Азот сжиженный (жидкий азот) и азот газообразный получают из атмосферного воздуха способом глубокого охлаждения. Азот газообразный предназначается для создания инертной атмосферы при производстве, хранении и транспортировке легко окисляемых продуктов, при высокотемпературных процессах обработки металлов, не взаимодействующих с азотом, для консервации замкнутых металлических сосудов и трубопроводов, для других целей. Жидкий азот используется как хладагент, а также (после газификации) для целей, указанных выше для газообразного азота. Cфера применения продуктов разделения воздуха остаётся весьма узкой и традиционной. Расширить её, показать сколь многогранно и перспективно использование технических газов практически в любой отрасли, включая малый бизнес — вот задача специалистов.
Свойства азота
Газообразный азот (N2) – относительно инертный по своим свойствам газ без цвета и запаха плотностью 1,25046 кг/м3 при 0оС и давлении 101,3 кПа. Удельный объем газообразного азота равен 860,4 дм3/кг при давлении около 105 Па и температуре 290 К. Жидкий азот – бесцветная жидкость без запаха с температурой кипения 77,35 К при давлении 101,3 кПа и удельным объемом 1,239 дм3/кг при температуре 77,35 К и давлении 101,3 кПа.
Области применения азота
Наряду с кислородом широкое применение в различных отраслях промышленности находит азот в газообразном и жидком виде. Газообразный азот используется в черной и цветной металлургии. Жидкий азот широко применяется в современной криогенной технике, в сельском хозяйстве для хранения семени животных, в медицине, в пищевой промышленности для замораживания пищевых продуктов при длительном хранении и транспортировании, в машиностроении для упрочнения металлов и в других областях техники.
Химическая и нефтехимическая промышленность
Азот используется для создания инертной среды, чтобы избежать взаимодействия химических веществ с кислородом, для обеспечения безопасности технологического процесса. Азот находит применение при транспортировке химических продуктов, а также при производстве аммиака. Возможными применениями азота также являются продувка технологических емкостей и трубопроводов, просушивание, регенерация катализатора.
Нефтегазовая промышленность
Азот применяется при добыче нефти и газа для поддержания внутрипластового давления и увеличения добычи продукта. Этот инертный газ широко используется для создания инертной подушки с целью обеспечения взрыво- и пожаробезопасности в технологических резервуарах, а также во время загрузочно-разгрузочный работ. Азот находит применение для поддержания определенного давления в резервуарах с нефтью и газом, для очистки технологических емкостей на газовозах и сооружениях для хранения СПГ и СЖГ, для продувки трубопроводов. Азот используется как безопасный рабочий агент при газлифтном способе добычи нефти и при запуске скважин (заменитель сжатого воздуха) при авариях на нефтепроводах (замораживание порыва), для тушения пожаров на нефтяных и газовых скважинах, при создании криоледяных платформ в открытом море или на слабых грунтах для ведения бурения.
Металлургия и горнодобывающая промышленность
Азот применяется для защиты черных и цветных металлов во время отжига, при криообжиге и криозакаливании металлов, для вакуумной дегазации расплавов, в качестве инертной среды для непрерывной разливки стали, для травления холодом. Он находит применения в процессах нейтральной закалки, отжига со снятием напряжений, цементации, цианирования, пайки твердым припоем, спекания порошковым металлом, охлаждения экструзионной матрицы. Азот используется как источник энергии в угольных шахтах и как инертная среда для заполнения взрывоопасных шахт.
Машиностроение и строительство
Использование азота в следующих процессах: упрочнение стальных деталей и инструментов методом низкотемпературной закалки, запрессовка и выпрессовка сопрягаемых деталей холодом, замораживание грунтов при строительстве метро, трубопроводов, вымораживание и снятие плиток, глубокое охлаждение минерального сырья для его последующего тонкого размола (напр., при производстве цемента высшего качества), при изготовлении туфового покрытия.
Фармацевтика
Азот используется для защиты резервуаров, для хранения сырья и продукта, для транспортировки химических продуктов и упаковки лекарственных препаратов.
Электроника
Предотвращение окисления при производстве полупроводников и электрических цепей, продувка и очистка — основные применения азота в электронной промышленности.С помощью азота охлаждают электроды дуговой печи. Кроме этого он используется для защиты от окисления во время производства, снижения температуры воздуха.
Экология
Основные применения — транспортировка отходов и покрытие силосов азотом.
Медицина
Азот используется для сохранения крови и кровьсодержащих препаратов, для быстрого замораживания и хранения тканей, различных органов, в технологиях получения полноценных порошковых лекарственных препаратов.
Сельское хозяйство и пищевая промышленность
Азот может быть применим в качестве инертной среды для хранения пищевых продуктов, для заморозки продуктов в полевых условиях.
Хранение и перевозка азота
Газообразный азот перевозят в стальных баллонах малого и среднего объема (ГОСТ 949-73) с номинальным давлением 15 — 20 МПа. Цвет баллона — черный. Жидкий азот — автотранспортом в специальных цистернах (ГОСТ 17518-79), криогенных сосудах (ГОСТ 16024-79).
Опасные факторы и меры безопасности
Не оказывает опасного влияния на окружающую среду. Нетоксичен, но накопление газа вызывает приступы удушья и кислородной недостаточности. Содержанием кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть менее 19% об. Жидкий азот при попадании на кожу и слизистые оболочки вызывает их обморожение и поражение.