氧氣的工業製法原理,工業上製取大量氧氣的方法是

2022-02-07 15:10:55 字數 5233 閱讀 6638

1樓:長春北方化工灌裝裝置股份****

氧氣的工業製法是利用液氮的沸點比液態氧氣的沸點低,從而製得工業氧氣。採用的方法為物理方法。

工業氧氣的製法

首先採用低溫加壓的方式,將空氣液化。然後調節溫度,利用液態氮的沸點低於液態氧,將液態氮蒸騰出去,剩下的即主要為液態氧。

液氧危害因素

火災危險性

液氧是不可燃的,但它能強烈地助燃,火災危險性為乙類。它和燃料接觸通常也不能自燃,如果兩種液體碰在一起,液氧將引起液體燃料的冷卻並凝固。凝固的燃料和液氧的混合物對撞擊是敏感的,在加壓情況下常常轉為**。

有兩種型別的燃燒反應,這取決於氧和燃料的混合比和點火情況:一種是燃料和液氧在混合時沒有發生著火,但是這種混合物當點火或受到機械撞擊時能發生爆轟;另一種液氧與燃料互相接觸之前或接觸時燃燒已經開始,著火或燃燒並伴隨有反覆的**。燃燒反應的強度取決於燃料的效能。

**危險性

所有可燃物質(包括氣、液、固)和液氧混合時就呈現**危險性,這種混合物常常由於靜電、機械撞擊、電火花和其它類似的作用,特別是當混合物被凝固時經常能發生**。

當液氧積存在封閉系統中,而又不能保溫,則可能發生壓力破壞,當溫度升高到-118.4℃而又不增加壓力,則液氧不能維持液體狀態,若洩壓不及時,也會導致物理**。液氧積存在兩個閥門之間,可導致管路的猛烈破壞。

如果氧氣不洩出或壓力不適當排除,當冷凍失效時,將導致貯箱的破壞,真空夾套貯箱中的真空失效。如果系統不能受額外負載,則會引起蒸發加速和排空系統破壞。

人員凍傷

由於液氧的沸點極低,為-183℃,當液氧發生「跑、冒、滴、漏」事故時,一旦液氧噴濺到的人的**上將引起嚴重的凍傷事故。

氧中毒空氣中氧氣約佔21%。常壓下,當氧的濃度超過40%時,有可能引發氧中毒,吸入40%~60%的氧濃度的混合氣體時,會出現胸骨後不適感、輕咳,進而胸悶,胸骨後燒灼感和呼吸困難,咳嗽加劇;嚴重時發生水腫,甚至出現呼吸窘迫綜合症。吸入氧濃度80%以上時,出現面部肌肉抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。

長期處於氧分壓60kpa~100kpa(相當於氧濃度40%)的環境下,可發生眼損害,嚴重者可失明。

2樓:細水長流蔭遠堂

工業製氧是指製造大量氧氣,大致可分為以下幾種方法。

1、空氣冷凍分離法

空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同,從空氣中製備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、淨化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質)、然後進行壓縮、冷卻,使之成為液態空氣。

然後,利用氧和氮的沸點的不同,在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝,將氧氣和氮氣分離開來,得到純氧(可以達到99.6%的純度)和純氮(可以達到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。由空氣分離裝置產出的氧氣,經過壓縮機的壓縮,最後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。

使用這種方法生產氧氣,雖然需要大型的成套裝置和嚴格的安全操作技術,但是產量高,每小時可以產出數幹、萬立方米的氧氣,而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣,所以從2023年研製出第一臺深冷空分製氧機以來,這種製氧方法一直得到最廣泛的應用。

2、分子篩製氧法(吸附法)

利用氮分子大於氧分子的特性,使用特製的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先,用壓縮機迫使乾燥的空氣通過分子篩進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,氧氣進入吸附器內,當吸附器內氧氣達到一定量(壓力達到一定程度)時,即可開啟出氧閥門放出氧氣。經過一段時間,分子篩吸附的氮逐漸增多,吸附能力減弱,產出的氧氣純度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮,然後重複上述過程。

這種製取氧的方法亦稱吸附法。最近,利用吸附法制氧的小型製氧機已經開發出來,便於家庭使用。

3、電解制氧法

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,然後通入直流電,水就分解為氧氣和氫氣。每製取一立方米氧,同時獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電12—15千瓦小時,與上述兩種方法的耗電量(0.55—0.60千瓦小時)相比,是很不經濟的。

所以,電解法不適用於大量製氧。另外同時產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,容易發生極其劇烈的**。所以,電解法也不適用家庭製氧的方法。

(二)化學制氧

工業和醫用氧氣均購自制氧廠。工廠製氧的原料是空氣,故**非常便宜。

3樓:還差大呼小叫

很抱歉,氧氣的工業製法是將空氣中的氧氣進行層層充分過濾來的,沒有製法。除非是醫用或者是國家高階科研工程才有量產。

4樓:精銳化學***

工業上根據氧氣和氮氣的沸點不同,分離液態空氣得到氧氣

工業上製取大量氧氣的方法是

5樓:匿名使用者

低溫分離液態空氣

將空氣冷卻到零下200攝氏度左右,然後升高溫度到零下190度,這時,氮氣的熔點較低,會先變為氣體,剩下的是氧氣液體,純度可達99%

6樓:匿名使用者

工業上製備大量的氧氣是採用分離液態空氣的方法

其原理是利用液態氮的沸點比液態氧的沸點低的性質.蒸發液態空氣時,氮氣首先蒸發出來,剩下的主要是氧氣.此變化屬於物理變化.工業上為了便於貯存、運輸和使用,常把氧氣加壓到1.5×107 pa,並貯存在鋼瓶中。

7樓:匿名使用者

工業上製取大量氧氣的方法是:分離液態空氣

空氣是非常廉價而且容易得到的原材料,實驗室製法對於工業說,成本太高而且不方便。

8樓:守一以止也

實驗室製取氧氣的三種方法

氧氣的實驗室製法與工業製法的本質區別是什麼

9樓:雨聰

實驗室製備氧氣是採用的化學方法

工業製備氧氣採用分離液態空氣法,是物理方法

10樓:驀然回首處

工業上液化空氣法制氧氣,主要是將空氣液化,利用液氮和液氧的沸點不同,通過控制液化空氣的溫度,使氧氣和氮氣在不同溫度下釋放出來,是物理變化;實驗室製氧主要是利用含氧化合物的分解,來製取氧氣,是化學變化。

工業製氧的方法:

1、空氣冷凍分離法

空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同,從空氣中製備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、淨化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質)、然後進行壓縮、冷卻,使之成為液態空氣。

然後,利用氧和氮的沸點的不同,在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝,將氧氣和氮氣分離開來,得到純氧(可以達到99.6%的純度)和純氮(可以達到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。由空氣分離裝置產出的氧氣,經過壓縮機的壓縮,最後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。

使用這種方法生產氧氣,雖然需要大型的成套裝置和嚴格的安全操作技術,但是產量高,每小時可以產出數幹、萬立方米的氧氣,而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣,所以從2023年研製出第一臺深冷空分製氧機以來,這種製氧方法一直得到最廣泛的應用。

2、分子篩製氧法(吸附法)

利用氮分子大於氧分子的特性,使用特製的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先,用壓縮機迫使乾燥的空氣通過分子篩進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,氧氣進入吸附器內,當吸附器內氧氣達到一定量(壓力達到一定程度)時,即可開啟出氧閥門放出氧氣。經過一段時間,分子篩吸附的氮逐漸增多,吸附能力減弱,產出的氧氣純度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮,然後重複上述過程。

這種製取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型製氧機已經開發出來,便於家庭使用。

11樓:妙玉

氧氣的實驗室製法與工業製法為何不同?

因為氧氣大量用於工業、醫療、科研、航天航海等各方面,所以需要工業上大量生產氧氣。氧氣的工業製法要符合大量產出氧氣時具有經濟效益的要求,從長期生產過程來考慮,要求其生產流程先進,生產過程連續,使用原料廉價,不產生廢物質汙染環境等等工業生產因素,所以工業製氧氣選擇分離液態空氣。這個過程中所需達到的壓力約為3×104kpa,溫度約為-150℃以下,可見裝置與生產工藝要求是極高的,裝置的投資是很高的。

但原料是取之不盡、用之不完的空氣。且在分離出氧氣的同時,還可將空氣中的氮氣、各種稀有氣體等一一分離出來,同時作為產品滿足對這幾種氣體的應用需求。

而實驗室製備氧氣,就不可能應用這類條件要求極高的方法,所以一般都選用特定的化學反應來生成,其對於所選的反應也有多方面的要求:一是該化學反應能產生氧氣,但所需的反應條件容易達到;二是該反應所需裝置均是常用儀器可連線而成的;三是該反應生成的氣體只有氧氣,很容易從其他的生成物中分離出來而不帶有雜質;四是該反應易於操作且實驗速率容易控制等等。所以實驗室製氧氣,所需原料(藥品)**一定比這種氣體的工業製法昂貴,但獲得這種氣體的方法與反應條件一定比工業製法容易與簡單。

實驗室製備與收集氧氣的有關知識一般包括:反應原理、製備裝置和收集裝置等。

實驗室可以用什麼方法制備氧氣?

從製備氧氣的原理(一般就是指利用哪個化學反應得到所需的氣體)來說,我們的課本中學習了用氯酸鉀或高錳酸鉀的分解反應得到氧氣。這兩個化學反應分別產生氧氣的化學方程式是:

2kclo3mno2=△k2mno4+mno2+o2 ↑

這兩個反應都是固體藥品(一種或加入催化劑)加熱就能得到氣體,所以反應都能在配有單孔橡皮塞的試管中進行,製備裝置均可採用(如果藥品是高錳酸鉀,為防止其粉末進入導氣管,在試管口內還要放一團棉花):在其他的化學教材中還經常介紹另一種用於實驗室製氧氣的反應:所用藥品是一種叫「過氧化氫(h2o2)」物質的水溶液(俗稱「雙氧水」),因為過氧化氫在二氧化錳做催化劑時很容易分解出氧氣,這個反應的化學方程式是:

2h2o2mno2=2h2o+o2↑

這個反應是液體(雙氧水)與固體二氧化錳接觸後迅速產生氧氣,不需加熱,所以製備裝置也要改變為(在錐形瓶中放二氧化錳固體,從長頸漏斗加入雙氧水):

從以上不難總結出,實驗室是依據反應物的狀態、反應發生的條件來選擇製備氣體的裝置的。在初中階段,我們只學習這兩種製備氣體的裝置,這就是固體加熱制氣體,還有就是用固體與液體接觸制氣體。

實驗室可以用什麼方法收集氣體?

實驗室製出的氣體要收集在集氣瓶(或試管)中,初中我們要學到的方法有三種:凡是不溶於(或不易溶於)水且不與水反應的氣體,可以用排水法收集。凡是密度大於空氣,且不與空氣中的任何成分發生反應的氣體,可以用向上排空氣法收集。

凡是密度小於空氣,且不與空氣中的任何成分反應的氣體,可以用向下排氣法收集。根據以上原則,氧氣可以用向上排空氣法或排水法收集。

收集在集氣瓶中的氧氣,蓋好玻璃片正放在桌面上,這當然是因為氧氣的密度略大於空氣的原故。如果收集到像氫氣那種密度小於空氣的氣體,則蓋好玻璃片的集氣瓶應倒放在桌面上。

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