Graus de pureza de nitrogênio para diferentes aplicações industriais！

Devido à sua natureza inerte, o nitrogênio gasoso pode ser usado em diversas operações de purga, cobertura e lavagem. Dependendo do tipo de processo envolvido, são necessários diferentes níveis de pureza de nitrogênio para atender às necessidades específicas de fabricação.

O que é pureza do nitrogênio?

A pureza do nitrogênio é a porcentagem de nitrogênio presente em uma amostra retirada de seu fluxo em comparação com as impurezas presentes. O nitrogênio pode ser classificado como de alta ou baixa pureza com base na proporção entre gás puro e contaminantes como oxigênio, vapor de água, monóxido de carbono e dióxido de carbono.

Esta classificação baseada na concentração de nitrogênio desempenha um papel fundamental na determinação da adequação do nitrogênio para qualquer processo industrial.

Nitrogênio de alta pureza vs. nitrogênio de baixa pureza

A pureza de uma amostra de nitrogênio é determinada pela porcentagem/concentração de nitrogênio puro nela. Para que um gás seja classificado como de alta pureza, ele deve conter pelo menos 99.998% de nitrogênio, enquanto o nitrogênio de menor pureza normalmente contém uma porcentagem maior de impurezas.

Nitrogênio de alta pureza

O nitrogênio gasoso com concentração acima de 99.998% é considerado uma fração de alta pureza. O nitrogênio de alta pureza pode ser classificado de diferentes maneiras por diferentes fabricantes, mas na maioria das vezes são considerados frações de "grau zero". O nitrogênio de alta pureza de grau zero é classificado como tal porque contém impurezas de hidrocarbonetos inferiores a 0.5 partes por milhão.

Outras características importantes do nitrogênio de alta pureza são:

Concentração de oxigênio ≤ 0.5 ppm

Monóxido de carbono/dióxido de carbono não superior a 1.0 ppm

Umidade não superior a 3 ppm

Nitrogênio de baixa pureza

O nitrogênio com pureza de 90% a um pouco menos de 99.9% é considerado de baixa pureza.

Classificação de pureza de nitrogênio

A classificação do nitrogênio puro é realizada por meio de um sistema de classificação que utiliza números dentro de cada grau de pureza mais baixo. O primeiro número de cada série refere-se ao número de “nove” que aparecem dentro dela, enquanto o segundo número representa o número após os últimos nove dígitos.

Os graus de pureza do nitrogênio são categorizados como N2.0, N3.0, N4.0, N5.0, N6.0 e N7.0.

O que é nitrogênio de altíssima pureza?

O nitrogênio de pureza ultra-alta é o nitrogênio com concentração de 99.999% e impurezas insignificantes. As especificações do nitrogênio são rigorosas e variações invalidam a classificação.

O gás não deve conter mais de duas partes por milhão em volume (ppmv) de oxigênio, 0.5 partes por milhão em volume de hidrocarbonetos totais e uma parte por milhão em volume de umidade). O nitrogênio é comumente usado para aplicações científicas.

O que é nitrogênio livre de oxigênio?

O nitrogênio livre de oxigênio (OFN) é definido como nitrogênio gasoso contendo não mais que 0.5 partes por milhão (ppm) de oxigênio. Os gases OFN são normalmente mantidos com 99.998% de pureza. Este tipo de nitrogênio é usado em pesquisas científicas e processos de calibração onde as impurezas de oxigênio podem alterar os resultados ou causar resultados incorretos.

Níveis de pureza de nitrogênio por indústria/aplicação

Conforme mencionado acima, a concentração de nitrogênio necessária para diferentes processos industriais varia muito. A principal consideração na seleção de um tipo de nitrogênio é o efeito das impurezas na aplicação escolhida. A sensibilidade à umidade, oxigênio e outros contaminantes são fatores-chave a serem considerados.

Nitrogênio de qualidade alimentar / nitrogênio de qualidade para bebidas

O nitrogênio é comumente usado em diferentes etapas de produção, embalagem e armazenamento de alimentos/bebidas. O nitrogênio nas embalagens e processamento de alimentos é usado para manter a vida útil dos alimentos/bebidas processados, eliminando os oxidantes dos alimentos, preservando o sabor e prevenindo o ranço. A pureza necessária para o nitrogênio de qualidade alimentar está normalmente na faixa de 98-99.5%.

Nitrogênio de grau farmacêutico

Os processos de fabricação farmacêutica exigem alta pureza para evitar contaminação e alteração do produto final. Muitos produtos farmacêuticos requerem nitrogênio de alta qualidade com purezas entre 97-99.99%. Este nitrogênio de pureza alta a ultra-alta é usado para cobrir tanques de nitrogênio, contêineres e outros equipamentos de fabricação de medicamentos.

O nitrogênio de alta pureza também é usado em embalagens farmacêuticas para ajudar a manter o frescor e prevenir a deterioração dos ingredientes ativos.

O nitrogênio gasoso com pureza de 95-99% é usado na indústria de petróleo e gás para reduzir o risco de incêndio e explosão durante o processo. A inertização de tanques de armazenamento de produtos químicos e a purga de tubulações com nitrogênio gasoso ajudam a minimizar o risco de combustão repentina de seu conteúdo.

Os serviços de manutenção de dutos geralmente usam nitrogênio pressurizado para processos de limpeza e descomissionamento de dutos.

Pureza de grau de nitrogênio industrial

Algumas aplicações industriais e seus requisitos de teor de nitrogênio são descritos abaixo.

Nitrogênio de grau de fabricação de eletrônicos e semicondutores

Os requisitos típicos de teor de nitrogênio na fabricação de eletrônicos e semicondutores são geralmente de pelo menos 99.99-99.999%. Alguns processos, como limpeza de peças e cobertura adesiva, utilizam concentrações mais baixas de nitrogênio (95-99.5%).

Nitrogênio para fabricação de plásticos

Os requisitos de grau de nitrogênio para síntese de plásticos são 95-98% para moldagem por injeção, 99.5% para moldagem por injeção assistida por gás e 98-99.5% para extrusão de filme soprado.

Nitrogênio para processamento de metal

O teor de nitrogênio do grau de processamento de metal varia muito, de 95-99% para tratamento térmico a 99-99.999% para processo de corte a laser.

Nitrogênio para geração de energia

O nitrogênio na faixa de 95-99.6% é necessário para processos de geração de energia, como purga de vedação de ar, revestimento de caldeira, purga de gasodutos de gás natural e revestimento de amaciamento de água.