工業如何制氮，生活中如何制氮

工業制氮是利用液空分離法，利用每種空氣的不同沸點來分離氧和氮。

雖然氮氣在大氣中的含量比氧氣豐富，但由於其非活性性質，人們只有在了解氧氣之後才知道氮氣。 然而，它是在氧氣之前發現的。 1755年，英國化學家布拉克發現碳酸後不久，他發現，在玻璃蓋中燃燒木炭產生的碳酸，即使被苛性鉀溶液吸收後，仍然有大量的空氣殘留。

後來，他的學生D.盧瑟福（D. Rutherford）繼續對動物進行實驗，將老鼠放在封閉的玻璃圍欄裡直到它們死亡，並發現圍欄內的空氣量減少了1 10。如果用苛性鉀溶液吸收剩餘的氣體，則1 11的體積將繼續減小。

工業規模制氮有三種型別：低溫空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。

1.低溫空分制氮。

它是一種傳統的空分技術，已有90多年的歷史，其特點是產氣量大，氮氣純度高的產品，無需淨化即可直接應用於磁性材料，但其工藝流程複雜，占地面積大，基礎設施成本高，需要特殊的維護力， 操作人員較多，產氣緩慢（18-24h），適用於大規模工業制氮，制氮成本約為0-7元m3。

2.變壓吸附制氮。

變壓吸附氣體分離技術是非低溫氣體分離技術的乙個重要分支，是長期努力尋找比低溫法更簡單的空分方法的結果。 七十年代，西德礦業公司埃森研製成功碳分子篩，為PSA空分制氮產業化鋪平了道路。 近30年來，該技術發展迅速，日趨成熟，已成為中小型制氮領域的有力競爭者。

變壓吸附制氮是以空氣為原料，以碳分子篩為吸附劑，利用碳分子篩選擇空氣中氧氮的吸附特性，利用變壓吸附（壓力吸附、減壓脫附和分子篩再生）原理，在室溫下分離氧氮制氮制氮。

3.用於制氮的膜分離。

膜分離制氮是以空氣為原料，在一定的壓力下，利用中空纖維膜中氧和氮的不同滲透率，分離氧氮，產生氮氣。 與上述兩種制氮方式相比，具有裝置結構更簡單、體積更小、無需切換閥、操作維護更方便、產氣速度更快（小於3min）、擴容更方便等特點。

但是，中空纖維膜對壓縮空氣的清潔度要求較為嚴格，膜容易老化失效，難以修復，需要更換新的膜。

當要求氮氣純度高於98%時，比同規格的變壓吸附制氮裝置高出30%左右，因此當膜分離制氮與氮氣淨化裝置相結合生產高純氮氣時，一般氮氣的純度一般為98%， 這將增加淨化裝置的生產成本和執行成本。

工業氨生產方法：

1. 布朗的三座塔樓。

三個廢鍋氨合成圈。

布朗三塔三廢鍋氨合成圈由3個合成塔和3個廢鍋組成。 塔內有催化劑籃，氣體通過殼體與籃體之間的間隙從底部流向頂部，然後從頂部軸向流向底部。

流經催化劑床。

第三塔催化劑的負載能力比第二塔多，最終出口氨含量可提高到21%以上，減少了迴圈氣體量，節省了迴圈壓縮功。 合成塔的控制系統非常簡單，每個塔都配有乙個旁路，用閥門調節進入塔內的氣體溫度。

2.木的兩塔，三床，兩個廢鍋，氨合成圈。

伍德的兩塔三床雙廢鍋氨合成圈採用兩座較小的合成塔，三颱催化劑床，兩座塔各連線乙個廢鍋。 這種結構使反應溫度分布非常接近最佳反應溫度，氣體的迴圈容積和壓降小，節省了投資和能耗，副產高壓蒸汽更多。

3.托普索的兩座塔，三張床，兩個廢鍋，氨合成環。

托普索 S-250 系統由乙個 S-200 合成塔和乙個 S-50 合成塔組成，沒有較低的熱交換。 還包括：廢鍋和鍋爐給水換熱器的餘熱; 合成塔進出口空氣換熱器、水冷卻器、氨冷卻器和冷交換器、氨分離器和新鮮氣體氨冷卻器等。

合成塔為徑向流催化劑床層，採用壓降小的催化劑。 S-200塔的合成氣經餘熱鍋爐加熱，保證適宜的溫度進入S-50塔，提高單程合成率。

4.工業天然氣生產氨。

天然氣首先經過脫硫，然後轉化兩次，然後分別通過一氧化碳。

轉移，二氧化碳。

除去等工藝，得到氮氫混合物，其中仍含有一氧化碳和二氧化碳約體積）。

甲烷。 除去化學作用後，制得摩爾比為3的氫氮純氣體，經壓縮機壓縮，進入氨合成迴路，得到產物氨。 以石腦油為例。

生產氨作為原料的過程與此過程類似。

5.工業重油生產氨。

重油包括各種深加工得到的渣油，可採用部分氧化法制得合成氨原料氣，生產工藝比天然氣蒸氣重整簡單，但需要空分裝置。 空分裝置產生的氧氣用於重油和氣化，氮氣作為合成氨的原料，液氮。

也用作去除一氧化碳、甲烷和氬氣的洗滌劑。

百科全書 - 氨。

百科全書 - 氨的製備方法。

氮氣是通過加熱氯化銨和亞硝酸鈉晶體的飽和溶液（或飽和溶液）的混合物來製備的。 將雙孔橡膠塞放置在圓底燒瓶上，帶有分離漏斗和短彎曲導管。 將亞硝酸鈉晶體（或飽和溶液）放入燒瓶中，將飽和氯化銨溶液滴入分離漏斗中，將燒瓶加熱至85左右，生成氮氣。

當空氣排出時，可以通過排出氣體收集或直接用橡膠球囊收集氮氣。 因為該反應是放熱的，所以反應開始時應停止加熱。 化學方程式為：

nano2+nh4cl==nh4no2+nacl

nh4no2 n2↑+2h2o

然後根據氧氣和氮氣的不同沸點蒸發液態空氣。 以這種方式得到的氮氣基本上可以用於一般生產，如果需要更高的純度，則需要化學反應來輔助。

磷等固體在密閉容器中燃燒，留下更純淨的氮氣。

把它放在空氣中，因為超過6%的空氣是氮氣，它會發生化學反應。

氮氣常用的生產方法有：液化空氣分餾、低溫分離、膜分離、變壓吸附、變壓吸收等。

液態空氣分餾氮：主要是通過從大氣中分離或分解含氮化合物而產生。 液化空氣集團每年生產超過3300萬噸氮氣，然後通過分餾和大氣中的其他氣體生產。

低溫分離：低溫分離工藝，又稱低溫蒸餾工藝，利用空氣中不同沸點的氮氣和氧氣來分離氧氣和氮氣。 由於氮氣的沸點（-196）低於氧氣的沸點，液氮在液態空氣蒸發過程中比液氧更容易變成氣體，而氧氣在空氣液化時比氮氣更容易變成液體。

由於氮氣和氧氣的沸點相差不大，液態和氣態空氣必須經過蒸發、冷凝和再蒸發的反覆過程（這個過程稱為低溫蒸餾）。

膜分離工藝

膜分離技術是基於膜中氣體組分的選擇性滲透和擴散特性，以達到氣體分離淨化的目的。 流過膜的氣體不同組分的速度不同，各組分流過膜的速率與氣體的種類、膜的特性、膜兩側的分壓差有關。 進入膜的氣體成分不能是100%純淨的。

氣分離膜一般可分為多孔和無孔材料，長東頭由無機物質（多孔玻璃、陶瓷、金屬、導電固體和鈀合金等）或有機聚合物（微孔聚乙烯、多孔醋酸酯、均相醋酸酯、聚矽氧烷橡膠和聚碳酸酯）組成。 淨化後的壓縮空氣通過緩衝罐和組合過濾器從膜組的一端進入。

在壓力下，氣體分子首先與膜的高壓側接觸。 混合氣體在膜高壓側表面以不同的溶解度水平溶解在膜中，然後混合氣體的分子以不同的速度擴散到膜的低壓側，在膜的兩側產生壓差。 經過兩種溶液的選擇和擴散過程，最終將氣體混合物分離成不同的組分。

例如，空氣和氧氣的滲透速度比氮氣快。 膜分離後，留在高壓側的氣體富含氮氣，而通過的氣體富含氧氣。

問題1：塔拉工業生產中製備氮氣的方法分離液態空氣。

空氣加壓冷卻，然後逐漸加熱，N2 O2依次汽化成氣體，達到分離的目的。

N的沸點2 是-196度，O2是-183度，所以當液態空氣汽化時，首先得到N2

氮氣可由偶氮透明溜溜球狀化合物和過氧化氫反應生成。

問題2：如何制氮 直接空氣分餾是一種工業提取方法。 如果要在實驗室中提取氮氣，則需要將氯化銨飽和溶液與亞硝酸鈉固體混合並加熱。

以這種方式提取的氮氣與水蒸氣混合，在另乙個容器中可以用濃硫酸、純鹼石灰、氧化鈣、無水氯化鈣、無水硫酸鎂等乾燥劑除去。

具體化學反應方程式請自備：

氯化銨 + 亞硝酸鈉 = = 氯化鈉 + 水 + 氮。

由於反應中雜質的影響，溶液可能變黃甚至變黑; 氮氣的產生速度不慢，可以使用沸水浴加熱。

問題三：氮氣是如何產生的，也是如何從空氣中分離出來的？

制氮主要有三種方法：

1、分子篩空氣分離制氮：是以空氣為原料，碳分子篩為吸附劑，利用變壓吸附原理，利用碳分子篩選擇性吸附氧氮氣分離氮氣的方法;

2、低溫空分制氮：是一種已有近90年歷史的傳統制氮方法。 它以空氣為原料租賃行李，壓縮、淨化，然後利用熱交換液化液化空氣。

液化空氣主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的不同沸點，通過液化空氣的蒸餾，使它們分離而得氮氣;

3、膜空分制氮：是八十年代在國外發展迅速的另一種新型制氮技術，近三四年來在國內得到推廣應用。 膜空分制氮的基本原理是以空氣為原料，在一定的壓力條件下，利用氧、氮等不同性質的氣體，將膜中的氧、氮分離。