氮是如何產生的？氮氣的常用制備方法有液空分餾、低溫分離、膜分離、變壓吸附、變壓吸收等。由于氮占大氣的4/5，即超過大氣的78%，我們幾乎可以無限使用氮。

液體空氣分餾

氮主要是通過從大氣中分離或分解含氮化合物而產生的。

液化空氣每年產生3300多萬噸氮氣，然后通過分餾產生氮氣和大氣中的其他氣體。

低溫分離

低溫分離過程也稱為低溫蒸餾過程，其中利用空氣中氮和氧的不同沸點來分離氧和氮。由于氮氣的沸點（-196℃）低于氧氣的沸點，液氮在液態(tài)空氣蒸發(fā)過程中比液氧更容易變成氣體，而氧氣在空氣液化過程中比氮氣更容易變成液體。由于氮和氧的沸點相差不大，液態(tài)空氣和氣態(tài)空氣必須經過反復的蒸發(fā)、冷凝和再蒸發(fā)過程（此過程稱為低溫蒸餾過程）。最后，可以從敵方蒸餾塔頂部的氣相餾分中獲得高純度氮氣。氮的純度取決于蒸餾塔的級數和蒸餾效率。

深冷分離工藝經歷了100多年的發(fā)展，先后經歷了高壓、高壓和低壓、中壓和全低壓等多種不同的工藝流程。隨著現代空分工藝技術和設備的發(fā)展，高壓、低壓空分工藝已基本淘汰，能耗低、安全生產的完整低壓工藝已成為大、中低溫空分裝置的首選。根據氧氣和氮氣產品的各種壓縮化合物，整個低壓空氣分離過程分為外部壓縮過程和內部壓縮過程。整個低壓外壓縮過程產生低壓氧氣或氮氣，然后產品氣由外部壓縮機壓縮至用戶所需的壓力。整個低壓內壓縮過程將通過液體泵將冷卻器中蒸餾產生的液氧或液氮壓至用戶所需壓力，然后在主換熱器中加熱后蒸發(fā)并供應給用戶。主要工藝包括原料空氣過濾、壓縮、冷卻、清洗、加壓、膨脹、精餾、分離、加熱和外部供應。

膜分離工藝

膜分離技術是基于氣體組分在膜中的選擇性滲透和擴散特性，以達到氣體分離和凈化的目的。流經膜的氣體中不同組分的速度不同，流經膜的每個組分的速率與氣體類型、膜的特性以及膜兩側的分壓差有關。進入膜的氣體成分不能達到100%純度。氣體分離膜一般可分為多孔材料和非多孔材料，由無機物質（多孔玻璃、陶瓷、金屬、導電固體和鈀合金等）或有機聚合物（微孔聚乙烯、多孔醋酸纖維、均勻醋酸纖維、聚硅氧烷橡膠和聚碳酸酯）組成。

凈化后的壓縮空氣經過緩沖罐和組合過濾器，從膜組的一端進入。在壓力下，氣體分子首先接觸膜的高壓側?；旌蠚怏w在膜的高壓側表面以不同的溶解度溶解在膜中，然后混合氣體的分子以不同的速度擴散到膜的低壓側，并在膜的兩側產生壓差。在選擇兩種溶液和擴散過程后，混合氣體最終被分離成不同的組分。例如，空氣和氧氣的滲透性比氮氣的滲透性快。膜分離后，留在高壓側的氣體富含氮氣，而通過的氣體富含氧氣。

PSA方法

該工藝以壓縮空氣為原料，分子篩為吸附劑。在一定壓力下，利用空氣中氧氣和氮氣分子在不同分子篩表面吸附量的差異，氧氣在吸附相富集，氮氣在氣相富集；減壓后，分子篩吸附劑再生并循環(huán)使用。[3] 除分子篩外，吸附劑還可用于活性氧化鋁、硅膠等。使用。

目前常用的變壓吸附制氮裝置是以壓縮空氣為原料，碳分子篩為吸附劑。它通過識別吸附容量、吸附速率、吸附容量等差異來實現氧氣和氮氣的分離。從氧和氮到碳分子篩的開發(fā)，以及在不同壓力下，分子篩對氧和氮具有不同吸附能力的性質。首先，空氣中的氧氣最好被碳分子篩吸附，從而在氣相中富集氮。為了連續(xù)獲得氮氣，必須交替使用兩個吸附塔。