一、常用工業氣體生產流程

1、氧氣

工業氧氣的生產方法(fa)主(zhu)要(yao)有空(kong)氣液化分(fen)離精餾法(fa)(簡(jian)稱(cheng)空(kong)分(fen)法(fa))、水(shui)電解法(fa)和變壓吸(xi)附(fu)法(fa)等(deng)。

空分法(fa)(fa)生(sheng)產氧氣(qi)的(de)工(gong)藝流程大(da)體(ti)(ti)是：吸收空氣(qi)→二氧化碳(tan)吸收塔→壓(ya)縮機(ji)→冷(leng)卻器(qi)(qi)→干燥器(qi)(qi)→冷(leng)凍機(ji)→液(ye)(ye)(ye)(ye)化分離(li)器(qi)(qi)→油分離(li)器(qi)(qi)→氣(qi)體(ti)(ti)儲(chu)(chu)槽(cao)(cao)→氧氣(qi)壓(ya)縮機(ji)→氣(qi)體(ti)(ti)充裝(zhuang)。其基(ji)本原(yuan)理是將(jiang)空氣(qi)液(ye)(ye)(ye)(ye)化后(hou)，利用(yong)空氣(qi)中(zhong)各(ge)組份沸點的(de)不同(tong)在液(ye)(ye)(ye)(ye)化分離(li)器(qi)(qi)進(jin)行分離(li)精餾，制(zhi)取氧氣(qi)。大(da)型(xing)制(zhi)氧機(ji)組的(de)研究開發投用(yong)，使得(de)制(zhi)氧能(neng)耗不斷降低，并易于同(tong)時生(sheng)產多種空分產品(如氮氣(qi)、氬氣(qi)及其它惰性氣(qi)體(ti)(ti)等)。為(wei)了(le)便于儲(chu)(chu)存(cun)和運輸，經(jing)(jing)液(ye)(ye)(ye)(ye)化分離(li)器(qi)(qi)分離(li)后(hou)的(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)氧，用(yong)泵輸入低溫(wen)液(ye)(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)儲(chu)(chu)槽(cao)(cao)，再經(jing)(jing)槽(cao)(cao)車運至(zhi)各(ge)深(shen)冷(leng)液(ye)(ye)(ye)(ye)化永(yong)久氣(qi)體(ti)(ti)充裝(zhuang)站(zhan)。液(ye)(ye)(ye)(ye)氮、液(ye)(ye)(ye)(ye)氬也(ye)采用(yong)此法(fa)(fa)儲(chu)(chu)存(cun)、運輸。

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2、氮氣

工業氮(dan)(dan)氣的主(zhu)要生產方法(fa)(fa)(fa)有空分(fen)法(fa)(fa)(fa)、變壓吸附法(fa)(fa)(fa)、膜(mo)分(fen)離法(fa)(fa)(fa)和燃(ran)燒法(fa)(fa)(fa)等。空分(fen)法(fa)(fa)(fa)制取的氮(dan)(dan)氣純(chun)度高，能(neng)耗低(di)。變壓吸附法(fa)(fa)(fa)制氮(dan)(dan)技術是采(cai)用5A碳(tan)分(fen)子篩對空氣中的組(zu)份(fen)進行選擇性(xing)吸附，將氧、氮(dan)(dan)分(fen)離制取氮(dan)(dan)氣，氮(dan)(dan)氣產品(pin)壓力高、能(neng)耗低(di)，產品(pin)純(chun)度能(neng)達(da)到國家標準要求：工業氮(dan)(dan)≥98.5%，純(chun)氮(dan)(dan)≥99.95%。

3、氬氣

氬氣是大氣中(zhong)含量最多的(de)惰性(xing)氣體，其制(zhi)取方(fang)法主要(yao)有空(kong)分(fen)法。在(zai)制(zhi)氧工藝中(zhong)，將(jiang)沸點(dian)為-185.9℃左右(you)的(de)餾(liu)分(fen)從液化分(fen)離器(qi)中(zhong)分(fen)出即得液氬。

4、二氧化碳

二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)的制(zhi)取方法(fa)主(zhu)要(yao)有：生(sheng)產(chan)石灰(hui)副(fu)產(chan)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)，釀酒發酵(jiao)過程(cheng)副(fu)產(chan)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)，重油、焦炭等燃(ran)燒產(chan)生(sheng)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)，合(he)成氨(an)工業副(fu)產(chan)品二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)等。目前，合(he)成氨(an)工業的原料大都為(wei)燃(ran)氣、煉廠氣、焦爐氣和(he)煤，其主(zhu)要(yao)成份都是由不(bu)同氫(qing)碳(tan)比的烴類和(he)元素碳(tan)構成，在高(gao)溫下與水蒸汽作(zuo)用生(sheng)成以氫(qing)氣和(he)一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)為(wei)主(zhu)體(ti)的合(he)成氣，一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)經變(bian)(bian)換成為(wei)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)。二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)的提純方法(fa)有：吸(xi)收法(fa)、變(bian)(bian)壓吸(xi)附(fu)法(fa)、吸(xi)附(fu)精餾法(fa)和(he)膜分離法(fa)。

5、氨氣

工業氣(qi)體(ti)氨的制(zhi)取方法主要采(cai)用直接合(he)成(cheng)法。合(he)成(cheng)氨工藝流程是：在水(shui)煤氣(qi)發生(sheng)爐中往(wang)紅熱(re)的焦炭(tan)上吹入空氣(qi)和水(shui)蒸氣(qi)，先得到氮氣(qi)、氫氣(qi)混合(he)氣(qi)體(ti)，然后用洗滌(di)熱(re)交換(huan)、凝縮二(er)氧化碳和吸收二(er)氧化碳等生(sheng)產(chan)工序制(zhi)備(bei)原(yuan)料(liao)氣(qi)體(ti)。精制(zhi)的混合(he)氣(qi)體(ti)經過過濾器(qi)(qi)(qi)、冷卻器(qi)(qi)(qi)、氨分離(li)器(qi)(qi)(qi)以(yi)及加(jia)熱(re)器(qi)(qi)(qi)送至合(he)成(cheng)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)經分離(li)器(qi)(qi)(qi)分離(li)出(chu)液氨。

6、氯氣

工業上用的(de)氯(lv)(lv)氣主要制取方法是電解飽和食(shi)鹽水。純度較高的(de)氯(lv)(lv)氣由電解熔融氯(lv)(lv)化(hua)(hua)物制備活(huo)潑金(jin)屬時(shi)取得。利用空(kong)氣或氧(yang)(yang)氣可催(cui)化(hua)(hua)有(you)機合(he)成工業的(de)副產品氯(lv)(lv)化(hua)(hua)氫(qing)，使之(zhi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)而轉化(hua)(hua)為(wei)氯(lv)(lv)氣。

7、乙炔氣

乙炔(gui)(gui)的制(zhi)取(qu)方(fang)法(fa)主要有電石水解法(fa)、甲烷或烴(jing)類的高(gao)溫(wen)燃燒裂解法(fa)和等(deng)離子體裂解法(fa)。電石水解法(fa)工藝流程短(duan)，產(chan)(chan)品純度(du)高(gao)，但能(neng)耗較大(da)。大(da)多數溶(rong)(rong)解乙炔(gui)(gui)生產(chan)(chan)采用此法(fa)。根據乙炔(gui)(gui)的溶(rong)(rong)解特性，將(jiang)乙炔(gui)(gui)氣(qi)壓縮充(chong)(chong)(chong)入(ru)溶(rong)(rong)劑中，并被(bei)儲存在(zai)充(chong)(chong)(chong)滿多孔填料的鋼瓶(ping)內。溶(rong)(rong)解乙炔(gui)(gui)生產(chan)(chan)充(chong)(chong)(chong)裝工藝流程是：粗乙炔(gui)(gui)氣(qi)發生后經過化學凈(jing)化，去除硫、磷等(deng)雜質，再經壓縮和干燥，充(chong)(chong)(chong)裝進入(ru)溶(rong)(rong)解乙炔(gui)(gui)氣(qi)瓶(ping)內。

8、氫氣

工業氫氣的(de)生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)(fa)主要有(you)：礦物燃燒轉化制(zhi)氫(qing)(qing)、水電(dian)解(jie)制(zhi)氫(qing)(qing)、通過半水煤氣(qi)法(fa)(fa)制(zhi)得氫(qing)(qing)。水電(dian)解(jie)制(zhi)氫(qing)(qing)方(fang)法(fa)(fa)技術(shu)可靠、操作簡單、維護方(fang)便、不產(chan)生(sheng)污(wu)染、制(zhi)氫(qing)(qing)純(chun)度高，唯(wei)其電(dian)能消耗大，成(cheng)本較高，生(sheng)產(chan)發展受一定制(zhi)約，主要供應氫(qing)(qing)氣(qi)純(chun)度要求(qiu)高且用量不太大的(de)用戶使(shi)用。但隨著新技術(shu)的(de)應用，促進(jin)了水電(dian)解(jie)技術(shu)的(de)改進(jin)，使(shi)水電(dian)解(jie)制(zhi)氫(qing)(qing)技術(shu)的(de)成(cheng)本不斷降(jiang)低，電(dian)耗不斷下降(jiang)，有(you)望成(cheng)為“清潔能源”的(de)最主要生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)(fa)。目(mu)前，正在研(yan)究開發的(de)制(zhi)氫(qing)(qing)方(fang)法(fa)(fa)有(you)：電(dian)化學分解(jie)水制(zhi)取氫(qing)(qing)氣(qi)，光(guang)催化作用制(zhi)取氫(qing)(qing)氣(qi)等。

二、空氣分離的三種方法

空氣(qi)分離(li)3種技(ji)(ji)術方法(fa)是(shi)吸(xi)附法(fa)、膜分離(li)法(fa)及(ji)低溫(wen)法(fa)。目前(qian)工(gong)業應用最(zui)為廣泛的就是(shi)低溫(wen)空氣(qi)分離(li)技(ji)(ji)術。

1、吸附法

利用分(fen)(fen)子篩對(dui)不(bu)同分(fen)(fen)子的選擇吸附性能來達到最終分(fen)(fen)離目(mu)的，該技(ji)術流(liu)程(cheng)簡單(dan)，操作方便，運行成(cheng)本低，但獲(huo)得(de)高純度產品較(jiao)為困難，而且(qie)裝置(zhi)容量有(you)限(xian)，所(suo)以該技(ji)術有(you)其局限(xian)的應用范圍。

2、膜分離法

利用(yong)膜(mo)滲透技(ji)術，利用(yong)氧(yang)、氮通過(guo)膜(mo)的速率(lv)的不同(tong)，實現兩種組分的粗分離。這種方法裝置更為(wei)簡單，操作方便，投資小(xiao)但(dan)產品只能達到28% --35%的富氧(yang)空氣，且規模(mo)只宜中小(xiao)型化(hua)，只適(shi)用(yong)于富氧(yang)燃燒(shao)及醫療保健領域應用(yong)。

3、低溫法

利用空(kong)(kong)氣中各組(zu)分(fen)(fen)沸點(dian)的(de)不同(tong)，通過(guo)一系列的(de)工(gong)藝過(guo)程，將空(kong)(kong)氣液(ye)化(hua)(hua)，并通過(guo)精餾來達到不同(tong)組(zu)分(fen)(fen)分(fen)(fen)離的(de)方法。這(zhe)種方法較前兩種方法可實(shi)現空(kong)(kong)氣組(zu)分(fen)(fen)的(de)全(quan)分(fen)(fen)離、產(chan)品精純化(hua)(hua)、裝置大型化(hua)(hua)、狀態雙元化(hua)(hua)(液(ye)態及氣態)，故在生產(chan)裝置工(gong)業化(hua)(hua)方面占(zhan)據主導地(di)位。和(he)傳統(tong)的(de)分(fen)(fen)離相比，這(zhe)些(xie)氣體的(de)分(fen)(fen)離需在100K以下的(de)低溫環(huan)境下才能實(shi)現，所以稱之(zhi)為(wei)低溫法(或深(shen)冷(leng)法)。