氧氣的工業(yè)制作方法

發(fā)布時(shí)間：2020-07-21    信息來源： 畢節(jié)市天利氣體有限責(zé)任公司 -官網(wǎng)

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氧（Oxygen），元素符號(hào)O，位于元素周期表第二周期ⅥA族。1774年英國科學(xué)家約瑟夫·普里斯特利（J.Joseph Priestley）用透鏡把太陽光聚焦在氧化汞上，發(fā)現(xiàn)一種能強(qiáng)烈?guī)椭紵臍怏w。安托萬-洛朗·拉瓦錫（Antoine-Laurent de Lavoisier）研究了此種氣體，并正確解釋了這種氣體在燃燒中的作用。氧是地殼中最豐富、分布最廣的元素，也是構(gòu)成生物界與非生物界最重要的元素，在地殼的含量為48.6%。單質(zhì)氧在大氣中占20.9%。 

工業(yè)制法

1、分離液態(tài)空氣法

畢節(jié)市天利氣體有限責(zé)任公司首先在低溫條件下加壓，使空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)，由于液態(tài)氮的沸點(diǎn)是‐196℃，比液態(tài)氧的沸點(diǎn)（‐183℃）低，因此氮?dú)馐紫葟囊簯B(tài)空氣中蒸發(fā)出來，剩下的主要是液態(tài)氧。

空氣中的主要成分是氧氣和氮?dú)?。利用氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預(yù)冷、凈化（去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì)）、然后進(jìn)行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點(diǎn)的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮?dú)夥蛛x開來，得到純氧（可以達(dá)到99.6%的純度）和純氮（可以達(dá)到99.9%的純度）。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣，經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮，最后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產(chǎn)氧氣，雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，但是產(chǎn)量高，每小時(shí)可以產(chǎn)出數(shù)千、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運(yùn)、不用倉庫儲(chǔ)存的空氣，所以從1903年研制出第一臺(tái)深冷空分制氧機(jī)以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應(yīng)用。

2、膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)得到迅速發(fā)展。利用這種技術(shù)，在一定壓力下，讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜，可得到含氧量較高的富氧空氣。利用這種膜進(jìn)行多級(jí)分離，可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。

3、分子篩制氧法（吸附法）

利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子篩把空氣中的氧分離出來。首先，用壓縮機(jī)迫使干燥的空氣通過分子篩進(jìn)入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸附，氧氣進(jìn)入吸附器內(nèi)，當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到一定量（壓力達(dá)到一定程度）時(shí)，即可打開出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過一段時(shí)間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產(chǎn)出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然后重復(fù)上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧機(jī)已經(jīng)開發(fā)出來，便于家庭使用。

4、電解制氧法

最后畢節(jié)市天利氣體有限責(zé)任公司把水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然后通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧氣，同時(shí)獲得兩立方米氫氣。用電解法制取一立方米氧氣要耗電12～15千瓦時(shí)，與上述兩種方法的耗電量（0.55～0.60千瓦時(shí)）相比，是很不經(jīng)濟(jì)的。所以，電解法不適用于大量制氧。另外同時(shí)產(chǎn)生的氫氣如果沒有妥善的方法收集，在空氣中聚集起來，如與氧氣混合，容易發(fā)生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用于家庭制氧。

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