氮氣（Nitrogen），是氮元素形成的一種單質(zhì)，化學式N?。常溫常壓下是一種無色無味的氣體，只有在高溫高壓及催化劑條件下才能和氫氣反應(yīng)生成氨氣，在放電的情況下能和氧氣化合生成一氧化氮；即使Ca、Mg、Sr和Ba等活潑金屬也只有在加熱的情形下才能與其反應(yīng)。
瑞典化學家卡爾·謝勒（Carl Scheele）和蘇格蘭植物學家丹尼爾·盧瑟福（Daniel Rutherford）在1772年分別發(fā)現(xiàn)了氮。牧師卡文迪許和拉瓦錫也在差不多的同一時間立地獲得了氮。Rutherford在他的老師Joseph Black的啟發(fā)下，研究含碳物質(zhì)在有的空氣中燃燒后所留下的殘余“空氣”的性質(zhì)時，他用KOH除去CO2，從而獲得了氮。他認為這是從已燃燒的物質(zhì)中吸收了燃素的普通空氣。有些人不顧A. L. Lavoisier的研究成果，直到1840年還在爭論關(guān)于氮氣的基本性質(zhì)。
氮分子中的兩個氮原子之間形成一條σ鍵和兩個π鍵。與類似的CO、C2H4等分子相比，N2的成鍵分子軌道σ2p（-15.59 eV）和π2p（-16.73 eV）能量比較低，反鍵分子軌道π*2p（8.17 eV）能量比較高，不但難以接受電子也不易給出電子，具有較強的穩(wěn)定性，離解能高達945 kJ/mol，即使在3273 K時也不分解
氮氣是一種有惰性的氣體，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但在一定條件下，氮可與堿金屬或堿土金屬反應(yīng)，相當于在氮分子的反鍵分子軌道上填充一個電子，金屬的給電子能力越強，反應(yīng)越易進行。如，在常溫下鋰可與氮直接反應(yīng)，而鈣需要加熱到一定條件才能于氮氣反應(yīng)：
ⅢA和ⅣA族的一些元素在加熱條件下能與氮氣反應(yīng)：
在高溫、高壓和催化劑存在的條件下，氮能與氫反應(yīng)生成氨：
全低壓空分工藝根據(jù)氧氮產(chǎn)品壓縮環(huán)節(jié)不同，又分為外壓縮流程和內(nèi)壓縮流程。全低壓外壓縮流程生產(chǎn)出低壓氧氣或氮氣，然后經(jīng)外置的壓縮機將產(chǎn)品氣體壓縮至所需壓力供給用戶。全低壓內(nèi)壓縮流程將精餾產(chǎn)生的液態(tài)氧或液態(tài)氮在冷箱內(nèi)通過液體泵加壓至用戶所需壓力后汽化，并在主換熱器內(nèi)復熱后供給用戶。主要工藝過程為原料空氣過濾、壓縮、冷卻、純化、增壓、膨脹、精餾、分離、復熱、外供。
凈化后的壓縮空氣經(jīng)過緩沖罐，聯(lián)合過濾器后由膜組一端進入，氣體分子在壓力作用下在膜的高壓側(cè)接觸?；旌蠚怏w在膜的高壓側(cè)表面以不同的溶解度溶于膜內(nèi)，然后在膜兩側(cè)壓力差的推動下，混合氣體的分子以不同的速度向膜的低壓側(cè)擴散。經(jīng)過溶解和擴散兩個過程的選擇，終混合氣體被分離成各個組分。例如：空氣、氧氣的透過速度大于氮氣，經(jīng)過膜分離之后，高壓側(cè)留下的氣體富氮，而透過去的氣體富氧
該方法是以壓縮空氣為原料，一般以分子篩為吸附劑，在一定的壓力下，利用空氣中氧氣和氮氣分子在不同分子篩表面吸附量的差異，在一定時間內(nèi)氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，實現(xiàn)氧、氮分離；而卸壓后分子篩吸附劑解析再生，循環(huán)使用。 [3]吸附劑除了分子篩之外，還可應(yīng)用活性氧化鋁、硅膠等。
危害防治
應(yīng)急處理方法：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業(yè)工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。
操作方法：密閉操作，提供良好的自然通風條件，操作人員經(jīng)過培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損，配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
若吸入過量氮氣應(yīng)迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸心跳停止時，立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù)，及時就醫(yī)
儲存方法
儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備 [10]。
運輸方法
采用剛瓶運輸時戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應(yīng)將瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過車輛的防護欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動。嚴禁與易燃物或可燃物等混裝混運。夏季應(yīng)早晚運輸，防止日光曝曬。鐵路運輸時要禁止溜放。 [10]
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