氮是如何產(chǎn)生的？氮?dú)獾某Ｓ弥苽浞椒ㄓ幸嚎辗逐s、低溫分離、膜分離、變壓吸附、變壓吸收等。由于氮占大氣的4/5，即超過(guò)大氣的78%，我們幾乎可以無(wú)限使用氮。

液體空氣分餾

氮主要是通過(guò)從大氣中分離或分解含氮化合物而產(chǎn)生的。

液化空氣每年產(chǎn)生3300多萬(wàn)噸氮?dú)?，然后通過(guò)分餾產(chǎn)生氮?dú)夂痛髿庵械钠渌麣怏w。

低溫分離

低溫分離過(guò)程也稱為低溫蒸餾過(guò)程，其中利用空氣中氮和氧的不同沸點(diǎn)來(lái)分離氧和氮。由于氮?dú)獾姆悬c(diǎn)（-196℃）低于氧氣的沸點(diǎn)，液氮在液態(tài)空氣蒸發(fā)過(guò)程中比液氧更容易變成氣體，而氧氣在空氣液化過(guò)程中比氮?dú)飧菀鬃兂梢后w。由于氮和氧的沸點(diǎn)相差不大，液態(tài)空氣和氣態(tài)空氣必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的蒸發(fā)、冷凝和再蒸發(fā)過(guò)程（此過(guò)程稱為低溫蒸餾過(guò)程）。最后，可以從敵方蒸餾塔頂部的氣相餾分中獲得高純度氮?dú)?。氮的純度取決于蒸餾塔的級(jí)數(shù)和蒸餾效率。

深冷分離工藝經(jīng)歷了100多年的發(fā)展，先后經(jīng)歷了高壓、高壓和低壓、中壓和全低壓等多種不同的工藝流程。隨著現(xiàn)代空分工藝技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，高壓、低壓空分工藝已基本淘汰，能耗低、安全生產(chǎn)的完整低壓工藝已成為大、中低溫空分裝置的首選。根據(jù)氧氣和氮?dú)猱a(chǎn)品的各種壓縮化合物，整個(gè)低壓空氣分離過(guò)程分為外部壓縮過(guò)程和內(nèi)部壓縮過(guò)程。整個(gè)低壓外壓縮過(guò)程產(chǎn)生低壓氧氣或氮?dú)猓缓螽a(chǎn)品氣由外部壓縮機(jī)壓縮至用戶所需的壓力。整個(gè)低壓內(nèi)壓縮過(guò)程將通過(guò)液體泵將冷卻器中蒸餾產(chǎn)生的液氧或液氮壓至用戶所需壓力，然后在主換熱器中加熱后蒸發(fā)并供應(yīng)給用戶。主要工藝包括原料空氣過(guò)濾、壓縮、冷卻、清洗、加壓、膨脹、精餾、分離、加熱和外部供應(yīng)。

膜分離工藝

膜分離技術(shù)是基于氣體組分在膜中的選擇性滲透和擴(kuò)散特性，以達(dá)到氣體分離和凈化的目的。流經(jīng)膜的氣體中不同組分的速度不同，流經(jīng)膜的每個(gè)組分的速率與氣體類型、膜的特性以及膜兩側(cè)的分壓差有關(guān)。進(jìn)入膜的氣體成分不能達(dá)到100%純度。氣體分離膜一般可分為多孔材料和非多孔材料，由無(wú)機(jī)物質(zhì)（多孔玻璃、陶瓷、金屬、導(dǎo)電固體和鈀合金等）或有機(jī)聚合物（微孔聚乙烯、多孔醋酸纖維、均勻醋酸纖維、聚硅氧烷橡膠和聚碳酸酯）組成。

凈化后的壓縮空氣經(jīng)過(guò)緩沖罐和組合過(guò)濾器，從膜組的一端進(jìn)入。在壓力下，氣體分子首先接觸膜的高壓側(cè)。混合氣體在膜的高壓側(cè)表面以不同的溶解度溶解在膜中，然后混合氣體的分子以不同的速度擴(kuò)散到膜的低壓側(cè)，并在膜的兩側(cè)產(chǎn)生壓差。在選擇兩種溶液和擴(kuò)散過(guò)程后，混合氣體最終被分離成不同的組分。例如，空氣和氧氣的滲透性比氮?dú)獾臐B透性快。膜分離后，留在高壓側(cè)的氣體富含氮?dú)?，而通過(guò)的氣體富含氧氣。

PSA方法

該工藝以壓縮空氣為原料，分子篩為吸附劑。在一定壓力下，利用空氣中氧氣和氮?dú)夥肿釉诓煌肿雍Y表面吸附量的差異，氧氣在吸附相富集，氮?dú)庠跉庀喔患?；減壓后，分子篩吸附劑再生并循環(huán)使用。[3] 除分子篩外，吸附劑還可用于活性氧化鋁、硅膠等。使用。

目前常用的變壓吸附制氮裝置是以壓縮空氣為原料，碳分子篩為吸附劑。它通過(guò)識(shí)別吸附容量、吸附速率、吸附容量等差異來(lái)實(shí)現(xiàn)氧氣和氮?dú)獾姆蛛x。從氧和氮到碳分子篩的開發(fā)，以及在不同壓力下，分子篩對(duì)氧和氮具有不同吸附能力的性質(zhì)。首先，空氣中的氧氣最好被碳分子篩吸附，從而在氣相中富集氮。為了連續(xù)獲得氮?dú)?，必須交替使用兩個(gè)吸附塔。