Mocznik występuje w postaci białych granulek. Jako nawóz stosuje się go na wszystkich glebach, z wyjątkiem gleb o bardzo wysokim odczynie kwaśnym, zasadowym lub gleb świeżo zwapnowanych; pod wszystkie rośliny uprawy polowej, użytki zielone, rośliny warzywnicze, kwiatowe, drzewa i krzewy owocowe oraz trawniki. Można stosować w formie oprysku drobnokroplistego. Znajduje również szerokie zastosowanie jako reduktor w procesie selektywnej redukcji katalitycznej, służącej oczyszczaniu spalin. Produkowany jest przeważnie w stężeniach 45%, 40%, 35%. Mocznik jest też stosowany do produkcji preparatów AdBlue. 

 

Synteza Wöhlera:  

W pierwszym etapie tej reakcji powstaje nietrwały izocyjanian amonu: 

Ulega on  w drugim etapie rozkładowi do amoniaku i kwasu cyjanowego, które natychmiast ze sobą reagują z wytworzeniem mocznika: 

Przez ponad 100 lat mocznik nie znalazł jednak praktycznego zastosowania. Dopiero w ostatnim 40-leciu wzrosło zainteresowanie nim i następuje lawinowy wzrost jego przemysłowej produkcji. Obecnie produkuje się na świecie około 25 milionów ton mocznika w ciągu roku. Takiej skali wytwarza się jedynie nieliczne syntetyczne związki organiczne.  

 

Aktualnie w przemyśle mocznik jest otrzymywany w bezpośredniej reakcji dwutlenku węgla z amoniakiem, przebiegającej w autoklawach pod ciśnieniem 100–200 atm, w temperaturze 160–200 °C: 

2 NH₃ + CO₂ → (NH₂)₂CO + H₂O 

 

 

Otrzymywanie mocznika w wyniku bezpośredniej reakcji dwutlenku węgla z amoniakiem jest stosunkowo tanie i dostępne, ponieważ są one dostarczane z wytwórni amoniaku, co przeważa nad syntezą Wöhlera. W naszym projekcie będziemy korzystać właśnie z tej koncepcji chemicznej, ze względu na jej większą ekonomiczność. 

 

               A1           A2                A3 

                     A3                          A4             A5 

Co sumarycznie daje: 

2 NH₃ + CO₂ → (NH₂)₂CO + H₂O 

 
Reakcja uboczna (wytwarzanie biuretu):

2CO(NH₂)₂ → H₂NC(O)NHC(O)NH₂ + NH₃↑

Założenia  

α  _CO2 = 79,2%  w temperaturze 186,5°C
α _NH2-CO-ONH4  = 60%
α _{H2NC(O)NHC(O)NH2}   = 5%

Wydajność procesu: 50% 

Reakcja 1 przebiega w stosunku molowym NH₃: CO₂ = 4:1

Założona masa wyprodukowanego mocznika to 1000 kg.   
Występujące inerty: H₂S (wprowadzany z CO₂ w ilości 1%)