ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

1. Способ получения азотных удобрений, выбранных из группы, состоящей из нитрата аммония, мочевины, смеси мочевины и нитрата аммония, аммиака и их комбинаций, причем способ включает
подготовку по меньшей мере одного реактора, включающего по меньшей мере одну реакционную камеру и по меньшей мере один анод и по меньшей мере один катод;
размещение по меньшей мере одного электролита между каждым по меньшей мере одним анодом и каждым по меньшей мере одним катодом;
подведение в реактор газообразных или жидких реагентов, выбранных из источников азота, источников углерода, источников водорода, и их комбинаций; и
подачу электрической энергии для проведения анодной и катодной реакций,
тем самым получая нитрат аммония при подведении источника азота по меньшей мере к одному катоду и источника азота по меньшей мере к одному аноду; мочевину при подведении источника углерода и/или источника азота по меньшей мере к одному катоду и источника водорода по меньшей мере к одному аноду; аммиак при подведении источника азота по меньшей мере к одному катоду и экономически выгодного источника водорода или эквивалента водорода по меньшей мере к одному аноду; смесь мочевины и нитрата аммония подведением источника азота и источника углерода по меньшей мере к одному катоду и источника азота по меньшей мере к одному аноду; или их комбинации.
2. Способ по п.1, в котором источник углерода выбирают из группы, состоящей из диоксида углерода, углеродсодержащих органических соединений, углеродсодержащих газов и их комбинаций.
3. Способ по п.2, в котором источник углерода представляет собой углеродсодержащий газ.
x
y
4. Способ по п.1, в котором источник азота выбирают из группы, состоящей из азотсодержащих солей, азотсодержащих газов и их комбинаций, в котором азотсодержащие газы включают оксид азота с химической формулой NO, где х=1 или 2 и y=0, 1, 2, 3, 4, 5.
5. Способ по п.1, в котором источник водорода выбирают из группы, состоящей из
водородсодержащих солей, водородсодержащих соединений и водородсодержащих газов.
6. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один электролит выбирают из группы, состоящей из водных электролитов, включающих водный раствор, неводных электролитов и твердых электролитов.
7. Способ по п.6, в котором водный раствор выбирают из группы, состоящей из неорганических кислот, растворенных в воде щелочных или нейтральных солей, щелочных или нейтральных солей, растворенных в смеси воды, и по меньшей мере одного органического растворителя и их комбинаций.
8. Способ по п.6, включающий по меньшей мере один неводный электролит, выбранный из группы, состоящей из органической соли, растворенной в органическом растворителе, расплавленной кислоты, щелочи или соли, или ионной жидкости, или их комбинаций.
9. Способ по п.6, включающий по меньшей мере один твердый электролит, выбранный из группы, состоящей из полимерных электролитов, неорганических твердых электролитов и их комбинаций.
10. Способ по п.1, в котором анодные и катодные реакции проводят при температуре в диапазоне от около 0ºС до около 100ºС, и по меньшей мере один электролит представляет собой водный электролит.
11. Способ по п.1, в котором анодные и катодные реакции проводят при температуре ниже 200ºС, и по меньшей мере один электролит выбирают из группы, состоящей из твердых полимерных электролитов.
12. Способ по п.1, в котором анодные и катодные реакции проводят при температуре в диапазоне от около 200ºС до около 600ºС, и по меньшей мере один электролит выбирают из группы, состоящей из неорганических протонных проводников.
13. Способ по п.1, в котором анодные и катодные реакции проводят при температуре, более высокой, чем температура в диапазоне от 600ºС до около 1000ºС, и по меньшей мере один электролит выбирают из группы, состоящей из неорганических ион-кислородных проводников.
14. Способ по п.1, в котором реактор представляет собой электрохимический реактор, включающий одну камеру, которая содержит реагенты, электролит и электроды.
15. Способ по п.1, в котором реактор представляет собой электрохимический реактор, включающий одну газовую камеру и одну жидкостную камеру, и один пористый электрод или два пористых электрода.
16. Способ по п.1, в котором реактор представляет собой электрохимический реактор, состоящий из трех камер, выбранных из группы, состоящей из двух газовых камер и одной жидкостной камеры, одной газовой камеры и двух жидкостных камер и других комбинаций из трех камер.
17. Способ по п.1, в котором реактор представляет собой электрохимический реактор, включающий более чем три камеры, выбранные из группы, состоящей из двух газовых камер и двух жидкостных камер или двух газовых камер и трех жидкостных камер.
18. Способ по п.1, в котором реактор представляет собой электрохимический реактор, включающий одну газовую камеру и одну жидкостную камеру и далее включающий по меньшей мере один газодиффузионный электрод, разделяющий газовую камеру и жидкостную камеру.
19. Способ по п.1, в котором реактор представляет собой электрохимический реактор, не включающий жидкостную камеру и в котором по меньшей мере один электролит выбирают из группы, состоящей из твердых электролитов.
20. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один электролит является жидким, получается нитрат аммония, и способ далее включает нейтрализацию избыточной азотной кислоты, образованной в реакторе, взаимодействием с аммиаком во внешнем нейтрализационном резервуаре.
21. Способ по п.1, в котором получают мочевину, причем способ включает подведение источника углерода и источника азота по меньшей мере к одному катоду, подачу источника водорода по меньшей мере к одному аноду и размещение по меньшей мере одного жидкого электролита между по меньшей мере одним катодом и по меньшей мере одним анодом.
22. Способ по п.1, в котором получают мочевину, по меньшей мере один электролит является твердым, и реактор представляет собой высокотемпературную электрохимическую ячейку.
23. Способ по п.1, в котором аммиак получают взаимодействием источника азота, подаваемого на катодную сторону, и источника преимущественно эквивалента водорода, такого как монооксид углерода или смесь монооксида углерода и водорода, чем высокочистого водорода.
24. Способ по п.1, в котором получают смесь мочевины и нитрата аммония, причем способ включает подведение источника углерода и источника азота по меньшей мере к одному катоду для образования смеси мочевины и аммиака, подачу источника азота по меньшей мере к одному аноду для образования азотной кислоты; и способ далее включает взаимодействие аммиака и образованной азотной кислоты с дополнительным количеством аммиака для получения нитрата аммония в реакционном резервуаре, внешнем относительно реактора.
25. Способ по п.1, в котором получают смесь мочевины и нитрата аммония, реактор представляет собой электрохимическую ячейку; по меньшей мере один электролит является твердым; смесь мочевины и аммиака образуется по меньшей мере на одном катоде; диоксид азота, образованный по меньшей мере на одном аноде, преобразуют в азотную кислоту с использованием воды; и мочевина, аммиак и азотная кислота взаимодействуют с образованием смеси мочевины и нитрата аммония.