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工業氮氣是什麼原料

發布時間:2023-01-27 10:11:08

❶ 在工業上的氮氣是什麼的原料

氮氣用途
化工合成
氮主要用於合成氨,反應式為N2+3H2⇌2NH3( 條件為高壓,高溫、和催化劑。反應為可逆反應)還是合成纖維(錦綸、腈綸),合成樹脂,合成橡膠等的重要原料。 氮是一種營養元素還可以用來製作化肥。例如:碳酸氫銨NH4HCO3,氯化銨NH4Cl,硝酸銨NH4NO3等等。
汽車輪胎
1.提高輪胎行駛的穩定性和舒適性[4]
氮氣幾乎為惰性的雙原子氣體,化學性質極不活潑,氣體分子比氧分子大,不易熱脹冷縮,變形幅度小,其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30~40%, 能保持穩定胎壓,提高輪胎行駛的穩定性,保證駕駛的舒適性;氮氣的音頻傳導性低,相當於普通空氣的1/5,使用氮氣能有效減少輪胎的噪音,提高行駛的寧靜度。
2.防止爆胎和缺氣碾行
爆胎是公路交通事故中的頭號殺手。據統計,在高速公路上有46%的交通事故是由於輪胎發生故障引起的,其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時,輪胎溫度會因與地面磨擦而升高,尤其在高速行駛及緊急剎車時,胎內氣體溫度會急速上升,胎壓驟增,所以會有爆胎的可能。而高溫導致輪胎橡膠老化,疲勞強度下降,胎面磨損劇烈,又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比,高純度氮氣因為無氧且幾乎不含水份不含油,其熱膨脹系數低,熱傳導性低,升溫慢,降低了輪胎聚熱的速度,不可燃也不助燃等特性,所以可大大地減少爆胎的幾率。
3.延長輪胎使用壽命
使用氮氣後,胎壓穩定體積變化小,大大降低了輪胎不規則磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了輪胎的使用壽命;橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致,老化後其強度及彈性下降,且會有龜裂現象,這時造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮氣分離裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質,有效降低了輪胎內襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現象,不會腐蝕金屬輪輞,延長了輪胎的使用壽命,也極大程度減少輪輞生銹的狀況。
4.減少油耗,保護環境
輪胎胎壓的不足與受熱後滾動阻力的增加,會造成汽
車行駛時的油耗增加;而氮氣除了可以維持穩定的胎壓,延緩胎壓降低之外,其乾燥且不含油不含水,熱傳導性低,升溫慢的特性,減低了輪胎行走時溫度的升高,以及輪胎變形小抓地力提高等,降低了滾動阻力,從而達到減少油耗的目的。
其他作用
由於氮的化學惰性,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於空氣時被氧所氧化,用氮氣填充糧倉,可使糧食不霉爛、不發芽,長期保存。液氮還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫院做除斑,包,豆等的手術時常常也使用, 即將斑,包,豆等凍掉,但是容易出現疤痕,並不建議使用。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,氮氣主要用作保護氣體、置換氣體、洗滌氣體、安全保障氣體。用作鋁製品、鋁型材加工,鋁薄軋制等保護氣體。用作迴流焊和波峰焊配套的保護氣體,提高焊接質量。用作浮法玻璃生產過程中的保護氣體,防錫槽氧化。[5]

工業如何製作氮氣

工業制氨氣的方法:

一、布朗的三塔三廢鍋氨合成圈

布朗三塔三廢鍋氨合成圈由3個合成塔和3個廢鍋組成。塔內有催化劑筐,氣體由外殼與筐體的間隙從底部向上流過,再由上向下軸向流過催化劑床。

三塔催化劑裝填量比二塔多,最終出口氨含量可以從16.5%提高到21%以上,減少了循環氣量,節省了循環壓縮功。合成塔控制系統非常簡單,各塔設有旁路用閥門調節氣體入塔溫度。

二、伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈

伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈採用兩個較小的合成塔,3個催化劑床,兩塔塔後各連一個廢鍋。這種結構使反應溫度分布十分接近最優的反應溫度,氣體的循環量和壓降小,投資和能耗節省,副產高壓蒸汽多。

三、托普索兩塔三床兩廢鍋氨合成圈

托普索S-250系統採用無下部換熱的S-200合成塔和S-50合成塔組成。還包括:廢鍋和鍋爐給水換熱器回收廢熱;合成塔進出氣換熱器,水冷器,氨冷器和冷交換器,氨分離器及新鮮氣氨冷器等。

合成塔為徑向流動催化劑床,採用1.5mm~3mm小催化劑,壓降為0.3MPa。由S-200型塔出來的合成氣,經廢熱鍋爐回收熱量,並保證入S-50型塔的合適溫度,以提高單程合成率。

四、工業天然氣制氨

天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積)。

經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。

五、工業重質油制氨

重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。

參考資料來源:

網路—氨氣

網路—氨氣製法

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