）揮發到大氣中。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、或施于地表未覆土時損失嚴重。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用途。濃度為32.5%的高純度尿素水溶液。
應用于配備選擇性催化還原 (SCR) 系統的柴油車輛（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（如國六、歐六）的核心技術。
對尿素純度（雜質、縮二脲含量）、金屬離子含量等要求極其嚴格。