尿素生产中的数个控制指标都有其相应的作用，对尿素的产量、质量和消耗都有直接的影响，都应该严格控制。在这多个指标中，合成塔的二氧化碳转化率显得更为重要。在设备一定的情况下，二氧化碳转化率对尿素生产的产量、质量和消耗的影响很大，其实质是经济性很强的指标。假定尿素合成塔的二氧化碳转化率是100％，即在尿素合成塔中二氧化碳一次全部转化成尿素，则中压循环系统只需分离和回收过剩氨，所以流程大大简化，设备大大缩小，蒸汽消耗大大降低。当然二氧化碳转化率不可能是100％，但二氧化碳转化率越高，对于新建装置，设备就越小，在设备一定的情况下，产量就会越高，未反应物的循环回收量也越小，蒸汽消耗、电耗也越低。由此可以看出，二氧化碳转化率是直接影响经济效益的重要指标，所以引起众多从事尿素技术工作的专家的重视，并围绕如何提高尿素合成塔的二氧化碳转化率进行技术开发，现将有关情况简述如下。
1 尿素合成的二氧化碳转化率的理论值及其影响因素
尿素合成的二氧化碳转化率的理论值是很难准确计算的。众所周知，氨和二氧化碳生成尿素，实际上存在2个独立的反应：首先生成中间产物氨基甲酸铵，即2NH3+CO2=NH4COONH2；然后氨基甲酸铵脱水生成尿素，即NH4COONH2=NH2CONH2+H2O。在这个系统中，存在5种不同的物料，即氨、二氧化碳、水、氨基甲酸铵和尿素。按组份的定义，应当是所有的不同物质数减去独立反应数，所以这个系统的组份数为5-2=3，即三元系统。
在生产反应条件下，存在气、液两相。根据相律，自由度=组份数-2+相数=3-2+2=3，即系统自由度为3。由此可以看出，这是一个比较复杂的系统，反应平衡的状态需要由实验来确定。早在19世纪末就开始有人进行这项实验，但由于实验条件十分困难(高温、高压、介质的强腐蚀性、取样时易结晶堵塞、平衡需要较长的时间....
