第一節(jié) 氮氣的簡介
氮氣化學(xué)式為N2，通常狀況下是一種無色無味的氣體，而且一般氮氣比空氣密度小。氮氣占大氣總量的78.08%（體積分?jǐn)?shù)），是空氣的主要成份之一。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氮氣冷卻至-195.8℃時，變成無色的液體，冷卻至-209.8℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以常被用來制作防腐劑。但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對人類有用的新物質(zhì)。（可行性 研究 報告）
第二節(jié) 氮氣的制備工藝
制氮工藝
現(xiàn)場制氮是指氮氣用戶自購制氮設(shè)備制氮，工業(yè)規(guī)模制氮有三類：即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。利用各空氣的沸點不同使用液態(tài)空氣分離法，將氧氣和氮氣分離。將裝氮氣的瓶子漆成黑色，裝氧氣的漆成藍(lán)色。
實驗室制法
制備少量氮氣的基本原理是用適當(dāng)?shù)难趸瘎被蜾@鹽氧化，最常用的是如下幾種方法：（以下dilute代表極?。?/span>
(1)加熱亞硝酸銨的濃溶液：(69.85℃)
(2)亞硝酸鈉的飽和溶液與氯化銨的飽和溶液相互作用：
(3)將氨氣通過紅熱的氧化銅：
(4)氨水與溴水反應(yīng)：
(5)重鉻酸銨加熱分解：
(6)加熱疊氮化鈉，使其受熱分解，可得到很純的氮氣：
(7)鐵與濃度極稀的硝酸反應(yīng)：
深冷空分制氮
它是一種傳統(tǒng)的空分技術(shù)，已有九十余年的歷史，它的特點是產(chǎn)氣量大，產(chǎn)品氮純度高，無須再純化便可直接應(yīng)用于磁性材料，但它工藝流程復(fù)雜，占地面積大，基建費用高，需專門的維修力量，操作人員較多，產(chǎn)氣慢（18～24h），它適宜于大規(guī)模工業(yè)制氮，氮氣成本在0．7元/m3左右。
變壓吸附制氮
變壓吸附（Pressure Swing Adsorption，簡稱PSA）氣體分離技術(shù)是非低溫氣體分離技術(shù)的重要分支，是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結(jié)果。七十年代西德埃森礦業(yè)公司成功開發(fā)了碳分子篩，為PSA空分制氮工業(yè)化鋪平了道路。三十年來該技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)日趨成熟，在中小型制氮領(lǐng)域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。
變壓吸附制氮是以空氣為原料，用碳分子篩作吸附劑，利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性，運用變壓吸附原理（加壓吸附，減壓解吸并使分子篩再生）而在常溫使氧和氮分離制取氮氣。
變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比，具有顯著的特點：吸附分離是在常溫下進行，工藝簡單，設(shè)備緊湊，占地面積小，開停方便，啟動迅速，產(chǎn)氣快（一般在30min左右），能耗小，運行成本低，自動化程度高，操作維護方便，撬裝方便，無須專門基礎(chǔ)，產(chǎn)品氮純度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，產(chǎn)氮量≤2000Nm3/h。但到2017年為止，除美國空氣用品公司用PSA制氮技術(shù)，無須后級純化能工業(yè)化生產(chǎn)純度≥99.999%的高純氮外（進口價格很高），國內(nèi)外同行一般用PSA制氮技術(shù)只能制取氮氣純度為99．9%的普氮（即O2≤0.1%），個別企業(yè)可制取99.99%的純氮（O2≤0.01%），純度更高從PSA制氮技術(shù)上是可能的，但制作成本太高，用戶也很難接受，所以用非低溫制氮技術(shù)制取高純氮還必須加后級純化裝置。
膜分離制氮
膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支，是80年代國外迅速發(fā)展起來的一種新的制氮方法，在國內(nèi)推廣應(yīng)用還是2010-2017年的事。
膜分離制氮是以空氣為原料，在一定的壓力下，利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小、無切換閥門、操作維護也更為簡便、產(chǎn)氣更快（3min以內(nèi)）、增容更方便等特點，但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴(yán)，膜易老化而失效，難以修復(fù)，需要換新膜，膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶，此時具有較好功能價格比；當(dāng)要求氮氣純度高于98%時，它與同規(guī)格的變壓吸附制氮裝置相比，價格要高出30%左右，故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時，普氮純度一般為98%，因而會增加純化裝置的制作成本和運行成本。
第三節(jié) 氮氣的用途
化工合成
人類能夠有效利用氮氣的主要途徑是合成氨，但要求條件很高。近年來，人們在竭力弄清植物固氮的機理，爭取用化學(xué)的方法模擬生物固氮，來實現(xiàn)當(dāng)溫和條件下開發(fā)利用空氣中的氮資源。氮主要用于合成氨，反應(yīng)式為 ( 條件為高壓，高溫、和催化劑。反應(yīng)為可逆反應(yīng)）還是合成纖維（錦綸、腈綸），合成樹脂，合成橡膠等的重要原料。 氮是一種營養(yǎng)元素還可以用來制作化肥。例如：碳酸氫銨NH4HCO3，氯化銨NH4Cl，硝酸銨NH4NO3等等。
其他用途
由于氮的化學(xué)惰性，常用作保護氣體，如：瓜果，食品，燈泡填充氣。以防止某些物體暴露于空氣時被氧所氧化，用氮氣填充糧倉，可使糧食不霉?fàn)€、不發(fā)芽，長期保存。液氮還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫(yī)院做除斑，包，豆等的手術(shù)時常常也使用，即將斑，包，豆等凍掉，但是容易出現(xiàn)疤痕，并不建議使用。高純氮氣用作色譜儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護氣體。跟高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機的激光氣體。氮氣也作為食品保鮮保護氣體的用途。在化工 行業(yè) ，氮氣主要用作保護氣體、置換氣體、洗滌氣體、安全保障氣體。用作鋁制品、鋁型材加工，鋁薄軋制等保護氣體。用作回流焊和波峰焊配套的保護氣體，提高焊接質(zhì)量。用作浮法玻璃生產(chǎn)過程中的保護氣體，防錫槽氧化。
第四節(jié) 氮氣的注意事項
危險性類別：第2.2類 惰性氣體
侵入途徑：吸入
健康危害：空氣中氮氣含量過高，使吸入氣氧分壓下降，引起缺氧窒息。吸入氮氣濃度不太高時，患者最初感胸悶、氣短、疲軟無力；繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn)，稱之為“氮酩酊”，可進入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。
潛水員深潛時，可發(fā)生氮的麻醉作用；若從高壓環(huán)境下過快轉(zhuǎn)入常壓環(huán)境，體內(nèi)會形成氮氣氣泡，壓迫神經(jīng)、血管或造成微血管阻塞，發(fā)生“減壓病”。
環(huán)境危害：無
燃爆危險：本品不燃。
急救措施
皮膚接觸：沒事（因空氣中就含有約78%的氮）
眼睛接觸：沒事（理由同上）
吸入：（濃度較高時）迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸心跳停止時，立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù)。就醫(yī)。
免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。