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工业上如何大量制取氧气的原料

发布时间:2024-12-16 06:31:33

❶ 工业上制取大量氧气的原料是( ),是利用液态氮和液态氧的( )不同,采用( )的方式制得氧气

工业上制取大量氧气的原料是空气,是利用液态氮和液态氧的沸点 不同,采用液态空气分馏的方式制得氧气。

空气是指地球大气层中的气体混合,为此,空气属于混合物,它主要由 氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡),二氧化碳以及其他物质(如水蒸气、杂质等)组合而成。空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会改变。空气是多种气体的混合物。它的恒定组成部分为氧气、氮气、氩气和氖气等稀有气体,可变组成部分为二氧化碳和水蒸气,它们在空气中的含量随地理位置和温度不同在很小限度的范围内会微有变动。

空气中的氧气对于所有需氧生物来说是必须的。所有动物都需要呼吸氧气,绿色植物的呼吸作用也需要氧气。此外绿色植物利用空气中的二氧化碳进行光合作用,二氧化碳是几乎所有植物的唯一的来源。

应用:
1、空气是地球上的动植物生存的必要条件,动物呼吸、植物光合作用都离不开空气;
2、大气层可以使地球上的温度保持相对稳定,如果没有大气层,白天温度会很高,而夜间温度会很低;
3、臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,保护地球上的生物免受伤害;
4、大气层可以阻止来自太空的高能粒子过多地进入地球,阻止陨石撞击地球,因为陨石与大气摩擦时既可以减速又可以燃烧;
5、风、云、雨、雪的形成都离不开大气;
6、声音的传播要利用空气;
7、降落伞、减速伞和飞机也都利用了空气的作用力;
8、一些机器要利用压缩空气进行工作。

❷ 工业上制取氧气的原料

工业上制取氧气的原料有空气、天然气、深冷空分工艺等。

1、空气

见的制取氧气的原料。工业上,将空气通过一系列的压缩、冷却和分离的步骤,将空气中的氧气和氮气分离出来。氧气被收集并进一步压缩和净化,以备使用。这种制氧方法称为工业制氧。

2、二氧化碳也可用于饮料、啤酒等食品工业中。在饮料中,人们会添加二氧化碳,使其产生气泡,增加口感,这就是我们常喝的碳酸饮料。而在啤酒中,二氧化碳也是其主要成分之一,能给啤酒带来清爽的口感。

3、二氧化碳还可用于工业制冷。由于二氧化碳在加压下会液化,变成液体状态,释放出大量热量,因此可以用于工业制冷。同时,二氧化碳在一定条件下还可以用于合成其他有机化合物,如尿素等。

❸ 工业上可以用______作为原料来大量制取氧气

空气。工业上制作氧气用的方法是分离液态空气法大量制取空气,因为空气是一种混合物,其中主要由 78%的氮气、21%氧气、0.94%的稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙·氡),0.03%的二氧化碳,0.03%的其他物质(如水蒸气、杂质等)组成,由于气体的熔沸点不同,利用蒸馏的方法,从水中挥发出气体所需要的温度不同,工业上利用这个原理大量制取氧气。
分离液态空气法是氧气的工业制法。利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低,先将空气加压降温变成液态,然后再加热,由于液氮的沸点(-196摄氏度)比氧气的沸点(-183摄氏度)低,氮气首先从液态空气中蒸发出来,留下的就是液态氧气。

工业如何取制氧气

工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。
首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质,进入压缩机压缩,再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过,起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压,当温度降至—170℃左右时,空气开始部分液化进入精馏塔,根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高,两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99%以上的纯氧,同时得到氮气和提取稀有气体的原料。
这种方法工艺复杂。如果需用纯度不高的氧气,可用分子筛吸附法分离空气,制得氧气。特定的分子筛对氮的吸附能力比氧大,当空气通过分子筛床后,流出的气体含氧量较高,经多次吸附可得含氧70~80%的气体。这种方法是常温操作,循环周期短,易于实现自动化。
另外,如需高纯度氧气,可采用电解水法生产,此法成本高,只适于小型生产。
从空气中分离出的氧气,一般是加压贮存在天蓝色的钢瓶中,以供工业、医疗或其它方面使用。
工业上大量制取氧气的原料是空气,原理是利用液态氮和液态氧的沸点不同,采用分离液态空气的方法制得氧气.为了储存,运输和使用,通常把氧气压到1.5*10^7pa,并储存在天蓝色钢瓶中

❺ 工业制取氧气的方法(化学式)

工业制氧是指制造大量氧气,大致可分为以下几种方法。

1、空气冷冻分离法

空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧气和氮气的沸点不同,从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来,得到纯氧(可以达到99.6%的纯度)和纯氮(可以达到99.9%的纯度)。如果增加一些附加装置,还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存,或通过管道直接输送到工厂、车间使用。使用这种方法生产氧气,虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,每小时可以产出数干、万立方米的氧气,而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到最广泛的应用。

2、分子筛制氧法(吸附法)
利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。这种制取氧的方法亦称吸附法。最近,利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。

3、电解制氧法
把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。用电解法制取一立方米氧要耗电12—15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量(0.55—0.60千瓦小时)相比,是很不经济的。所以,电解法不适用于大量制氧。另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸。所以,电解法也不适用家庭制氧的方法。

(二)化学制氧
工业和医用氧气均购自制氧厂。工厂制氧的原料是空气,故价格非常便宜。但是,氧气的贮存(高压氧气用钢瓶、液氧要用特殊贮罐)、运输、使用不太方便。因此远离氧气厂的偏远山区运输困难,另外有些特殊环境如病人家中、高空飞行、水下航行的潜艇、潜水作业、矿井抢救等携带巨大笨重的钢瓶极为不便,小型钢瓶贮氧量小,使用时间短,因此就出现化学制氧法,在化合物中以无机过氧化物含氧量最多且易释放,目前化学制氧多采用过氧化物来制氧。

对无机过氧化合物的科学研究开始于18世纪。1798年德国自然科学家洪堡(Alexandervon Humboldt)采用在高温中把氧化钡氧化的方法,制取了过氧化钡。1810年法国化学家盖一吕萨克(Joseph—Louis Gay—Lussac)和泰纳尔(Louis—Jacques Thenard)合作制取了过氧化钠和过氧化钾。1818年泰纳尔又用酸处理过氧化钡,再经蒸馏发现了过氧化氢。200年来,化学家们不断地研究,发现大量无机过氧化合物。这些过氧化物,在遇热或遇水或遇其他化学试剂的时候,很容易析出氧气。常用的过氧化物有以下几种:

1、液体过氧化物(液体产氧剂)—双氧水
双氧水的化学名称是过氧化氢(H2O2),为无色透明液体,有微弱的特殊臭氧味,是很不稳定的物质,在遇热、遇碱、混入杂质等许多情况下都会加速分解。温度每升高5℃,它的分解速度就要增加1.5倍。即便是稀释后浓度为35%的双氧水,在pH值增加(例如贮存在含碱玻璃瓶里)超过6个小时就要发生急剧分解。双氧水中混入少量杂质(如铁、铜、黄铜、青铜、铅、银、铬、锰等金属粉末或它们的盐类),即便在室温下,同样要引起急剧的分解,产生氧气。
双氧水是过氧化物中最基本的物质,也是各国科学家最早认识的化学产氧剂。双氧水具有产氧量较大(30%的稀释液中,有效氧含量为14.1%)和成本较低的好处。但是,双氧水是强腐蚀剂,稍稍不慎便会造成人身伤害,而且在许多情况下还可引起爆炸或燃烧,无论在使用或贮存、运输中都属于危险品。比如:在常压下,双氧水的蒸汽浓度达到40%以上时,温度过高即有爆炸危险。双氧水与有机物混合,能生成敏感和强烈的高效炸药。双氧水与醇类、甘油等有机物混合,就形成极危险的爆炸性混合物。双氧水是强烈氧化剂,对有机物、特别对纺织物和纸张有腐蚀性,与大多数可燃物接触都能自行燃烧。

其中第一个就是“分离液态空气法”

❻ 工业上制取大量氧气的方法是

低温分离液态空气
将空气冷却到零下200摄氏度左右,然后升高温度到零下190度,这时,氮气的熔点较低,会先变为气体,剩下的是氧气液体,纯度可达99%

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