氮气的性质、用途、处置及安全注意事项

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：相对而言氮气的化学性质比较稳定。用氮气制成的液态氨用作深度制冷剂，通过压缩机做功，将热量带走。近年来氮气的稳定性被用在汽车上起非常重要的作用：将氮气充入轮胎，用于延长轮胎寿命，保证行车安全。搬运氮气钢瓶时要轻装、轻卸，防止钢瓶被撞击及附件破损。漏气容器要妥善处理，修复、检验确保安全后再用。

（一）物理性质

氮在常温、常压下是无色、无味、无嗅的气体，且通常无毒，但可以导致人或动物窒息死亡。在空气中氮气占大气总量的78.12%（体积分数），在标准情况下的气体密度是1.25g/L。氮气在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成无色的液体；继续冷却至-209.86℃时，液态氮将转变成雪状白色晶状固体。通常采用黑色高压钢瓶盛放氮气。低温的液态氮极易对人体造成冻伤。

（二）化学性质

氮气的化学性质不活泼。只有在高温、高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨；由于其性质在一般条件下比较稳定，常常用做保护气。例如高炉炼铁用来做气密箱。在特殊条件下，例如：在炽热的温度下，氮气可以与特殊的金属如镁起反应；与金属锂在常温下就可直接反应；与其他一些碱土金属的反应则需要高温。相对而言氮气的化学性质比较稳定。

（三）氮气的用途

氮气主要用于合成氨工业中制取氨气，反应式为N₂+3H₂→2NH₃（条件为高压、高温、和催化剂）。氮气还是合成纤维（锦纶、腈纶）、合成树脂、合成橡胶等的重要原料。由于氮的化学比较稳定，常用作保护气体，以保护某些容易被空气中氧所氧化的物体。例如：用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽而长期保存；在一些新鲜食品封装时充入氮气可以延长保鲜期。用氮气制成的液态氨用作深度制冷剂，通过压缩机做功，将热量带走。一般较大的冷库使用液态氨做制冷剂。利用液态氮的低温特性还可以用做冷冻剂在生物研究中用于冷藏生物样本；此外医院常常也使用液态氮，将斑，包，豆等冻掉（因风险较大，请慎重使用）。近年来氮气的稳定性被用在汽车上起非常重要的作用：将氮气充入轮胎，用于延长轮胎寿命，保证行车安全。

（四）氮气的制造

深冷空分制氮原理与工业氧的制取相同，制氧的另一个重要产品即是氮气。这种工艺产气量大，产品氮纯度高，无须再纯化便可直接得到高纯氮（纯度为99.999%以上）。但其工艺流程复杂，占地面积大，基建费用高，需专门的维修力量，操作人员较多，从开车到出现产品时间较长（24h或更长）。它适宜于大规模工业制氮气。

（五）氮气的包装、储存和运输

1）包装方式：氮气瓶组/钢瓶。

2）运输方式：液态储运。

（六）安全注意事项

（1）呼吸系统防护一般不需特殊防护。但当作业场所特别是密闭空间内部空气中氮含量过高导致氧气浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器进入。

（2）眼睛防护戴安全防护面罩。

（3）其他防护在没有有效防护措施或没有良好自然通风条件的情况下，避免进入高浓度密闭空间操作。工作时要防止氮气泄漏到工作场所空气中。搬运氮气钢瓶时要轻装、轻卸，防止钢瓶被撞击及附件破损。

（4）应急措施与防护迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行现场警戒隔离，严格限制出入；应急处理人员应该佩戴自给正压式呼吸器，不要直接接触泄漏物；首先尽可能切断泄漏源，防止气体在低凹处积聚，可以用排风机或压缩空气将漏出气送至或吹至空旷处。漏气容器要妥善处理，修复、检验确保安全后再用。氮气不支持燃烧，可用雾状水喷淋加速液态氮蒸发，但不可使用水枪射至液态氮，以防结冰后不利于液态氮蒸发。发现有人氮气窒息应迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅；如果呼吸困难，应给输氧；如呼吸停止，应立即进行人工呼吸和按摩心脏，并立即联系医务人员进行抢救。

氮气的性质、用途、处置及安全注意事项

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