氧化亚氮

氧化亚氮也叫一氧化二氮，分子式是N2O，它在空分装置中的存在，带来许多新的问题，如可使管道或热交换器产生堵塞，或者在精馏塔中累积起来并使产品受到污染，还可能引起空分主冷的爆炸等。

2大气中的氧化亚氮
目前，大气中的氧化亚氮含量为310ppb（0.6mg/m3）,比NO和NO2的浓度高出一个数量级。

这个数值还在不断的增加，每年约增大0.2%到0.3%，或0.7ppb。

在1960年氧化亚氮的浓度是292ppb，1980年增加到302ppb。

由于氧化亚氮是相当惰性的，因此它在大气中的寿命可达130～170年。

这就引起了一系列的环境问题：氧化亚氮会使平流层升高，使臭氧层毁坏；另一方面，在对流层，它可以使温室效应增强4%～5%。

3 氧化亚氮的来源
三分之一的氧化亚氮是人为生成的，但多数是天然生成的。

土壤微生物尤其是在热带土壤中以及在海洋中的氮化和脱氮活动生成了大气中的大部分氧化亚氮。

类似的反应也使废水处理装置周围的氧化亚氮浓度升高。

硝酸盐肥料被微生物分解后也会使农场周围的氧化亚氮浓度升高。

矿物燃料、生物体以及废弃物的燃烧也会生成氧化亚氮。

在一些工业过程中，例如在生产臭拉和聚酰胺时，氧化亚氮是一种副产品。

还原氮氧化物时，氧化亚氮可能成为二次生成物。

汽车的尾气中也发现了氧化亚氮。

人类形成的一些发酵源也会使大气中的氧化亚氮浓度增加。

4 氧化亚氮的物性数据
氧化亚氮是一种无色无味的气体，密度为1.98kg/m3，沸点184.69K。

在液氧中的溶解度：90.2K、1.013bar(A)工况下为（140～160）×10－6；94K、1.45bar(A)上塔下部工况为280×10－6，溶解度随压力、温度的升高而增加。

临界温度＝309.7K；临界压力＝72.7bar。

三相点是182.3K和0.88bar
在压力一定时，氧化亚氮比氮、氧、氪、氙的沸点温度都要高。

因此可以看到：在氧氮分离时，氧化亚氮将浓缩在液氧中。

随着液氧沸腾温度的升高，氧化亚氮在液氧中溶解度随之增大。

5 对空分装置的影响
氧化亚氮在空分装置的不同部位都会带来一些问题。

它的冻结会使空分装置停机以除去累积的氧化亚氮。

最严重是容易发生主冷爆炸。

当然还会引起高纯气体的纯度下降。

分子筛吸附器、主换热器、精馏塔以及氪氙的生产，是与氧化亚氮问题有关的几个主要部机。

6 分子筛
分子筛，如5A，对氧化亚氮的吸附能力要小于对二氧化碳的吸附能力，因此在二氧化碳穿透以前，氧化亚氮早已穿透。

此外，在共吸附的情况下，分子筛对氧化亚氮削除能力的下降要比对二氧化碳吸附能力的下降明显得多。

7 主换热器
在主换热器里，空气被冷却至接近液化温度，在这里可能引起的问题是：氧化亚氮首先冷凝后生成的固体沉积物可以使空气流路阻塞。

8 精馏塔
当压力为1.3bar，对应液氧蒸发温度为93K，此时氧化亚氮在液氧中的溶解度极限是50～100ppm。

当主要生产氧气并用液氧排放不充分时，氧化亚氮就容易以固体的形式析出，堵塞主冷板式的个别通道。

给碳氢化合物的浓缩提供了更有利的条件，爆炸的可能性也随之增大。