尿素的制备方法及行业发展趋势分析的可行性研究

第一节 尿素的概述

尿素，又称碳酰胺（carbamide)，是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物是一种白色晶体。最简单的有机化合物之一，是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物。也是目前含氮量最高的氮肥。作为一种中性肥料，尿素适用于各种土壤和植物。它易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，是目前使用量较大的一种化学氮肥。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。（可行性研究）

第二节 尿素行业发展趋势分析

一、农业需求企稳回升

2016 年全球尿素需求量为 1.74 亿吨，全球尿素的需求随主粮价格的企稳回升，正呈现缓慢复苏的良好势头，预计未来五年将保持 2.5-3%的复合增长率，对应年增量约为 400 万吨左右。尿素的工业需求维持稳定增长；而尿素的农业需求属于刚性需求，随着粮食价格回升和全球主粮种植面积的增长，农民施肥积极性正在提高，尿素的下游存在较强的支撑，行业将开启长景气周期。

我国尿素年消费量约 5600 万吨（实物量），约为全球总消费量的三分之一。其中农业应用占比约 75%，每年农业消费量约为 4200 万吨，其余为工业应用，总体来看国内消费量基本趋于稳定。2014 和 2015 年我国尿素出口量接近 1400 万吨，2016年受国际形式影响和国内成本高企等原因，全年出口量仅为 886 万吨，同比下降35.6%。2017 年虽然取消尿素 80 元/吨的出口关税，但由于海外产能的释放与国内尿素价格优势的丧失，截至 2017 年 7 月我国实现尿素出口量 330 万吨，同比下降46.4%。进入 9 月，国际尿素需求的复苏带来了新一轮的国际招标，海外市场对尿素需求逐渐旺盛，尿素出口或将迎来拐点，尿素的景气周期大概率开启。

尿素作为化肥在农业上的应用非常广泛，玉米、粳稻、苹果、蔬菜、棉花、甘蔗、大豆等农作物的种植都对尿素有所需求。农产品价格对于尿素需求有明显的影响，我国农产品的价格政策在长期来看有利于农产品的市场定价机制。国家粮食局在《粮食行业“十三五”发展规划纲要》中明确指出，“十三五”期间要继续执行并完善稻谷、小麦的最低收购价政策，积极稳妥推进玉米收储制度改革，调整完善大豆目标价格政策，完善油菜籽收购政策。此外，《关于公布 2017 年小麦最低收购价格的通知》规定，2017 年生产的小麦最低收购价格为每吨 2360 元，维持 2016 年水平不变。今年上半年受主粮库存高企的不利影响，各主粮价格一度触底，而随着玉米深加工等去库存政策的出台，主粮价格正处于企稳回升区间，对尿素需求形成利好。

未来五年，农产品的施肥需求整体稳中向好。我国主要粮食品种中，稻谷的种植面积始终稳定在 4.5 亿亩上下，总产量维持在 2 亿吨以上，而随着我国口粮消费的持续增长和优质稻米的需求增加，稻谷价格将呈现上涨趋势；小麦的种植面积稳中有降，玉米的种植面积预计将出现明显下滑，供需的基本平衡将带来小麦和玉米价格上涨；大豆的种植面积出现恢复性增长，在未来五年内将对尿素的需求带来较大幅度提升。

基于对我国粮食种植面积与粮价企稳回升的良好预期，认为未来五年之内尿素的农业需求将维持稳步增长，预计增速在 3%左右，对应年增量约为 120 万吨左右。

二、工业需求刚性，保持稳步增长

2016 年，我国尿素的工业消费为 1400 万吨。尿素在工业上的应用主要包括人造板、电厂的脱销脱硫、三聚氰胺、ADC 发泡剂以及汽车尿素等，其中人造板与房地产景气度相关度较高。

人造板属房地产后周期行业，未来保持稳定增长。人造板是尿素在工业上最主要的消耗，约占尿素工业消费量的 63%，对尿素的消费需求达到 900 万吨。2012-2016年我国人造板制造业以 10%左右的速度逐年增长，2016 年总产值达到 6484 亿元。2016 年人造板总产量 3.03 亿立方米，根据每立方米人造板需要 300 吨尿素计算，2016 年人造板用尿素大约为 910 万吨。今年三四线城市的房地产火爆程度大幅提升了地产后周期行业的景气度，人造板产量在未来三年仍将维持 5%-7%的增长速度，对应尿素的需求将维持 50 万吨左右的年均增量。

三聚氰胺是尿素的又一大工业应用领域。我国是全球最大的三聚氰胺消费市场。2012 年我国三聚氰胺消费量就已经达到近 62 万吨，约占全球消费量的 40%左右，2016 年我国三聚氰胺消费量基本稳定在 75 万吨左右。与此同时，我国三聚氰胺的出口量也在持续增长，近几年占全球出口总量的 1/3 以上，占国内产量的20%-40%。2017 年 1-7 月，我国三聚氰胺的出口量达到 19.98 万吨，同比增长 14.9%，预计全年出口量有望突破 30 万吨，对应三聚氰胺总产量 105 吨。按照生产每吨三聚氰胺消耗尿素 3 吨计算，预计 2017 年三聚氰胺对尿素需求达到 315 万吨，并预计未来三年三聚氰胺对尿素需求每年增量约为 12 万吨。

汽车尿素是尿素工业用途上又一值得关注的市场。汽车尿素是 SCR 方案的必须添加剂，由 32.5%的高纯尿素和 67.5%的去离子水组成，可以通过 SCR 系统处理柴油汽车尾气中的氮氧化物，使尾气排放达到国家的环保要求。2016 年 1 月，国家环保部和工信部共同发布了《关于实施第五阶段机动车排放标准的公告》，明确规定自 2018 年 1 月 1 日起，所有制造、进口、销售和注册登记的重型、轻型柴油车都必须符合国五标准，明确了我国全面实施机动车国五标准的时间表。2012 年-2017年，我国柴油的表观消费量基本稳定在 1.7 亿吨，按照汽车尿素的消耗量为柴油消耗量的 4-6%计算，那么汽车尿素未来市场空间约在 680-1020 万吨。

第三节 尿素的制备方法

方法一

用二氧化碳和氨在高温、高压下合成氨基甲酸铵，经分解、吸收转化后，结晶，分离、干燥而成。

方法二

其制备方法是将经过净化的氨与二氧化碳按摩尔比2.8～4.5混合进入合成塔，塔内压力为13.8～24.6 MPa，温度为180～200℃，反应物料停留时间为25～40min，得到含过剩氨和氨基甲酸铵的尿素溶液，经减压降温，将分离出氨和氨基甲酸铵后的脲液蒸发到99.5%以上，然后在造粒塔造粒得到尿素成品。

方法三

尿素中哺乳动物体内蛋白质代谢的最终产物。1922年，在德国实现了用氨和二氧化碳合成尿素的工业化生产。氨与二氧化碳反应生成氨基甲酸胺，再脱水生成尿素。

工业制法

生产方法：工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下：

2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O。

第四节 尿素行业发展现状及市场前景预测

总体来看，尿素行业经过多年去产能，行业稳定性有所增强。2016~2017年尿素减 产力度大，去产能效果显著。支撑 2016年尿素市场的三个主要因素是产能退出、环保 检查和煤价走高。生产量的收缩是最主要因素，2015年全国长期停车的产能为 516 万吨， 2016年为 542 万吨，2018年百川资讯估计全国尿素产能约 7455 万吨，产能去化非常明 显。 大量尿素装置退出或减产，使得尿素供给量出现明显收缩。2017年全国尿素产量为 2629.36 万吨（折 N 100%，对应实物约 5716 万吨），较 2016年大幅减少 9.2%。

尿素历年产能

尿素产量大幅下滑

展望未来，气头尿素、固定床尿素产能仍会继续收缩。国内煤头尿素产能占比约74%， 其中有约 76%是固定床。国内天然气工业用气价格较高，气头尿素不具备原料成本优势， 未来可能会进一步退出。固定床尿素能耗大、成本高、污染大，在当前政策环境下，固 定床尿素还将进一步被淘汰。因此，长期看，尿素的去产能仍将持续，行业格局会进一 步转好。

展望2018年，甲醇新建产能较多，但实际释放供应有限。据金联创数据统计，2018年国内甲醇新增产能 785 万吨，但其中部分装置自己配套烯烃，部分装置年底投产，实 际产能释放要到 2019年。排除自配套 MTO 产能的装置和年底投产的装置，我们预计 2018年实际投产甲醇产能约 315 万吨。

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