一、常用工業氣體生產流程

1、氧氣

工業氧氣的生產(chan)方法主要有空(kong)氣液化(hua)分離精餾法(簡稱空(kong)分法)、水電(dian)解法和變壓(ya)吸附法等。

空(kong)分(fen)法(fa)生產氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)工藝流程(cheng)大(da)體(ti)是(shi)：吸(xi)收空(kong)氣(qi)(qi)(qi)→二氧(yang)化碳吸(xi)收塔(ta)→壓(ya)縮機(ji)→冷卻器(qi)(qi)→干(gan)燥器(qi)(qi)→冷凍機(ji)→液(ye)化分(fen)離(li)器(qi)(qi)→油分(fen)離(li)器(qi)(qi)→氣(qi)(qi)(qi)體(ti)儲(chu)槽→氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮機(ji)→氣(qi)(qi)(qi)體(ti)充裝(zhuang)。其基本原理是(shi)將(jiang)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)液(ye)化后，利用(yong)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中各(ge)組(zu)份沸點的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)在液(ye)化分(fen)離(li)器(qi)(qi)進行(xing)分(fen)離(li)精餾，制取氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)。大(da)型制氧(yang)機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)研究開發投用(yong)，使得制氧(yang)能耗不(bu)斷降(jiang)低，并(bing)易于同(tong)時生產多(duo)種空(kong)分(fen)產品(如氮氣(qi)(qi)(qi)、氬氣(qi)(qi)(qi)及其它惰性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)等)。為了(le)便(bian)于儲(chu)存和運輸，經液(ye)化分(fen)離(li)器(qi)(qi)分(fen)離(li)后的(de)(de)(de)液(ye)氧(yang)，用(yong)泵輸入(ru)低溫液(ye)體(ti)儲(chu)槽，再經槽車(che)運至各(ge)深冷液(ye)化永(yong)久氣(qi)(qi)(qi)體(ti)充裝(zhuang)站(zhan)。液(ye)氮、液(ye)氬也(ye)采(cai)用(yong)此法(fa)儲(chu)存、運輸。

該圖片由注冊用戶"溫暖·生活家"提供，版權聲明反饋

2、氮氣

工(gong)業氮氣(qi)(qi)的主要生產方法(fa)(fa)有空(kong)(kong)分法(fa)(fa)、變壓吸附(fu)法(fa)(fa)、膜(mo)分離法(fa)(fa)和燃燒法(fa)(fa)等。空(kong)(kong)分法(fa)(fa)制取的氮氣(qi)(qi)純度高，能耗低(di)。變壓吸附(fu)法(fa)(fa)制氮技術是采(cai)用5A碳分子篩對空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的組份進行(xing)選擇性吸附(fu)，將氧、氮分離制取氮氣(qi)(qi)，氮氣(qi)(qi)產品壓力高、能耗低(di)，產品純度能達(da)到國(guo)家標(biao)準(zhun)要求：工(gong)業氮≥98.5%，純氮≥99.95%。

3、氬氣

氬氣是大氣中含量最多的惰性氣體，其制取方法主要有空分(fen)法。在制氧(yang)工(gong)藝中，將(jiang)沸點為-185.9℃左右(you)的餾分(fen)從液(ye)化分(fen)離器中分(fen)出即(ji)得液(ye)氬。

4、二氧化碳

二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)的(de)制取方(fang)法(fa)主要有(you)(you)：生產(chan)(chan)石灰副產(chan)(chan)二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)，釀酒發酵過程副產(chan)(chan)二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)，重油、焦(jiao)炭等燃燒(shao)產(chan)(chan)生二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)，合成(cheng)氨(an)工業副產(chan)(chan)品二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)等。目前，合成(cheng)氨(an)工業的(de)原料(liao)大都(dou)為(wei)燃氣(qi)(qi)、煉廠氣(qi)(qi)、焦(jiao)爐氣(qi)(qi)和(he)煤，其主要成(cheng)份都(dou)是由不(bu)同氫碳(tan)比的(de)烴類和(he)元素(su)碳(tan)構成(cheng)，在高溫下與(yu)水蒸汽(qi)作用生成(cheng)以氫氣(qi)(qi)和(he)一氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)為(wei)主體的(de)合成(cheng)氣(qi)(qi)，一氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)經(jing)變換成(cheng)為(wei)二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)。二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)的(de)提純方(fang)法(fa)有(you)(you)：吸收(shou)法(fa)、變壓吸附(fu)法(fa)、吸附(fu)精(jing)餾法(fa)和(he)膜分離法(fa)。

5、氨氣

工業氣(qi)(qi)體氨的(de)制取方法主要采用(yong)直接合(he)成法。合(he)成氨工藝流程是：在水(shui)煤氣(qi)(qi)發生爐中往(wang)紅熱(re)的(de)焦炭(tan)上吹入空(kong)氣(qi)(qi)和水(shui)蒸氣(qi)(qi)，先得到氮(dan)氣(qi)(qi)、氫(qing)氣(qi)(qi)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體，然后用(yong)洗滌熱(re)交換、凝縮(suo)二(er)氧(yang)(yang)化碳和吸收二(er)氧(yang)(yang)化碳等生產(chan)工序制備原料氣(qi)(qi)體。精制的(de)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體經過過濾器、冷卻器、氨分(fen)(fen)離(li)器以及加熱(re)器送至合(he)成反應(ying)器經分(fen)(fen)離(li)器分(fen)(fen)離(li)出液氨。

6、氯氣

工(gong)(gong)業上(shang)用(yong)的氯(lv)氣(qi)主要制取(qu)方法是電解飽和食鹽水。純度較高的氯(lv)氣(qi)由電解熔融氯(lv)化(hua)物制備活(huo)潑金(jin)屬時取(qu)得。利用(yong)空氣(qi)或氧氣(qi)可催化(hua)有機(ji)合成工(gong)(gong)業的副(fu)產(chan)品氯(lv)化(hua)氫，使之(zhi)氧化(hua)而轉(zhuan)化(hua)為氯(lv)氣(qi)。

7、乙炔氣

乙炔(gui)(gui)的(de)制取方法(fa)(fa)主要(yao)有(you)電(dian)石水解法(fa)(fa)、甲(jia)烷或烴類的(de)高溫(wen)燃燒裂(lie)(lie)解法(fa)(fa)和(he)等(deng)離(li)子體裂(lie)(lie)解法(fa)(fa)。電(dian)石水解法(fa)(fa)工(gong)藝(yi)流(liu)程短(duan)，產(chan)品純度高，但能耗較大。大多數溶(rong)(rong)解乙炔(gui)(gui)生產(chan)采(cai)用此法(fa)(fa)。根(gen)據乙炔(gui)(gui)的(de)溶(rong)(rong)解特性(xing)，將乙炔(gui)(gui)氣(qi)壓縮充入溶(rong)(rong)劑中，并被儲存在(zai)充滿多孔填(tian)料的(de)鋼(gang)瓶內。溶(rong)(rong)解乙炔(gui)(gui)生產(chan)充裝工(gong)藝(yi)流(liu)程是：粗(cu)乙炔(gui)(gui)氣(qi)發(fa)生后(hou)經過化(hua)學凈(jing)化(hua)，去除硫(liu)、磷等(deng)雜質，再經壓縮和(he)干燥，充裝進入溶(rong)(rong)解乙炔(gui)(gui)氣(qi)瓶內。

8、氫氣

工業氫氣的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)方法主要有(you)(you)：礦物燃燒轉化制(zhi)氫(qing)、水(shui)(shui)電(dian)解(jie)(jie)制(zhi)氫(qing)、通過半水(shui)(shui)煤氣(qi)法制(zhi)得(de)氫(qing)。水(shui)(shui)電(dian)解(jie)(jie)制(zhi)氫(qing)方法技術(shu)可靠(kao)、操作(zuo)簡單、維護方便、不(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)污染、制(zhi)氫(qing)純(chun)度高，唯其(qi)電(dian)能消耗大，成本較高，生(sheng)(sheng)產(chan)發展受一定制(zhi)約，主要供應氫(qing)氣(qi)純(chun)度要求高且用量(liang)不(bu)太大的(de)(de)(de)(de)用戶使用。但隨(sui)著新技術(shu)的(de)(de)(de)(de)應用，促(cu)進(jin)了水(shui)(shui)電(dian)解(jie)(jie)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)改進(jin)，使水(shui)(shui)電(dian)解(jie)(jie)制(zhi)氫(qing)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)成本不(bu)斷(duan)降(jiang)低，電(dian)耗不(bu)斷(duan)下降(jiang)，有(you)(you)望成為“清潔能源”的(de)(de)(de)(de)最主要生(sheng)(sheng)產(chan)方法。目前，正(zheng)在研究開發的(de)(de)(de)(de)制(zhi)氫(qing)方法有(you)(you)：電(dian)化學分(fen)解(jie)(jie)水(shui)(shui)制(zhi)取氫(qing)氣(qi)，光催化作(zuo)用制(zhi)取氫(qing)氣(qi)等。

二、空氣分離的三種方法

空氣分(fen)離(li)3種技術(shu)方(fang)法(fa)是吸附法(fa)、膜分(fen)離(li)法(fa)及低溫法(fa)。目前工業(ye)應(ying)用最為(wei)廣(guang)泛的就是低溫空氣分(fen)離(li)技術(shu)。

1、吸附法

利用分(fen)子(zi)篩對不同分(fen)子(zi)的(de)選(xuan)擇吸附性能來達到最終(zhong)分(fen)離(li)目的(de)，該技術流程簡(jian)單，操(cao)作(zuo)方便，運行成本低，但獲得高純度(du)產品較為困難(nan)，而且裝置(zhi)容量有限，所以該技術有其局限的(de)應用范圍。

2、膜分離法

利用膜(mo)滲透技術，利用氧(yang)、氮通過膜(mo)的(de)(de)速率的(de)(de)不同，實現兩種(zhong)組分的(de)(de)粗分離。這(zhe)種(zhong)方法(fa)裝置更(geng)為簡單，操作方便(bian)，投資小但(dan)產品(pin)只(zhi)能達到28% --35%的(de)(de)富(fu)氧(yang)空氣(qi)，且規(gui)模只(zhi)宜中小型化，只(zhi)適用于富(fu)氧(yang)燃燒及(ji)醫療保健領域應用。

3、低溫法

利用空氣(qi)中各組分沸點(dian)的不(bu)同，通(tong)過一系列的工藝過程，將空氣(qi)液化，并通(tong)過精餾來達(da)到不(bu)同組分分離(li)的方(fang)法(fa)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)較前(qian)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)可實(shi)現(xian)空氣(qi)組分的全分離(li)、產(chan)品精純化、裝置大型(xing)化、狀態(tai)雙元化(液態(tai)及氣(qi)態(tai))，故(gu)在生產(chan)裝置工業化方(fang)面占(zhan)據主導(dao)地(di)位。和傳統的分離(li)相比，這(zhe)些氣(qi)體的分離(li)需在100K以下的低(di)溫(wen)環境下才能實(shi)現(xian)，所(suo)以稱之(zhi)為低(di)溫(wen)法(fa)(或(huo)深冷法(fa))。