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高纯氧气生产制造及用途

氧气是空气的组分之一,无色、无嗅、无味。氧气密度比空气大,在标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升。今天小编给大家介绍几种氧气生产制造方法
(一)空气分离
空气分离制氧采用低温精馏法、常温变压吸附法、膜分离法和吸收法四种方法.
一 低温精馏法已有近 100 年的历史,此法工艺成熟,产品纯度高,在生产气态氧的同时,也能产液态氧,适于大规模生产。变压吸附(PSA)法生产氧始于 1970 年代初期,由于吸附剂和工艺流程的不断改进,在中小规模的生产中,已可与低温精馏法相竞争,但在大规模生产工艺中,在能耗和氧的纯度方面,都无法与低温精馏法抗衡。膜分离法是近年来发展起来的方法,远景看好,目前已有小型装置上市,欲使这种技术真正成熟,还要有一个较长的发展过程。吸收法制氧是 1980 年代以来开发出的一种新工艺,应当说这种方法也适合于大规模生产,但有些技术问题仍待解决。
1 低温精馏法 
制取纯氧的单级精馏塔见。空气被压缩至 0.5~1.2MPa,并预先冷却到 133K后送入塔釜盘管,空气在盘管内冷却液化,同时管外的液氧蒸发,作为塔的上升蒸气,管内的压缩空气冷却液化后被导出塔外,节流0.15MPa,约 83K送入塔顶。液体自上而下与自下而上的蒸气接触,进行热质交换,如果塔板数足够多,在塔釜就可获得 98.5~99.5%的液态氧。由于塔顶是以液态空气喷淋的,在塔顶不可能获得纯氮。当液空中氮的浓度为 79%时,塔顶氮的浓度为 93%左右。实际上液空在节流后有一定的汽化率,液空中的氮浓度进一步降低,那么塔顶气相氮的浓度也随之降低。节流后的液空汽化率越大,氧的收率越低,制取纯氧的单级塔氧的收率只有 65%。单级精馏塔结构简单,操作方便,便于自动控制,但不能同时获得氧、氮两种产品,经济性能差。为了同时获得纯度较高的氮和氧产品,可采用双级精馏塔。
2.常温变压吸附(PSA)法
 其工艺原理及分离过程与变压吸附(PSA)制氮相似。制氧吸附剂
一般为沸石分子筛。沸石分子筛对氮具有选择吸附的特性,所以当原料空气经过分子筛吸附床时,氮被吸附,处于固定相,而氧则是流动相。吸附塔一般为 2~4 塔,可以采用加压吸附、常压解吸,也可以采用常压吸附、真空解吸的流程。
3.膜分离法  膜分离法主要用于制取含氧量 25~45%的富氧空气。以空气为原料制富氧
的膜材料多采用高分子聚合膜(参看膜分离法制氮一节)。近年来也有用碳分子筛或沸石分子筛制成的无机膜,无机膜用多孔陶瓷做支撑体,制备工艺复杂,发展很慢。高分子有机膜利用中
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