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| 氮氣1 |
氮氣，化學式為N₂，為無色無味氣體。氮氣化學性質很不活潑，在高溫高壓及催化劑條件下才能和氫氣反應生成氨氣；在放電的情況下才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。氮氣的這種高度化學穩定性與其分子結構有關。2個N原子以叄鍵結合成為氮氣分子，包含1個σ鍵和2個π鍵，因為在化學反應中首先受到攻擊的是π鍵，而在N₂分子中π鍵的能級比σ鍵低，打開π鍵困難，因而使N₂難以參與化學反應。
簡介
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年分別發現了氮。牧師卡文迪許和拉瓦錫也在差不多的同一時間獨立地獲得了氮。氮氣首先被拉瓦錫（Lavoisier）認可為元素，他將其命名為「偶氮」，意思是「無生命」。查普塔爾在1790年將該元素命名為氮。該名稱源自希臘語「nitre」（硝酸鹽中含氮的硝酸鹽）。大氣中約有4,000萬億噸氣體，其中氮氣占78%。氮氣微溶於水和酒精。它是不可燃的，被認為是一種窒息性氣體（即呼吸純淨的氮氣會剝奪人體的氧氣）。儘管氮被認為是一種惰性元素，但它會形成一些非常活躍的化合物。它可用作稀釋劑並控制自然的燃燒和呼吸速率，在較高的氧氣濃度下會更快。氮可溶於水和酒精，但基本上不溶於大多數其他液體。它在生活中是必不可少的，其化合物可用作食物或肥料。氮用於製造氨和硝酸。氮氣在環境溫度和中等溫度下基本上是惰性氣體。因此，大多數金屬都容易處理它。在升高的溫度下，氮可能對金屬和合金具有侵蝕性。
評價
深冷分離法又稱為低溫精餾法，利用空氣中氮氣與氧氣的沸點不一致來分離氧氣和氮氣。由於氮氣的沸點（-196℃） 低於氧氣（-183℃），在液態空氣的蒸發過程中，液氮比液氧更容易變成氣態，而在空氣液化過程中，氧氣比氮氣更容易變成液態。由於氮氣與氧氣的沸點相差不大，液態空氣與氣態空氣需經過反覆多次的蒸發、冷凝、再蒸發過程（該過程稱為低溫精餾過程），最終在精留塔頂部氣相餾分中就可以過得較高高純度的氮氣，氮氣的純度取決於精餾塔的塔板級數和精餾效率深冷分離法工藝已經歷了 100 多年的發展，先後經歷了高壓、高低壓、中壓和全低壓流程等多種不同的工藝流程。隨着現代空分工藝技術和設備的發展，高壓、高低壓、中壓空分流程已基本被淘汰，能耗更低、生產更安全的全低壓流程已成為大中型低溫空分裝置的首選。全低壓空分工藝根據氧氮產品壓縮環節不同，又分為外壓縮流程和內壓縮流程。全低壓外壓縮流程生產出低壓氧氣或氮氣，然後經外置的壓縮機將產品氣體壓縮至所需壓力供給用戶。全低壓內壓縮流程將精餾產生的液態氧或液態氮在冷箱內通過液體泵加壓至用戶所需壓力後汽化，並在主換熱器內復熱後供給用戶。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。[1]