Краткое описание способа адсорбционного синтеза солей аммония.

В науке давно известны и хорошо изучены процессы адсорбции различных жидких и газообразных веществ на удельной поверхности пор твёрдых адсорбентов.

Промышленные предприятия производят различные адсорберы периодического и непрерывного действия - установок различного типоразмера, используемых в качестве сосуда для процессов адсорбции с функционалом загрузки твёрдого адсорбента, и выгрузки загрязнённого адсорбента.

Известны и применяются различные пористые материалы, которые обладая адсорбционными свойствами используются как адсорбенты-катализаторы, после импрегнирования в поры адсорбционного материала, тех или иных оксидов металлов как катализаторов.

Данный адсорбционный синтез солей аммония на удельной поверхности мезо-пористого углерод-серного композитного материала (адсорбента) возможно считать инновационным, и не имеющим мировых аналогов, в силу уникальных физико-механических и адсорбционных свойств. Основные характеристики – не растворимость в кислотах, мезо-поры размерностью 2-40 нанометров – придают данному адсорбционному материалу колоссальную удельную поверхность в 3000 м2/грамм адсорбента. Наряду с другими физико-механическими параметрами, как химическая инертность, электропроводность, высочайшая термическая устойчивость и не горючесть до 1050 градусов, позволяют использовать данный материал, без потерь массы, практически бесконечно, в качестве адсорбента, в процессах адсорбции-десорбции, или в качестве удельной поверхности для синтеза солей аммония.

Данный уникальный мезо-пористый углерод-серный композитный материал как адсорбент, реализует инновационный способ - адсорбционного синтеза солей аммония на удельной поверхности адсорбента, в силу ключевого – нерастворимости в кислотах. К примеру, все существующие углеродсодержащие адсорбенты (активированный уголь, нефтяной кокс, все остальные углеродсодержащие материалы) в том числе неорганические пористые материалы как адсорбенты (цеолиты, и другие) растворимы в кислотах, и непригодны по другим характеристикам, теряют массу при импрегнировании кислотой, и не годятся для индустриального производства солей аммония.

Малотоннажный синтез солей аммония на удельной поверхности мезо-пористого углерод-серного композитного материала (адсорбента) реализуется:

1. Процесс синтеза солей аммония прост и осуществим в производимых промышленностью адсорберах – различного типоразмера, в которые не потребуются вносить какие-либо конструктивные изменения, за исключением используемой марки нержавеющей стали.

2. Процесс синтеза осуществляется через механизм импрегнирования той или иной кислоты (серной, азотной, фосфорной, хлористо-водородной) на удельную поверхность адсорбента, с последующей подачей газообразного аммиака, который под воздействием адсорбционных Ван-дер-Вальсовых сил будет адсорбироваться на удельной поверхности адсорбента, реагируя с ранее импрегнированной на удельную поверхность адсорбента той или иной кислотой, соответственно образуя ту или иную соль аммония: сульфата аммония, нитрата аммония (аммонийная селитра), фосфата аммония, хлорида аммония. Далее, образованные соли аммония, путём растворения в воде вымываются из мезо-пор поверхности адсорбента, и далее путём выпарки воды в другом сосуде - автоклаве получают товарные, те или иные кристаллические соли аммония.

3. Синтез солей аммония на удельной поверхности мезо-пористого углерод-серного композитного материала (адсорбента) нейтрализует технологические риски в малотоннажном адсорбционном синтезе азотных удобрений, в сравнение с рисками присутствующими в классическом крупнотоннажном синтезе азотных удобрений.

4. Адсорбционный синтез солей аммония реализуем во всех типоразмерах адсорберов как периодического, так и непрерывного действия, что позволяет создавать различные по производительности малотоннажные компактные комплексы, получая значительную экономию в капитальных и эксплуатационных затратах.

5. Интеграция малотоннажной линии синтеза сульфата аммония, нитрата аммония, фосфата аммония, хлорида аммония, в проектируемые, модернизируемые комплексы по производству карбамида, с целью переработки избыточного аммиака, который образуется в процессе синтеза карбамида. К примеру, переработка избыточного аммиака по классическим крупнотоннажным технологиям в нитрат аммония, экономически невыгодна, так как на каждую 1 тонну карбамида будет образовываться 8 тонн нитрата аммония, что увеличивает сметную стоимость инвестпроекта по производству карбамида, превращая карбамид в придаток к производству нитрата аммония. Предлагаемое технологическое решение по адсорбционному синтезу солей аммония, наилучшее решение, для проектов производства карбамида, которое незначительно увеличит сметную стоимость проекта по карбамиду, снизив эксплуатационные затраты, создав дополнительную добавленную стоимость, что окажет влияние на снижение срока окупаемости всего инвестиционного проекта.