厂商 :深圳市深特工业气体有限公司
广东 深圳- 主营产品:
- 供应高纯氧气
- 供应高纯乙炔
- 供应混合气体
基本参数
包装: |
40L |
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产品等级: |
分析纯 |
CAS编号: |
6654-2008 |
执行质量标准: |
5875-39 |
含量: |
99.99% % |
产地/生产商: |
深圳 |
详细说明
基本用途
化工合成
氮主要用于合成氨,反应式为N2+3H2=2NH3( 条件为高压,高温、和催化剂。反应为可逆反应)还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。 氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。例如:碳酸氢铵NH4HCO3,氯化铵NH4Cl,硝酸铵NH4NO3等等。
食品行业
食品包装充氮时可以保鲜。
其他用途
充填灯泡制作氮肥与炸药,做制冷剂(液氮汽化吸热)。
汽车轮胎
1.提高轮胎行驶的稳定性和舒适性。[3]
氮气几乎为惰性的双原子气体,化学性质极不活泼,气体分子比氧分子大,不易热胀冷缩,变形幅度小,其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30~40%, 能保持稳定胎压,提高轮胎行驶的稳定性,保证驾驶的舒适性;氮气的音频传导性低,相当于普通空气的1/5,使用氮气能有效减少轮胎的噪音,提高行驶的宁静度。
2.防止爆胎和缺气碾行。
爆胎是公路交通事故中的头号杀手。据统计,在高速公路上有46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的,其中爆胎一项就占轮胎事故总量的70%。汽车行驶时,轮胎温度会因与地面磨擦而升高,尤其在高速行驶及紧急刹车时,胎内气体温度会急速上升,胎压骤增,所以会有爆胎的可能。而高温导致轮胎橡胶老化,疲劳强度下降,胎面磨损剧烈,又是可能爆胎的重要因素。而与一般高压空气相比,高纯度氮气因为无氧且几乎不含水份不含油,其热膨胀系数低,热传导性低,升温慢,降低了轮胎聚热的速度,不可燃也不助燃等特性,所以可大大地减少爆胎的几率。
3.延长轮胎使用寿命
使用氮气后,胎压稳定体积变化小,大大降低了轮胎不规则磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了轮胎的使用寿命;橡胶的老化是受空气中的氧分子氧化所致,老化后其强度及弹性下降,且会有龟裂现象,这时造成轮胎使用寿命缩短的原因之一。氮气分离装置能极大限度地排除空气中的氧气、硫、油、水和其它杂质,有效降低了轮胎内衬层的氧化程度和橡胶被腐蚀的现象,不会腐蚀金属轮辋,延长了轮胎的使用寿命,也极大程度减少轮辋生锈的状况。
4.减少油耗,保护环境。
轮胎胎压的不足与受热后滚动阻力的增加,会造成汽车行驶时的油耗增加;而氮气除了可以维持稳定的胎压,延缓胎压降低之外,其干燥且不含油不含水,热传导性低,升温慢的特性,减低了轮胎行走时温度的升高,以及轮胎变形小抓地力提高等,降低了滚动阻力,从而达到减少油耗的目的。
合成方法
氮气在大气中虽多于氧气,由于它的性质不活泼,所以人们在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。1575年英国化学家布拉克(Black,J.1728-1799)发现碳酸气之后不久,发现木炭在玻璃罩内燃烧后所生成的碳酸气,即使用苛性钾溶液吸收后仍然有较大量的空气剩下来。后来他的学生D·卢瑟福(Rutherford,D.1749-1819)继续用动物做实验,把老鼠放进封闭的玻璃罩里直至其死后,发现玻璃罩中空气体积减少1/10;若将剩余的气体再用苛性钾溶液吸收,则会继续减少1/11的体积。D·卢瑟福发现老鼠不能生存的空气里燃烧蜡烛,仍然可以见到微弱的烛光;待蜡烛熄灭后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃烧一会,对除掉空气中的助燃气来说,效果是好的。把磷燃烧后剩余的气体进行研究,D·卢瑟福发现这气体不能维持生命,具有灭火性质,也不溶于苛性钾溶洲,因此命名为“浊气”或“毒气”。在同一年,普利斯特里作类似的燃烧实验,发现使1/5的空气变为碳酸气,用石灰水吸收后的气体不助燃也不助呼吸。由于他同D·卢瑟福都是深信燃素学说的,因此他们把剩下来的气体叫做“被燃素饱和了的空气”。[5]
[4]1.空分法 采用全低压流程,首先清除空气中灰尘和机械杂质,然后在压缩机中压缩,清除压缩空气中二氧化碳,干燥压缩空气,经液化、精馏,分离成氧和氮气。氮气贮藏在氮气柜;液氮送入贮槽,压缩的氮气充填氮气瓶中。图XV-1 NaN3分解装置 利用活性铜提纯氮气装置
2.在装置中,向长为40cm,直径为2cm的玻璃制分解管中装填数毫米厚,经重结晶并干燥的NaN3。磨口接头用湿布包裹使之冷却。用高真空泵将整个装置抽成真空,在保持真空下进行加热干燥。但装有NaN3的那根玻璃管不能加热到NaN3分解的温度。用高频真空检漏器检测系统是否漏气。这样做之后,用火焰均匀地加热管1。关闭活塞3,从一头依序将NaN3加热至开始分解。加热一段时间后停止加热,关闭活塞4和5,打开活塞3后,当确定压力计6的压力在增加,说明气体还在继续生成,当压力增加缓慢时,应再加热。如此继续操作直到在压力计上可以看到烧瓶中有了一些压力,制取了足够量的气体为止。当钠的细尘在烧瓶7中落下后,就可让气体进入烧瓶8。不要用玻璃棉来挡住钠的细尘。此操作不会有爆炸的危险,因为即使压力突然增加,最坏的结果也只不过是在2处将磨口冲开而已。此法制得的氮气已经很纯,无需再加纯制。NaN3的分解温度为280℃,KN3为360℃。
3.由钢瓶氮气纯制:钢瓶氮气中的水蒸气和CO2等杂质可用通常的洗涤剂除去,但除去痕量的氧气很困难。如需要高纯度的氮气最好选用下述的方法:将长度为10m,电阻为64Ω的电热线直接缠绕在一根长75cm,直径4cm的玻璃管上。利用调压变压器将管子内的温度调节到约170℃。内管的外面再套上一个玻璃管以减少热量损失,同时试验时也可以观察内管中的现象。在内管中密封填充物,然后从内管的上面通入氢气,确认其中的空气被驱净后,即可通电加热。把还原CuO所生成的水从活塞中放走。当填充物全部变成暗紫色后,即可停止氢气,通入待纯制的氮气,填充物可用下列方法制得:将120g Cu(OH)2CuCO3溶于2L浓氨水中,加入用盐酸洗过并经灼烧过的硅藻土420g,在水浴上蒸干。将其粉碎成3~5mm大小,在150~180℃彻底干燥至颗粒呈现棕色光泽。筛去细粉,得到产品。图NaN3分解装置利用活性铜提纯氮气装置1—加热管;2—磨口活塞;3,4,5—活塞;6—压力计;7,8—烧瓶2将250g CuCl2·H2O(或366g CuSO4·5H2O)溶于2L水中。加入用盐酸煮过并经过灼烧的硅藻土250g,加热至60℃,并在猛力搅拌下,将200g NaOH溶于500mL水的60℃溶液加入,10min后,将它倾入10L蒸馏水中。放置沉降,倾去上层清液,用蒸馏水用倾析法反复洗涤多次后抽吸过滤。将滤饼在螺旋手压机中压成3~5mm的细条,晾至半干后切成5~10mm细段,在180℃下烘干至恒重。高纯氮一般以空气分离装置生产的氮气作为原料,通过化学法、吸附干燥法、变压吸附法及膜分离法等净化制成。
制备方法
现场制氮/工业制氮
现场制氮是指氮气用户自购制氮设备制氮,目前国内外,工业规模制氮有三类:即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。
实验室制法
制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化,最常用的是如下几种方法:
将氨通过红热的氧化铜: 2 NH3+ 3 CuO === 3 Cu + 3 H2O + N2↑
氨与溴水反应:8 NH3 + 3 Br2 (aq) === 6 NH4Br + N2↑
重铬酸铵加热分解: (NH4)2Cr2O7===N2↑+Cr2O3+4H2O
加热叠氮化钠,使其热分解,可得到很纯的氮气。
深冷空分制氮
它是一种传统的空分技术,已有九十余年的历史,它的特点是产气量大,产品氮纯度高,无须再纯化便可直接应用于磁性材料,但它工艺流程复杂,占地面积大,基建费用高,需专门的维修力量,操作人员较多,产气慢(18~24h),它适宜于大规模工业制氮,氮气成本在0.7元/m3左右。
变压吸附制氮
变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支,是人们长期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。七十年代西德埃森矿业公司成功开发了碳分子筛,为PSA空分制氮工业化铺平了道路。三十年来该技术发展很快,技术日趋成熟,在中小型制氮领域已成为深冷空分的强有力的竞争对手。
变压吸附制氮是以空气为原料,用碳分子筛作吸附剂,利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性,运用变压吸附原理(加压吸附,减压解吸并使分子筛再生)而在常温使氧和氮分离制取氮气。
膜分离空分制氮
膜分离制氮是以空气为原料,在一定的压力下,利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。它与上述两种制氮方法相比,具有设备结构更简单、体积更小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快(3min以内)、增容更方便等特点,但中空纤维膜对压缩空气清洁度要求更严,膜易老化而失效,难以修复,需要换新膜,膜分离制氮比较适合氮气纯度要求在≤98%左右的中小型用户,此时具有最佳功能价格比;当要求氮气纯度高于98%时,它与同规格的变压吸附制氮装置相比,价格要高出30%左右,故由膜分离制氮和氮纯化装置相组合制取高纯氮时,普氮纯度一般为98%,因而会增加纯化装置的制作成本和运行成本。
氮气纯化方法
加氢除氧法
在催化剂作用下,普氮中残余氧和加入的氢发生化学反应生成水,其反应式:2H2+O2=2H2O,再通过后级干燥除去水份,而获得下列主要成份的高纯氮:N2≥99.999 %,O2≤5×10-6,H2≤1500×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.5元/m3左右。
加氢除氧、除氢法
此法分三级,第一级加氢除氧,第二级除氢,第三级除水,获得下列组成的高纯氮:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,H2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.6元/m3左右。
碳脱氧法
在碳载型催化剂作用下(在一定温度下),普氮中之残氧和催化剂本身提供的碳发生反应,生成CO2。反应式:C+O2=CO2。再经过后级除CO2和H2O获得下列组成的高纯氮气:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,CO2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.6元/m3左右。