化工生产中的氮气保护i法
石油化工和精细化生产中,有相当多的原料、半成品或成品具有易i燃易i爆性,因此在工程设计中必须采取有效的措施,防止火灾和爆i炸。物质燃烧需要三个条件:一是可燃物;而是氧化剂;三是火源。
氮气保护i法的实质是减少氧气的浓度。在实际生产中,许多设备会产生火花,如果操作温度高于闪点,容易发生事故。此时设备应有氮气保护。
由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出,除了NH4离子外,氧化数为0的N2分子在图中曲线的i低点,这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲的话,N2是热力学稳定状态结构。氧化数为0到+5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线(图中的虚线)的上方。因此,这些化合物在热力学上是不稳定的,容易发生歧化反应。在图中唯i一的一个比N2分子值低的是NH4离子。
正价氮呈酸性,负价氮呈碱性。
由氮分子中三键键能很大,不容易被破坏,因此其化学性质十分稳定,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。同时,由于氮分子N2的化学结构比较稳定,CN和碳i化钙CaC2中的C2和氮分子结构相似。
氮气在大气中虽多于氧气,由于它的性质不活泼,所以人们在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。1755年英国化学家布拉克(Black,J.1728-1799)发现碳酸气之后不久,发现木炭在玻璃罩内燃烧后所生成的碳酸气,即使用苛i性钾溶液吸收后仍然有较大量的空气剩下来。后来他的学生D·卢瑟福继续用动物做实验,把老鼠放进封闭的玻璃罩里直至其死后,发现玻璃罩中空气体积减少1/10;若将剩余的气体再用苛i性钾溶液吸收,则会继续减少1/11的体积。D·卢瑟福发现老鼠不能生存的空气里燃烧蜡烛,仍然可以见到微弱的烛光;待蜡烛熄灭后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃烧一会,对除掉空气中的助燃气来说,效果是好的。
把磷燃烧后剩余的气体进行研究,D·卢瑟福发现这气体不能维持生命,具有灭火性质,也不溶于苛i性钾溶液,因此命名为'浊气'或'毒气'。在同一年,普利斯特里作类似的燃烧实验,发现使1/5的空气变为碳酸气,用石灰水吸收后的气体不助燃也不助呼吸。由于他同D·卢瑟福都是深信燃素学说的,因此他们把剩下来的气体叫做'被燃素饱和了的空气'。
以上信息由专业从事氮气实体商的珂锐弘扬于2024/5/22 9:16:01发布
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