氮气常见的制备方法大全，药品制造使用的制氮机设备

氮气在制药业中是必不可少的，从包装到灭火，在一个明显易变的环境中。氮气被用来保持产品的干燥和无菌，以提高其耐久性。氮气还被用来在燃烧严重的情况下减少氧气的数量。以前的制氮机不能提供制药所需的足够纯度。

转移 高压氮气可用于应用于物质从一个容器安全转移到另一个容器。这种高效的解决方案可以加速这一过程，而不会造成任何物质的溶解或堆积。吹扫 制造和分析设备可以用氮气吹扫，以去除工艺管线中的氧气和水蒸气，这可以提高产品质量，减少对进一步调节处理的需要。夹层 最终药物产品必须以适当的方式储存，以确保湿度和氧气不会影响产品，并且粉末不会结块。用氮气覆盖提供一种惰性气氛，抑制空气中的污染，如水分和细菌。氮气也将提供一个覆盖，保护潜在的反应性材料不与氧气接触，从而保持质量。

很多药品不能经受任何形式的热消毒，在这种情况下，无菌过滤，然后在洁净室环境中用预先消毒的容器包装是最好的解决方案。因为无菌过滤/灌装操作很复杂，所以需要环境控制来维持标准。氮气可以用来提供一个合适的气氛，并用于过滤器完整性测试。

基于压力摆动吸附技术的内部制氮机所需的能源要少得多，因此与空气的分馏和从蒸馏地点运输气体相比，碳排放要低得多。在部分蒸馏过程中要消耗大量的能源，而且还需要额外的能源将氮气运输到终端用户那里。相比之下，一个内部PSA系统只需要一个压缩空气源。由于氮气是在本地产生的，所需的能源很少，因此，对于不在分馏厂附近的制药公司来说，转换为PSA产生氮气很可能会带来巨大的 "绿色 "信贷。绿色信贷还来自于不再需要远距离运输液氮的事实。此外，通过使用带有水冷空气压缩机的能源回收型系统，可以回收用于产生氮气的大量电力。

氮是如何产生的？氮气的常用制备方法有液空分馏、低温分离、膜分离、变压吸附、变压吸收等。由于氮占大气的4/5，即超过大气的78%，我们几乎可以无限使用氮。

液体空气分馏

氮主要是通过从大气中分离或分解含氮化合物而产生的。

液化空气每年产生3300多万吨氮气，然后通过分馏产生氮气和大气中的其他气体。

低温分离

低温分离过程也称为低温蒸馏过程，其中利用空气中氮和氧的不同沸点来分离氧和氮。由于氮气的沸点（-196℃）低于氧气的沸点，液氮在液态空气蒸发过程中比液氧更容易变成气体，而氧气在空气液化过程中比氮气更容易变成液体。由于氮和氧的沸点相差不大，液态空气和气态空气必须经过反复的蒸发、冷凝和再蒸发过程（此过程称为低温蒸馏过程）。最后，可以从敌方蒸馏塔顶部的气相馏分中获得高纯度氮气。氮的纯度取决于蒸馏塔的级数和蒸馏效率。

深冷分离工艺经历了100多年的发展，先后经历了高压、高压和低压、中压和全低压等多种不同的工艺流程。随着现代空分工艺技术和设备的发展，高压、低压空分工艺已基本淘汰，能耗低、安全生产的完整低压工艺已成为大、中低温空分装置的首选。根据氧气和氮气产品的各种压缩化合物，整个低压空气分离过程分为外部压缩过程和内部压缩过程。整个低压外压缩过程产生低压氧气或氮气，然后产品气由外部压缩机压缩至用户所需的压力。整个低压内压缩过程将通过液体泵将冷却器中蒸馏产生的液氧或液氮压至用户所需压力，然后在主换热器中加热后蒸发并供应给用户。主要工艺包括原料空气过滤、压缩、冷却、清洗、加压、膨胀、精馏、分离、加热和外部供应。

膜分离工艺

膜分离技术是基于气体组分在膜中的选择性渗透和扩散特性，以达到气体分离和净化的目的。流经膜的气体中不同组分的速度不同，流经膜的每个组分的速率与气体类型、膜的特性以及膜两侧的分压差有关。进入膜的气体成分不能达到100%纯度。气体分离膜一般可分为多孔材料和非多孔材料，由无机物质（多孔玻璃、陶瓷、金属、导电固体和钯合金等）或有机聚合物（微孔聚乙烯、多孔醋酸纤维、均匀醋酸纤维、聚硅氧烷橡胶和聚碳酸酯）组成。

净化后的压缩空气经过缓冲罐和组合过滤器，从膜组的一端进入。在压力下，气体分子首先接触膜的高压侧。混合气体在膜的高压侧表面以不同的溶解度溶解在膜中，然后混合气体的分子以不同的速度扩散到膜的低压侧，并在膜的两侧产生压差。在选择两种溶液和扩散过程后，混合气体最终被分离成不同的组分。例如，空气和氧气的渗透性比氮气的渗透性快。膜分离后，留在高压侧的气体富含氮气，而通过的气体富含氧气。

PSA方法

该工艺以压缩空气为原料，分子筛为吸附剂。在一定压力下，利用空气中氧气和氮气分子在不同分子筛表面吸附量的差异，氧气在吸附相富集，氮气在气相富集；减压后，分子筛吸附剂再生并循环使用。[3] 除分子筛外，吸附剂还可用于活性氧化铝、硅胶等。使用。

目前常用的变压吸附制氮装置是以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂。它通过识别吸附容量、吸附速率、吸附容量等差异来实现氧气和氮气的分离。从氧和氮到碳分子筛的开发，以及在不同压力下，分子筛对氧和氮具有不同吸附能力的性质。首先，空气中的氧气最好被碳分子筛吸附，从而在气相中富集氮。为了连续获得氮气，必须交替使用两个吸附塔。