Existem vários métodos para obter gás nitrogênio do ar, mas o método industrial mais comum é chamado de
destilação fracionada . Este processo aproveita os diferentes pontos de ebulição dos componentes do ar. Aqui estão as etapas envolvidas:
1.
Compressão de ar: O ar é comprimido a uma alta pressão, normalmente várias centenas de atmosferas (atm). Isso aumenta a densidade do ar e facilita sua liquefação.
2.
Resfriamento e Condensação: O ar comprimido é então resfriado significativamente, geralmente a temperaturas abaixo de -180 graus Celsius (-292 graus Fahrenheit). A estas baixas temperaturas, os componentes do ar começam a condensar-se em líquidos.
3.
Separação de Componentes: O ar condensado é então alimentado em uma coluna de destilação, que é um recipiente vertical dividido em vários estágios. Cada estágio é mantido a uma temperatura e pressão ligeiramente diferentes. À medida que o ar condensado sobe pela coluna, seus componentes começam a se separar com base em seus pontos de ebulição.
-
Coleta de nitrogênio: O gás nitrogênio tem um ponto de ebulição mais baixo em comparação com o oxigênio e outros componentes do ar. Portanto, permanece na fase gasosa e é coletado no topo da coluna de destilação.
-
Oxigênio e outros componentes: O oxigênio e outros gases com pontos de ebulição mais elevados condensam-se nos estágios mais baixos da coluna e são coletados separadamente.
4.
Purificação: O gás nitrogênio coletado ainda pode conter vestígios de impurezas. Outras etapas de purificação, como passar o gás através de carvão ativado ou peneiras moleculares, podem ser empregadas para remover essas impurezas e obter gás nitrogênio de alta pureza.
5.
Armazenamento e distribuição: O gás nitrogênio purificado é então armazenado em cilindros ou tanques de alta pressão e distribuído para diversas indústrias e aplicações que o necessitam.
A destilação fracionada é o principal método para a produção em larga escala de gás nitrogênio a partir do ar. No entanto, também existem técnicas alternativas, como a adsorção por oscilação de pressão (PSA) e a separação por membrana, que são utilizadas para aplicações de menor escala ou para requisitos específicos.
