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氮气是氮肥工业的主要原料,如硝酸铵含氮36%、硫酸铵含氮21%、尿素含氮46.7%。氮气在氮肥厂开工生产前，或在系统大修后，还用来置换管道和容器内的空气或煤气，以确保安全操作。
在小型水煤气制合成氨的工厂中，加氮后氮、氢比例稳定，操作平稳，同时可降低合成氨的电耗。此外还用精氮(99.99%)保护触媒。用纯液氮洗涤精制的氢氮混合气，使得惰性气体（甲烷和氢）极微，一氧化碳和氧的含量不超过20ppm。这个氮洗，氮气的消耗量约为750米3/吨氨左右。
有了合成氨这个原料气，就可以制造各种肥料，1吨合成氨可生产硝铵2~2.2吨，硫铵3.8~4吨，尿素1.5~1.7吨。氧气作粉煤或重油的气化剂，氮气参与合成作原料气，并作装置的安全保护气（触煤保护就要99.99%的纯氮气）。如以粉媒气化，每吨合成氨耗氧500~900m3；如以重油气化，每吨合成氨耗氧250~700m3；以渣油气化，每吨合成氨耗氧850~940m3；石灰氮是一种化学氮肥，1吨石灰氮要消耗氮气300~500m3，现石灰搂主要制双氰胺，硫脲和氰熔体等化工产品。
大化肥装置一定要配置大型空分设备，如山西省化肥厂，年产30万吨合成氨，有一套法国20000m3/h空分设备，其鲁奇炉加压气化需要19780m3/h、90%o2；液氮洗涤要29681m3/h、2ppmo2的高纯氮，以及750m3/h的液氮。南京化学工业有限公司每年生产30万吨合成氨装置和52万吨尿素装置，配置能力为4万立方米/时的空分设备。
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