氮气应用与制氮技术.doc

氮气应用与制氮技术氮气应用与制氮技术一、氮气的性能和用途概述....................................................................................................2(一)氮气的性能....................................................................................................................2 (二)物理性质........................................................................................................................2 (三)氮气的应用概述............................................................................................................4二、氮气的实际具体应用........................................................................................................5(一)氮气在化学工行业的应用............................................................................................5 (二)氮气在化学工业行业中作为保护气氛........................................................................7 (三)氮气在食品药品包装方面的应用................................................................................7 (四)氮气在食品保鲜方面的应用........................................................................................7 (五)氮气在金属处理方面的应用........................................................................................7 (六)氮气用于合成氨............................................................................................................9 (七)氮气在汽车上的应用....................................................................................................9三、氮气在航天航空工业中的应用......................................................................................10四、氮气在国防军事上的应用..............................................................................................10(一)远红外节流制冷应用..................................................................................................10五、氮气煤矿方面的应用......................................................................................................11(一)采空区防火惰性指标..................................................................................................11 (二)火区惰化指标..............................................................................................................12六、氮气在煤气化和煤液化工业上的应用..........................................................................12七、氮气在石油开采中的应用..............................................................................................13(一)氮气加压开采稠油......................................................................................................15 (二)应用氮气射孔技术......................................................................................................16 (三)氮气垫测试技术加垫的主要设备..............................................................................16八、氮气生产技术..................................................................................................................16(一)实验室制法..................................................................................................................16 (二)深冷空分制氮..............................................................................................................17 (三)变压吸附制氮与氮气纯化装置相组合......................................................................17 (四)膜分离空分制氮与氮纯化装置相组合......................................................................17九、氮气纯化方法（工业规模）..........................................................................................18(一)加氢除氧法..................................................................................................................18 (二)加氢除氧、除氢法。

18 (三)碳脱氧法......................................................................................................................18十、几种制氮的综合比较......................................................................................................19(一)深冷空分制氮..............................................................................................................19 (二)变压吸附制氮..............................................................................................................19 (三)膜过滤制氮气..............................................................................................................20一、氮气的性能和用途概述(一) 氮气的性能氮气，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。

氮气占大气总量的 78.12%（体积分数） ，是空气的主要成份常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质二) 物理性质氮在常况下是一种无色无味无臭的气体，且通常无毒氮气占大气总量的 78.12%（体积分数） ，在标准情况下的气体密度是 1.25g/L，氮气在水中溶 解度很小，在常温常压下，1 体积水中大约只溶解 0.02 体积的氮气氮气是难液化的气体氮气在极低温下会液化成无色液体，进一步降低温度时，更会形成白 色晶状固体在生产中，通常采用黑色钢瓶盛放氮气其他物理性质见下表： 项 目属 性化学式N2相对分子质量28.013熔点63.15K，-210℃沸点，101.325kPa（1atm）时77.35K，-195.8℃临界温度126.1K，-147.05℃临界压力3.4MPa，33.94bar，33.5atm，492.26psia临界体积90.1cm3/mol临界密度0.3109g/cm3临界压缩系数0.292液体密度，-180℃时0.729g/cm3液体热膨胀系数，-180℃时0.00753 1/℃表面张力，-210℃时12.2×10-3 N/m，12.2dyn/cm气体密度，101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)时1.160kg/m3，0.0724 lb/ft3气体相对密度，101.325 kPa(1atm)和 70F 时(空气=1)0.967汽化热，沸点下202.76kJ/kg，87.19 BTU/1b熔化热，熔点下25.7kJ/kg，11.05 BTU/1b气体定压比热容 cp，25℃时1.038kJ/（kg· k） ，0.248 BTU/（1b·R）气体定容比热容 cp，25℃时0.741kJ/（kg· k） ，0.177 BTU/（1b·R）气体比热容比，cp/cv1.401液体比热容，-。