Применение азота

Применение азота

Азот

Азот технический сегодня востребован во множестве отраслей производственной деятельности. Получение азота в промышленных масштабах актуально в нефтехимической и химической промышленности. Данный элемент предоставляет возможность создать инертную среду с целью обеспечения пожаробезопасности производственных процессов.

Инертный двухатомный газ азот является одним из самых распространенных химических элементов во Вселенной. Из него на 75 % по массе состоит атмосфера Земли, однако сам по себе для дыхания он не пригоден. В переводе с древнегреческого слово «азот» означает «безжизненный». Однако данный газ все же оказывает значительное влияние на процессы, протекающие в организме человека. В частности, азот входит в состав белков, аминокислот, гемоглобина, хлорофилла и других элементов, занимая четвертое место после углерода, кислорода и водорода по процентному содержанию в клетках растений и животных.

Физические характеристики

Азот в нормальных условиях (760 мм рт. ст., 0 °С) представляет собой бесцветный и безвкусный газ, не имеющий запаха и плохо растворяющийся в воде. После охлаждения до -198,5 °С в виде жидкого вещества он внешне очень похож на обычную воду. При дальнейшем охлаждении до -209,86 °С азот переходит в твердое агрегатное состояние в виде кристаллоподобной массы.

Химические характеристики

Химические свойства азота в целом обуславливаются его инертностью. В нормальных условиях он практически не способен к диссоциации на отдельные атомы и реакции с другими элементами. Исключением является реакция азота с литием с образованием нитрида лития. При нагревании возможно получение более обширного перечня химических соединений. Наибольшее практическое значение на сегодняшний день имеет реакция с водородом, при которой на выходе получается аммиак.

Применение

Инертные качества двухатомного азота также оказывают большое влияние на варианты его использования. Перечислим лишь некоторые из них:

  1. Применение жидкого азота в качестве хладагента во время проведения криотерапевтических процедур (лечения холодом). Показанием являются профилактика различных заболеваний, реабилитация после травм и лечебная косметология.
  2. Добыча полезных ископаемых. Взрыво- и пожаробезопасность газообразного азота позволяет использовать его для создания рабочей среды в шахтах при распирании пластов породы.
  3. Тушение пожаров на нефтяных и газовых скважинах. Технический азот позволяет «заморозить» место прорыва в трубопроводе. Принцип тушения огня основан на вытеснении кислорода. Дело в том, что каждый литр жидкого азота при его нагреве до 20 °С способен высвободить 700 литров газа. В процессе испарения он захватывает с собой кислород, лишая огонь подпитки. Тушение пожаров жидким азотом является самым эффективным и безопасным для окружающих материальных ценностей.
  4. В химической промышленности. Во-первых, газообразный и жидкий азот применяется в качестве инертной среды в процессе криогенного разделения продуктов химических реакций. Кроме того, он сам непосредственно служит основой для синтеза более сложных соединений. В частности, на базе технического азота изготавливают сельскохозяйственные удобрения, взрывчатые вещества, красители и другие материалы.
  5. В пищевой промышленности. Азот включен в реестр пищевых добавок под названием Е 961. Также он используется в качестве газовой среды при упаковке и хранении продуктов. Кроме того, при помощи жидкого азота создается инертная среда, необходимая при розливе газированных напитков и пищевых масел в мягкую тару.
  6. В медицине. При помощи жидкого азота осуществляется быстрая заморозка различных тканей и органов, а также организуется хранение крови и кровесодержащих препаратов. Кроме того, он может применяться для разрушения вредных тканей. В частности, жидким азотом уничтожают бородавки и даже опухоли.
  7. В строительстве. При помощи технического жидкого азота осуществляется замораживание грунтов при прокладке трубопроводов, устройстве линий метро и других сложных операциях.
  8. В машиностроении. Технический азот используется для упрочнения стальных деталей посредством метода низкотемпературной закалки, а также запрессовки и выпрессовки холодом сопрягаемых деталей.
  9. В компьютерная технике. Охлаждение жидким азотом практикуется при экстремальном разгоне процессоров, видеокарт и других нагревающихся элементов.
  10. Для хранения и транспортировки легковоспламеняющегося жидкого материала.

Получение азота

Перечислим несколько распространенных сегодня способов:

  1. Для получения азота в лабораторных условиях может использоваться реакция разложения нитрита аммония. Реакция является экзотермической с выделением большого количества тепла (NH4NO2 →N2 +2H2O).
  2. Еще один лабораторный способ получения – нагревание сульфата аммония с дихроматом калия с выделяющимся при этом газообразным азотом (K2Cr2O7 +(NH4)2SO4 →N2 +Cr2O3 +4H2O+K2SO4).
  3. Наиболее чистый азот в лабораторных условиях можно получить путем разложения неорганических азидов, например, азида натрия (2NaN3 →2Na+3N2).
  4. Получение газообразного и жидкого азота путем разделения атмосферного воздуха. Высокое содержание данного газа в атмосфере (более 75 % по массе) делает такой вариант одним из самых экономически эффективных и удобных. Для производства азота используются специальные станции, работающие на принципе криогенного, адсорбционного или мембранного разделения воздушной смеси. Адсорбционные и мембранные установки более дешевы и просты в эксплуатации, они основаны на принципе поглощения из атмосферного воздуха кислорода и других газовых примесей. Криогенное оборудование более сложно и требует высококвалифицированного обслуживания, однако оно может использоваться для производства жидкого азота. Выбор конкретного решения зависит от сферы использования газа.

Если вы желаете организовать собственное производство азота, компания «СнабТехГаз» предлагает самое современное оборудование для разделения атмосферного воздуха. Чтобы оформить заказ, заполните заявку на нашем сайте или свяжитесь с нами по указанному телефону (495) 786-73-54.