Основной источник новых идей, которые являются фундаментом технологических и аппаратурных разработок АО «НИИК», — научная часть АО «НИИК», основанная в 1954 году и в настоящее время представляющая собой крупное научное подразделение.
За десятилетия работы специалистами научной части были созданы теоретические основы и инженерные решения, позволившие создать и успешно эксплуатировать отрасль карбамида в бывшем СССР. Заложенные тогда научные идеи позволяют и сейчас обеспечить эффективную работу агрегатов карбамида и выдерживать конкуренцию на мировом рынке.
На базе ранее созданного научного фундамента подразделения научной части АО «НИИК» разрабатывают новые технологические и конструктивные решения в производстве карбамида, направленные на повышение мощности, снижение энергозатрат, экологическую безопасность, повышение качества готового продукта, которые успешно используются при осуществлении реконструкции действующих и строительстве новых производств карбамида. Кроме того, ведутся работы, связанные с поиском новых технических решений в области технологий получения, переработки и применения меламина, аммиачной селитры, азотной кислоты, метанола, комплексных азотных удобрений.
Все новые технические решения защищаются патентами Российской Федерации на изобретения и полезные модели (в настоящее время действуют около 30 патентов), и большинство этих изобретений патентуется также в странах, где АО «НИИК» реализует или намерено реализовать свои разработки. В первую очередь это государства, ранее входившие в СССР, – Беларусь, Узбекистан, Казахстан, Таджикистан, Украина, Литва, Эстония, – но география патентования АО «НИИК» не ограничивается этими странами, а охватывает также государства ЕС, Ближнего Востока (Египет, Турция) и Юго-Восточной Азии (Индия, Вьетнам, Малайзия).
В разработках очень большое внимание уделяется конструкциям внутренних устройств (смесители, насадка и тарелки) реакторов синтеза карбамида, обеспечивающих увеличение интенсивности контакта реагирующих веществ и степени их превращения в карбамид (патенты 2256495, 2261141, 2365797, 2441698, 2442643, 2447932).
Разработаны концепции реконструкции для всех известных технологий карбамида с использованием новых высокоэффективных аппаратов и устройств. Таковы технологии URECON®2007 (для реконструкции агрегатов карбамида АК-80 со стриппинг-процессом в токе СО2; патенты 2233693, 2282121, 2309947, 2402734, 2434850) и URECON®2006 (для реконструкции агрегатов карбамида АК-70 с полным жидкостным рециклом; патенты 2280026, 2429228). Новые технологии используют новые аппараты и устройства с оптимизированной гидродинамикой и высокой эффективностью тепло - и массообмена, такие как стриппер-дистиллятор, теплообменник-рекуператор, дистилляторы I и II ступеней. В последние годы разработан процесс производства карбамида следующего поколения, предназначенный как для строительства новых, так и для реконструкции действующих установок (патенты 2499791, 2529462). Башни приллирования конструкции АО «НИИК» с устройствами для очистки воздуха и встроенным или выносным аппаратом охлаждения гранул в «кипящем» слое (патенты 2396252, 126962) и скоростной барабанный гранулятор (патенты 2328338, 2624693) могут обеспечить любое качество готового продукта. На базе барабанного гранулятора ведется разработка технологий получения сложных удобрений на основе карбамида, карбамида с добавками и микроэлементами (патенты 2436754, 2484072), а также технологии получения гранулированной аммиачной селитры (патент 164069).
На основе опыта, накопленного в ходе эксплуатации установок, специалистами АО «НИИК» разработаны технологии ремонта основного технологического оборудования производства карбамида, включая оборудование высокого давления (патенты 2421274, 2436009).
Наряду с решением проблем производства карбамида в АО «НИИК» создана усовершенствованная технология производства меламина из карбамида при высоком давлении (патенты 2417992, 2495875, 2495876, 2503623, 2544704) и разработана энергоэффективная технология получения метанола для малотоннажных установок (патент 2691073).