氮气常见的制备方法大全 _科学

氮是如何产生的？氮气的常用制备方法有液空分馏、低温分离、膜分离、变压吸附、变压吸收等。由于氮占大气的4/5 ，即超过大气的78% ，我们几乎可以无限使用氮。
液体空气分馏
氮主要是通过从大气中分离或分解含氮化合物而产生的。
液化空气每年产生3300多万吨氮气，然后通过分馏产生氮气和大气中的其他气体。
低温分离
低温分离过程也称为低温蒸馏过程，其中利用空气中氮和氧的不同沸点来分离氧和氮。由于氮气的沸点（-196℃）低于氧气的沸点，液氮在液态空气蒸发过程中比液氧更容易变成气体，而氧气在空气液化过程中比氮气更容易变成液体。由于氮和氧的沸点相差不大，液态空气和气态空气必须经过反复的蒸发、冷凝和再蒸发过程（此过程称为低温蒸馏过程）。最后，可以从敌方蒸馏塔顶部的气相馏分中获得高纯度氮气。氮的纯度取决于蒸馏塔的级数和蒸馏效率。

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深冷分离工艺经历了100多年的发展，先后经历了高压、高压和低压、中压和全低压等多种不同的工艺流程。随着现代空分工艺技术和设备的发展，高压、低压空分工艺已基本淘汰，能耗低、安全生产的完整低压工艺已成为大、中低温空分装置的首选。根据氧气和氮气产品的各种压缩化合物，整个低压空气分离过程分为外部压缩过程和内部压缩过程。整个低压外压缩过程产生低压氧气或氮气，然后产品气由外部压缩机压缩至用户所需的压力。整个低压内压缩过程将通过液体泵将冷却器中蒸馏产生的液氧或液氮压至用户所需压力，然后在主换热器中加热后蒸发并供应给用户。主要工艺包括原料空气过滤、压缩、冷却、清洗、加压、膨胀、精馏、分离、加热和外部供应。
【氮气常见的制备方法大全】膜分离工艺
膜分离技术是基于气体组分在膜中的选择性渗透和扩散特性，以达到气体分离和净化的目的。流经膜的气体中不同组分的速度不同，流经膜的每个组分的速率与气体类型、膜的特性以及膜两侧的分压差有关。进入膜的气体成分不能达到100%纯度。气体分离膜一般可分为多孔材料和非多孔材料，由无机物质（多孔玻璃、陶瓷、金属、导电固体和钯合金等）或有机聚合物（微孔聚乙烯、多孔醋酸纤维、均匀醋酸纤维、聚硅氧烷橡胶和聚碳酸酯）组成。
净化后的压缩空气经过缓冲罐和组合过滤器，从膜组的一端进入。在压力下，气体分子首先接触膜的高压侧。混合气体在膜的高压侧表面以不同的溶解度溶解在膜中，然后混合气体的分子以不同的速度扩散到膜的低压侧，并在膜的两侧产生压差。在选择两种溶液和扩散过程后，混合气体最终被分离成不同的组分。例如，空气和氧气的渗透性比氮气的渗透性快。膜分离后，留在高压侧的气体富含氮气，而通过的气体富含氧气。

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PSA方法
该工艺以压缩空气为原料，分子筛为吸附剂。在一定压力下，利用空气中氧气和氮气分子在不同分子筛表面吸附量的差异，氧气在吸附相富集，氮气在气相富集；减压后，分子筛吸附剂再生并循环使用。[3] 除分子筛外，吸附剂还可用于活性氧化铝、硅胶等。使用。

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