اوره – کاربردهای آن و نقش برجسته آن در صادرات

اوره چیست؟
شاید کمتر کسی باشد که با اوره آشنا نباشد. این ماده شیمیایی به دلیل وجود و اهمیت زیاد در بدن انسان و همچنین کاربردهای فراوانی که در صنایع و مشاغل مختلف خصوصاً کشاورزی دارد، از جمله مواد شیمیایی بسیار محبوب می باشد. در این مقاله سعی داریم به معرفی و نقش های متفاوت آن بپردازیم.

مشخصات اوره
دمای ذوب: ۱۳۳ تا ۱۳۵ درجه سانتیگراد
چگالی: ۲.۱۳ گرم بر سانتی متر مکعب
حلال ها: آب، گلیسیرول، اتانول و استونیتریل
فرمول شیمیایی اوره : CO(NH2)2
اوره با نام کاربامید نیز خوانده می‌شود. این آمید دارای دو گروه آمین متصل به یک گروه عاملی کربونیل است. اوره نقش مهمی در متابولیسم ترکیبات حاوی نیتروژن در حیوانات دارد. اوره ماده اصلی حاوی نیتروژن در ادرار پستانداران است.

اوره خالص جامد بی رنگ و بسیار محلول در آب و غیر سمی است. این ترکیب شیمیایی به صورت محلول در آب بوده و در اسید و قلیا نامحلول است.
این ماده به طور گسترده در کود به عنوان منبع نیتروژن استفاده می‌شود و ماده اولیه مهم در صنایع شیمیایی است. این ترکیب را می‌توان از مواد معدنی ایجاد کرد. در آزمایشگاه، اوره خالص را می‌توان بدون مواد اولیه بیولوژیکی تولید کرد. شایع‌ترین ناخالصی تولید اوره، بیوریت می باشد که باعث کم شدن رشد گیاه می‌شود.

کاربردهای اوره در صنایع مختلف:
این ماده به صورت عمده در تولید کودهای جامد، کودهای مایع، مکمل غذای حیوانی، پلاستیکها و چسپ ها به کار می رود. نیتروژن یکی از مواد ضروری و مهم برای رشد گیاهان می باشد که یکی از بهترین منابع برای تأمین این عنصر در گیاهان، اوره است. در میان ترکیبات نیتروژن دار، اوره بالاترین حجم تولید محصول را در بین مواد مختلف داراست. استفاده از این ماده به طور مداوم در حال افزایش بوده و در جهان به عنوان کود نیتروژنی برتر مطرح است.

اوره در کشاورزی:
بیش از ۹۰٪ از تولید صنعتی این ماده در دنیا به عنوان کود آزاد کننده ازت استفاده می‌شود. بسیاری از باکتری‌های خاک دارای آنزیم اوره آز هستند که تبدیل آن به آمونیاک (NH3) یا یون آمونیوم (NH+4) و یون‌بی‌کربنات (HCO–3 ) را کاتالیز می‌کنند. بنابراین کودهای اوره به سرعت در خاک به فرم آمونیوم تبدیل می‌شوند.

اوره در صنایع شیمیایی:
این ترکیب، ماده اولیه ای برای ساخت دو کلاس اصلی مواد می باشد:
رزین‌های اوره – فرمالدئید
اوره – ملامین – فرمالدهید که در تخته سه‌لا دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اوره در مواد منفجره:
از این ماده می‌توان برای تهیه نیترات اوره، ماده منفجره‌ای که به صورت صنعتی و به عنوان بخشی از برخی از مواد منفجره استفاده می‌شود، استفاده کرد. این ماده تثبیت‌کننده مواد منفجره نیتروسلولوز می باشد.

اوره در سیستم‌های خودرو:
برای کاهش آلاینده‌های NOx در گازهای اگزوز استفاده می‌شود.
در مبدل کاتالیزوری آمونیاک حاصل از هیدرولیز اوره با انتشار اکسید نیتروژن واکنش نشان می‌دهد و به نیتروژن و آب تبدیل می‌شود.
اتومبیل‌هایی که از این مبدل‌های کاتالیزوری استفاده می‌کنند، نیاز به تهیه مایعات اگزوز دیزلی، محلول اوره در آب دارند.

استفاده آزمایشگاهی از اوره:
این ماده در غلظت‌های حداکثر ۱۰M یک ماده دفع‌کننده قدرتمند پروتئین است. از این خاصیت برای افزایش حلالیت برخی پروتئین‌ها استفاده می شود.

استفاده پزشکی از اوره:
کرم‌های حاوی اوره دارویی به عنوان محصولات پوستی موضعی برای تقویت آب بدن استفاده می‌شود. همچنین به عنوان یک داروی مدر مورد بررسی قرار گرفته است.

سایر کاربردهای اوره:
از کاربردهای دیگر این ماده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده از اوره دارویی در محصولات آرایشی و بهداشتی (کرم‌ مرطوب کننده پوست، نرم‌کننده مو و شامپو و نیز موبرها)
تولید رزین اوره فرمالدئید و فرمالدئید اوره ملامین و نیترات اوره
در آتش خاموش کن‌ها به عنوان عامل مقاوم در برابر آتش
به عنوان ماده مغذی مخمر برای تخمیر قندها به اتانول
جایگزین ضدخوردگی برای نمک ضدیخ
منبع غنی هیدروژن در سلول‌های سوختی
کاهش آلاینده‌های اکسید نیتروژن
به کار بردن اوره دارویی در محصولات سفیدکننده دندان
به عنوان پروتئین مصنوعی
رنگ آمیزی و چاپ پارچه
تشخیص عملکرد کلیه‌ها
در کشت غلات و پنبه
مایع ظرفشویی
جاذب رطوبت
خوراک دام
باغبانی

مراحل تولید اوره:
تولید کاربامید به صورت صنعتی فقط از آمونیاک و دی اکسید کربن می باشد. چون دی اکسید کربن در تولید هیدروژن از گاز طبیعی یا نفت خام، جهت استفاده در سنتز آمونیاک، به عنوان فرآورده جانبی تولید می گردد، از این رو واحد تولید اوره غالباً به یک واحد سنتز آمونیاک متصل می باشد.

در مرحله اول، از آمونیاک و دی اکسید کربن، کاربامات آمونیوم تشکیل می شود:
CO2(g) + 2NH3(l) → NH2COONH4(l)

در فشارهای بالا این واکنش جزئی است. کاربامات آمونیوم و آب در تعادل است:
NH2COONH4(l) ↔ H2NCONH2(l) + H2O(l)
در نسبت مولی آمونیاک به دی اکسید کربن 4 به 1، درجه حرارت 200 درجه سانتی گراد و فشار 200 بار، حدود 70% دی اکسید کربن به اوره تبدیل خواهد شد.

کاربامات آمونیومِ تبدیل نشده و آمونیاکِ واکنش نکرده باید از مخلوط واکنش حاصله (محلول آبی اوره، کاربامات آمونیوم و آمونیاک) خارج گردند. فرآیندهای صنعتی متعدد تولید این ترکیب شیمیایی به ویژه از لحاظ روش جداسازی و طریقه بازگردانی آمونیاک دی اکسید کربن با یکدیگر تفاوت دارند. به حداقل رساندن مصرف انرژی این واحدهای تولیدی بزرگ از اهمیت فراوانی برخوردار است.

تولید به روش یک بار گذر:
در اولین کارخانه های ساخته شده که فرآیند “یک بار گذر” استفاده می شوند، مخلوط آمونیاک و دی اکسید کربن حاصل از آزادسازی فشار و تجزیه حرارتی کاربامات آمونیوم، به نیترات یا سولفات آمونیوم تبدیل شده و دی اکسید کربن به بیرون فرستاده می شد.

در کارخانه های مدرن، بازیابی کامل دی اکسید کربن و آمونیاک صورت می گیرد، به طوری که بازده آمونیاک به 99% می رسد. چون اتلاف قابل ملاحظه محصول در مرحله قرص سازی بعدی رخ می دهد، از این رو بازده واقعی واکنش حتی از این مقدار هم بالاتر می رود. روش های فعلی شامل موارد زیر هستند:

بازگردانی محلول:
فرآیندهای بیرون کشی ( رسوب بری یا زدایش)
تولید اوره به روش بازگردانی محلول:
در این شیوه، فشار محلول سنتز در پی خارج شدن از رأکتور، کم کم آزاد و آمونیاک و دی اکسید کربن آزاد شده، تحت فشار مربوط به خودشان در یک دستگاه جذب کننده، در آب و یا به طور معکوس در محلول مادر اوره حل می شوند. فشار محلول جذب، مرحله به مرحله افزایش می یابد تا فشار سنتز دوباره برقرار گردد. توسط این نوع جذب فشاری معکوس، محلول غلیظی از کاربامات حاوی مقدار کمی آب تولید شده و بدین وسیله تعادل به سمت تشکیل اوره می روند. در آن دسته از فرآیندهای بازگردانی که مرحله اول تجزیه در فشار 60 تا 80 بار انجام می شود، گرمای کمتری مورد نیاز است.

تولید اوره به روش بیرون کشی:
در فرآیندهای بیرون کشی (رسوب بری)، محلول پس از خارج شدن از رأکتور، به بالای یک دستگاه تبخیر کننده لایه ای تزریق می گردد. در این دستگاه، محلول که به سمت پایین جریان یافته، با تمام دی اکسید کربن مورد نیاز فرآیند به صورت معکوس در تماس قرار می گیرد. گازهایی که از قسمت بالای تبخیر کننده خارج می شوند همراه با بخشی از آمونیاک اولیه، در محلول فشرده شده که از قسمت تجزیه کننده فشار پایین وارد شده، به صورت جزئی چگالیده می شوند و حاصل کار که مخلوطی از مایع و گاز می باشد، وارد رأکتور می شود.

چون حدود 85% کاربامات در محفظه رسوب بر تجزیه می شود از این رو یک واحد تجزیه کننده فشار پایین جهت تکمیل عمل تفکیک کافی است. گرمای تولید شده در چگالنده فشار بالا، به بخار تبدیل و برای به کار انداختن تجزیه کننده فشار پایین مورد استفاده قرار می گیرد. به جای رسوب بری با دی اکسید کربن می توان از آمونیاک نیز استفاده نمود. فرآیندهای رسوب بری از لحاظ انرژی تا اندازه ای مطلوب تر از فرآیندهای بازگردانی با تجزیه کننده های فشار بالا هستند.

فرآیند تولید اوره:
واحد افزایش فشار خوراک : در مـرحله آمونیاک و گـاز Co۲ که بعنوان خوراک اصلی سنتز اوره ابتدا فشرده شده و سپس به واحد سنتز اوره ارسال می گردد.
واحد سنتز اوره : در این بخش آمونیاک و CO۲ تحت شرایط دما و فشـار به اوره تبدیل می گردد.
واحد تبخیر و خالص سازی : در این مرحله خلوص اوره خروجی از بخش سنتز جهت ارسال به واحد دانه بندی افزایش می یابد.
واحد دانه بندی : در این واحد محصول نهایی اوره بصورت گرانول جامد درآمده و دانه بندی می گردد و در نهایت در ۳ انبار مخصوص (با ظرفیت ۵۰.۰۰۰ تن برای هر یک از انبارها) ذخیره می گردد.

مقدار بی اورت:
در اثر گرم کردن اوره، بی اورت تشکیل می شود:
H2NCONH2 → H2NCONHCONH2 + NH3
حضور این ماده برای برخی از گیاهان مضر می باشد. از این رو باید مقدار بی اورت موجود در این ماده در حد پایین نگه داشته شود (کاربامید تجاری حاوی 0.3 – 1% بی اورت است).

خطرات اوره ( MSDS اوره):
این ماده می‌تواند پوست، چشم و دستگاه تنفسی را تحریک کند. تماس‌های مکرر یا طولانی مدت پوست با کودهای حاوی اوره باعث درماتیت می شود. اوره خالص با غلظت بالا در خون می‌تواند مضر باشد. وجود مقادیر اندک این ماده مانند میزان اوره موجود در ادرار انسان خطرناک نیست. بلع میزان اندک این ترکیب شیمیایی همراه با آب فراوان در مدت زمان قابل قبول خطرناک نیست.

میزان این ماده در ادرار حیوانات بیش از انسان است و این میزان می‌تواند خطرناک باشد. این ترکیب می‌تواند باعث شکوفایی جلبکی و منجر به تولید سم شود. وجود این ماده در آبروی حاصل از زمین‌های حاوی کود می‌تواند در افزایش شکوفایی جلبکی سمی نقش مهمی داشته باشد.

اوره در معرض حرارت و گرمای بالاتر از نقطه ذوب تجزیه می‌شود در‌حالیکه گازهای سمی تولید می‌کند و به شدت با اکسنده‌های قوی، نیتریت‌ها، کلرایدهای معدنی، کلریت‌ها و پرکلرات‌ها واکنش می دهد و باعث آتش سوزی و انفجار می‌شود.

راهنمای ایمنی کار با اوره:
معمولا مواد را از نظر میزان سمی بودن به سه دسته شامل سمیت بالا، متوسط و پایین تقسیم می‌کنند. نوع برخورد با ماده از دید ایمنی به سمیت و شکل فیزیکی ماده بستگی دارد. خطرناک ترین راه ورود ماده ی سمی به بدن، سیستم تنفسی است و لذا باید سیستم‌ های تهویه مناسب راه اندازی شود. در شرایط سمیت متوسط، استفاده از ماسک‌های معمولی جواب می‌دهد و وجود سیستم‌های تهویه در کنار وسایل حفاظت فردی می تواند موثرتر باشد. در شرایط سمیت پایین، خطر منتفی است.
اوره در تماس با سطح پوست پا چشم باعث خارش شده و دارای عوارض تنفسي می باشد لذا بهتر است از تماس مداوم آن با پوست خود داری شود چون باعث ايجاد تورم در پوست خواهد شد علاوه بر این غلظت بالاي آن در خون باعث آسيب ديدن ارگان هاي بدن مي شود. حرارت دادن اوره بالا تر از نقطه ذوب سبب تجزيه آن مي شود و بخارات سمي توليد مي كند. اوره درحالت عادي اشتعال ناپذير است اما اختلاط آن با اكسنده هاي قوي مثل نيتريد سبب انفجار مي شود

کود اوره چیست؟
اوره که نخستین بار در سال 1773 توسط یک شیمیدان فرانسوی کشف شد در کشاورزی کاربرد زیادی دارد و به نام های مختلف از جمله کود سفید، کود شکری و … در جوامع کشاورزی از آن یاد می شود این کود در واقع یکی از انواع کودهای ازته بوده و به عنوان یکی از پر مصرف ترین و البته ارزان ترین کود های شیمیایی تامین کننده ازت در سر تا سر دنیا مصرف می شود. کود اوره محلول در آب بوده و در خاک، هیدرولیز و به آمونیاک و دی اکسیدکرین تبدیل می شود.

کود اوره دارای ۴۶ درصد ازت بوده و به نام اوره ۴۶ درصد نیز مشهور است. دمای ذوب اوره 132 الی 135 سانتی گراد بوده و دانسیته یا چگالی کود اوره 1.32 گرم در سانتی متر مکعب است. حلالیت کود اوره در آب 108 گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب در دمای 20 درجه سانتی گراد می باشد .

لازم به ذکر است جهت نگهداری کود اوره باید به این نکته توجه داشت که از نگهداری کود اوره در محل های مرطوب که دارای تهویه مناسب نیست خود داری شود. زیرا حضور رطوبت در کنار کود اوره علاوه بر اثرات شیمیایی باعث کلوخه شدن کود اوره نیز می شود

کود اوره یک ترکیب جامد سفید رنگ است که دارای فرمول مولکولی CH4N2O می باشد.
این کود هنگامی که تولید می شود به حالت پریل بوده و از کیفیت مطلوبی برخوردار است و برای افزایش کیفیت و کارایی آن تبدیل به گرانول می شود.
تفاوت کود اوره گرانول و پریل در اندازه دانه ها می باشد ولی از لحاظ کاربرد با یکدیگر تفاوت چندانی ندارند.
از کود اوره بیشتر برای بخش کشاورزی استفاده می کنند ولی نوع صنعتی آن را می توان در بخش ساخت کاتالیست خودرو و ساخت مهمات استفاده کرد

چگونگی تولید کود اوره:
محلول های اوره 72-77% که توسط فرآیندهای فوق تهیه شده، پس از پیش تصفیه (مثلاً به کمک کربن فعال برای خارج کردن روغن) تحت خلاء تبخیر صورت می گیرند تا عمل تبلور انجام شود و یا در دستگاه های تبخیر کننده لایه ای، تبخیر می گردند تا کاربامید ذوب شده ( 132.7 °C) ایجاد شود. معمولاً اوره خالص ذوب شده یا بلورهای مذاب به شکل قرص در خواهند آمد یا اوره گرانوله نیز تولید می شود. کودهای اوره دارای 46% نیتروژن به صورت گسترده برای مصارف کشاورزی به کار برده می شوند.

این ترکیب شیمیایی برای استفاده به عنوان کود، عمدتاً به شکل دانه های گرد کوچک (قرص) تولید شده و برای جلوگیری از به هم چسپیدن دانه ها، تحت پس عملیات قرار می گیرد. این ماده در اثر ذخیره سازی به آسانی به صورت کیک در می آید. این رفتار را می توان از طریق انجام پس عملیات با فرمالدئید بهبود یابد.

مشخصات کود شیمیایی اوره:
این کود ترکیبی آلی دارد که دارای مشخصات زیر است:
این کود را می توان گفت که جایگزین آمونیوم نیترات شده است.
اوره ۴۶ درصد نیترون دارد.
از آن برای افزودنی خوراک حیوانات و کود مورد استفاده قرار می گیرد.
پر مصرف ترین کودها می باشد.
اوره از واکنش میان آمونیاک مایع و کربن دی اکسید تولید می شود.
این کود در آسیا به دلیل مزارع بیشمار برنج کارایی بالایی دارد. کود اوره در کنار انواع کود کشاورزی یکی از برکاربردترین ها به شمار می رود.

معرفی انواع کود های شیمیایی اوره:
اوره یکی از کودهایی شیمیایی می باشد که کشاورزان از آن برای حاصلخیزی زمین و رشد گیاهشان در ایران به صورت گسترده ای استفاده می کنند. در کل می توان این کود را در سه نوع تقسیم بندی کرد:
کود اوره: این نوع از کود دارای ۲۶ درصد ازت است. این کود برای چمن ها مناسب می باشد که دلیل آن اسید زایی آن است.
کود اوره با پوشش گوگرد: این کود ۳۵ درصد ازت دارد. اسید زا و برای خاک های سبک توصیه می شود. قیمت آن مناسب و در برابر شستشو مقاوم است.
کود اوره: ۴۶ درصد ازت دارد برای بیشتر خاک ها مناسب می باشد. این نوع کود اسید زا نیست

مزایای کود شیمیایی اوره:
باعث بهبود عملکرد محصول می گردد.
اوره باعث می شود تا آلاینده های محیط زیستی کاهش یابد.
وجود ۴۶ درصد نیتروژن در اوره به کاهش هزینه های حمل و نقل کمک می کند.
اوره آتش نمی گیرد.
اوره به دو صورت محلول و جامد مورد استفاده قرار می گیرد.

-اوره 46 %(دارای 46% ازت)

– اوره 46%پریل
– اوره 46%گرانول
– کود اوره باپوشش گوگرد
بسته بندی کیسه 50 کیلوئی وجامبو یک تنی و فله

واحدهای کود اوره و اوره گرانول:
کود اوره مهمترین کود ازته در جهان به شمار می رود. این کود از ترکیب آمونیاک با گازکربنیک تولید می شود که هردو خوراک مذکور از واحدهای تولید آمونیاک مجتمع تولید می گردند. اوره تولیدی در ابتدا به صورت مایع غلیظ می باشد پس از عمل تغلیظ سازی و جداسازی آب اوره در برج پریل به صورت پودر سفید رنگی درمی آید که کوداوره پریل نامیده می شود. از آنجا که کیفیت کود اوره پریل مطلوب نبوده و بازارجهانی نیز ندارد لذا احداث یک واحد تبدیل اوره مذاب تولیدی به محصول با کیفیت اوره گرانول در دستور کار قرار گرفت که با تکمیل و راه اندازی آن وهمچنین عملیات احداث خطوط نوار نقاله اوره صادراتی ، امکان بارگیری اوره گرانول با کشتی از طریق امکانات اسکله شرکت و صادرات آن مسیر گردید.
در به‌کارگیری کودها، شکل گرانولی کود بر شکل پریل آن ارجح است، چراکه به دلیل باریک‌تر بودن اندازه ذرات در نوع گرانولی توزیع و انتشار آن راحت‌تر انجام می‌پذیرد و این برای برنامه مکانیکی یک امتیاز به‌شمار می‌آید.
کود شیمیایی اوره که اصلی ترین ترکیب آن اوره می باشد، بایستی در ابتدا به شکل گرانول اوره تهیه گردد. گرانول اوره نوعی ماده چسبنده است که در برابر رطوبت هوا مقاومت بهتری داشته و همچنین از نظر اندازه نیز بزرگتر می باشند. لذا محققین به این موضوع پی برده اند که استخراج کود شیمیایی اوره از گرانول اوره نتیجه بهتری خواهد داشت. در واقع اندازه ذرات در نوع گرانولی اوره باریک تر از نوع پریل آن می باشد که این امر انتشار و پخش را راحت تر می سازد. در واقع پروسه تولید و در نهایت جذب توسط گیاه در این شکل و نوع آسان تر و کاربردی تر است.

کود اوره فسفات :
اين كود دارای خلوص بالا و حلاليت فوق العاده است. خاصيت اسيدی آن به جذب نيتروژن، فسفر و همچنين ساير عناصر ريز مغذی خاک يا محلول كودی كمک می كند. فسفر موجود در اين محلول يک استارتر بی نظير برای افزايش رشد ريشه و تسريع رشد بهاره در درختان زينتی است. اين محصول برای خاكهای آهكی و قليايی مناسب بوده و زمانی كه با آب سخت (دارای كلسيم و منيزيم زياد) استفاده شود از ايجاد رسوب در سيستم آبياری جلوگيری می كند و در بسياری از موارد برای باز كردن قطره چكان ها در سيستم آبياری قطره ای مورد استفاده قرار می گيرد علاوه بر اين بی كربنات را هم خنثی می كند.
نیتروژن کل ۱۸ %
فسفر قابل استفاده ۴۴ %
این کود منبع بسیار مناسبی برای انواع گیاهان از جمله زعفران و مرکبات می باشد. در پرورش زعفران عموماً کود گرانوله بعد از برداشت گل و قبل از آبیاری مرحله دوم بر روی خاک پخش می شود. در مرکبات معمولاً کود را در سه مرحله به خاک اضافه می کنند و مقدار کودی که در مراحل مختلف به درخت می دهند تقریباً یکسان است. کوددهی، هم با کود مایع و هم با کود جامد می تواند انجام شود. کود اوره خواص بسیار زیادی دارد. از این کود امروزه در کشاورزی استفاده زیادی می شود و برای همین مورد توجه قرار گرفته است.
کود اوره صادراتی:
با توجه به اینکه کود اوره در ایران نسبت به سایر کشورها از قیمت کمتری برخوردار است خیلی از کشورها خواهان خرید آن هستند.
کود اوره صادراتی در کیسه های 50kg بسته بندی و آن را روی پالت قرار می دهند تا خیلی شیک و ایمن بدست خریدار برسد.
کود اوره صادراتی از جمله کالاهایی است که به اقصی نقاط جهان ارسال می گردد و می توان از این راه به سود خوبی رسید.