Produção Industrial de Nitrogênio e suas Aplicações

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Produção industrial de nitrogênio
Nitrogênio ou azoto é um gás, diatômico (isto é, encontrado na natureza comumente sob a forma de dois isótopos do mesmo tipo combinado), sendo o sexto elemento mais abundante em todo universo.
O nitrogênio considera-se que foi descoberto formalmente por Daniel Rutherford em 1772 ao determinar algumas de suas propriedades. Entretanto, pela mesma época, também se dedicaram ao seu estudo Scheele que o isolou, Cavendish, e Priestley.
O nitrogênio é um gás tão inerte que Lavoisier se referia a ele como azote, que é uma palavra formada pelas raizes gregas a (negativo) e zote (vivo), ou seja, sem-vida, devido ao fato de que ele não é utilizado para a vida na Terra como o oxigênio.
Foi classificado entre os gases permanentes desde que Faraday não conseguiu torná-lo líquido a 50 atm e -110 °C. Mais tarde, em 1877, Pictet e Cailletet conseguiram liquefazê-lo.
O nitrogênio é um não-metal, incolor, inodoro e insípido, constituindo cerca de 4/5 da composição do ar atmosférico, não participando da combustão e nem da respiração.
Como elemento (N) tem uma elevada eletronegatividade (3 na escala de Pauling) e 5 eletrons no nível mais externo (camada de valência. Condensa a aproximadamente 77 K (-196 °C) e solidifica a aproximadamente 63 K (-210 °C).
Numerosas experiências foram idealizadas para se obter compostos de nitrogênio do próprio ar, que é uma fonte inesgotável (79 % do ar é composto de nitrogênio, mas na forma não reativa de N2, que apenas alguns tipos de bactéria podem fixar ao solo). 
Enquanto a Inglaterra estava interessada no nitrogênio para fertilizantes, a Alemanha estava interessada no nitrogênio para explosivos. 
Os alemães temiam que a marinha inglesa tivesse o potencial de bloquear os navios alemães do acesso vital aos compostos nitrogenados só encontráveis na América do Sul, o que resultaria em fome na Alemanha. 
O exército alemão financiou a indústria daquele país e, em 1911, a primeira planta industrial de produção de amônia à partir do nitrogênio do ar estava em operação.
Produção Industrial
Antes da destilação:
 Filtragem
 Compressão
 Diminuição da temperatura pelo trocador de calor
Destilação:
 Dupla alimentação da coluna
LPC: Ar expandido
HPC: Ar comprimido
Gás nitrogênio retirado no topo da LPC
Argônio impuro retirado no meio da LPC
Oxigênio retirado no meio da LPC
Líquido rico em oxigênio retirado na HPC
Ciclo refeito diversas vezes
Aplicações do Nitrogênio
Aeronáutica
Utilizado em túneis de vento para estudo da dinâmica dos fluídos em modelos, uso em fornalhas e autoclaves para tratamento térmico a altas temperaturas e como gás auxiliar para corte a laser.
Automobilística
Nitrogênio é utilizado no processo de soldagem para evitar a oxidação dos metais e é o gás formado na decomposição da azida de sódio nos airbags.
Química
O gás nitrogênio pressurizado é utilizado para impulsionar líquidos através de canos, para proteger materiais que são sensíveis ao gás oxigênio do ar atmosférico no processo conhecido como inertização. Além disso, o nitrogênio é utilizado na produção de fertilizantes, amônia, ácido nítrico e explosivos como TNT e pólvora.
Alimentícia
O nitrogênio no estado líquido é utilizado no processo de resfriamento e congelamento de alimentos, além disso é utilizado nas embalagens para retardar a deterioração, descoloração e perda de sabores de alimentos.
Medicina
O nitrogênio líquido é utilizado para congelar sangue, esperma e outras amostras biológicas além de ser utilizado para congelar e destruir tecidos na chamada criocirurgia e no ramo dermatológico.
Mercado Internacional
A disponibilidade de nitrogênio, compondo 78,1% da atmosfera, torna o produto de fácil acesso em todo o globo sem a necessidade de reservas como em outros compostos.
Essa grande quantidade disponível somado aos custos não tão elevados de sua produção tornam o nitrogênio gasoso barato o suficiente para ser atraente para diversas indústrias. 
Aliado a importante característica do gás de ser inerte, seu uso nos mais diversos setores se torna bastante amplo.
É importante ressaltar que a produção de nitrogênio molecular é inferior a de seus compostos amônia(NH4) e ureia(CH4N2O), e para fim de comparação, todos os compostos serão levados em conta nas estatísticas apresentadas.
A produção industrial de nitrogênio é feita por mais de 75 países e 200 empresas diferentes. 
A liderança na produção mundial de nitrogênio é da china, seguida por Estados Unidos, Índia e Rússia. 
O Brasil produz 1% do nitrogênio mundial, porém consome 4%, por isso é um grande importador. Entre os anos de 1990 e 2007 o consumo de nitrogênio aumentou em 253%, e entre 2007 e 2014 em 41%. Segundo dados de 2010, o custo da tonelada de nitrogênio era R$1395,00 em média. 
O Principal consumidor de nitrogênio brasileiro é o agronegócio.
Bibliografia
http://processo-industrial.blogspot.com.br/2011/08/gas-inerte-n2-nitrogenio.html?m=1
http://agracadaquimica.com.br/imagens/artigos/destila.jpg
http://www.praxair.com/gases/buy-liquid-nitrogen-or-compressed-nitrogen-gas#!tab=industries
http://nzic.org.nz/ChemProcesses/production/1K.pdf
http://www.ibram.org.br/sites/700/784/00001762.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/35197/000792981.pdf
http://www.agrolink.com.br/noticias/NoticiaDetalhe.aspx?codNoticia=106046