‘壹’ 工业制取氧气的方法
分离液态空气法。
由于空气中大约含有21%的氧气,所以这是工业制取氧气的既廉价又易得的最好原料。
工业上制氧气采用的是分离液态空气法:在低温条件下加压,使空气转变为液态空气,然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
因为任何液态物质都有一定的沸点,人们正是利用了物质的这一性质,在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发。由于氮的沸点是-196℃,比液态氧(-183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要就是液态氧了。
为了便于贮存、运输和使用,通常把氧气加压到15000kPa,并贮存在漆成蓝色的钢瓶中。
(1)工业制法是先将什么蒸发出来扩展阅读:
工业制氧机
RDO制氧机分离空气主要由两个填满分子筛的吸附塔组成,在常温条件下,将压缩空气经过过滤,除水干燥等净化处理后进入吸附塔,在吸附塔中空气中的氮气等被分子筛所吸附。
而使氧气在气相中得到富集,从出口流出贮存在氧气缓冲罐中,而在另一塔已完成吸附的分子筛被迅速降压,解析出已吸附的成分,两塔交替循环,即可得到纯度为≥90%的廉价的氧气。整个系统的阀门自动切换均由一台电脑自动控制。
‘贰’ 工业制氧的原理及方法
氧气的工业制法是利用液氮的沸点比液态氧气的沸点低,从而制得工业氧气。采用的方法为物理方法。
工业氧气的制法
首先采用低温加压的方式,将空气液化。然后调节温度,利用液态氮的沸点低于液态氧,将液态氮蒸腾出去,剩下的即主要为液态氧。
液氧危害因素
火灾危险性
液氧是不可燃的,但它能强烈地助燃,火灾危险性为乙类。它和燃料接触通常也不能自燃,如果两种液体碰在一起,液氧将引起液体燃料的冷却并凝固。凝固的燃料和液氧的混合物对撞击是敏感的,在加压情况下常常转为爆炸。有两种类型的燃烧反应,这取决于氧和燃料的混合比和点火情况:一种是燃料和液氧在混合时没有发生着火,但是这种混合物当点火或受到机械撞击时能发生爆轰;另一种液氧与燃料互相接触之前或接触时燃烧已经开始,着火或燃烧并伴随有反复的爆炸。燃烧反应的强度取决于燃料的性能。
爆炸危险性
所有可燃物质(包括气、液、固)和液氧混合时就呈现爆炸危险性,这种混合物常常由于静电、机械撞击、电火花和其它类似的作用,特别是当混合物被凝固时经常能发生爆炸。
当液氧积存在封闭系统中,而又不能保温,则可能发生压力破坏,当温度升高到-118.4℃而又不增加压力,则液氧不能维持液体状态,若泄压不及时,也会导致物理爆炸。液氧积存在两个阀门之间,可导致管路的猛烈破坏。如果氧气不泄出或压力不适当排除,当冷冻失效时,将导致贮箱的破坏,真空夹套贮箱中的真空失效。如果系统不能受额外负载,则会引起蒸发加速和排空系统破坏。
人员冻伤
由于液氧的沸点极低,为-183℃,当液氧发生“跑、冒、滴、漏”事故时,一旦液氧喷溅到的人的皮肤上将引起严重的冻伤事故。
氧中毒
空气中氧气约占21%。常压下,当氧的浓度超过40%时,有可能引发氧中毒,吸入40%~60%的氧浓度的混合气体时,会出现胸骨后不适感、轻咳,进而胸闷,胸骨后烧灼感和呼吸困难,咳嗽加剧;严重时发生水肿,甚至出现呼吸窘迫综合症。吸入氧浓度80%以上时,出现面部肌肉抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。长期处于氧分压60kpa~100kpa(相当于氧浓度40%)的环境下,可发生眼损害,严重者可失明。
‘叁’ 氧气的工业制法
简单的说,就是先将空气在低温的状态下液化,然后利用氮气与氧气的沸点不同来将其分离(虽然这样可能是制得的氧气不是很纯净,但是一些微量的气体不会对产物有太大的影响)。初中老师讲的。(补充一句:氮气先出来,随后留下的就是液氧啦。)
‘肆’ 氧气的实验室与工业制法
实验室可以用什么方法制备氧气?
从制备氧气的原理(一般就是指利用哪个化学反应得到所需的气体)来说,我们的课本中学习了用氯酸钾或高锰酸钾的分解反应得到氧气。这两个化学反应分别产生氧气的化学方程式是:
2KClO3MnO2=△K2MnO4+MnO2+O2 ↑
这两个反应都是固体药品(一种或加入催化剂)加热就能得到气体,所以反应都能在配有单孔橡皮塞的试管中进行,制备装置均可采用(如果药品是高锰酸钾,为防止其粉末进入导气管,在试管口内还要放一团棉花):在其他的化学教材中还经常介绍另一种用于实验室制氧气的反应:所用药品是一种叫“过氧化氢(H2O2)”物质的水溶液(俗称“双氧水”),因为过氧化氢在二氧化锰做催化剂时很容易分解出氧气,这个反应的化学方程式是:
2H2O2MnO2=2H2O+O2↑
这个反应是液体(双氧水)与固体二氧化锰接触后迅速产生氧气,不需加热,所以制备装置也要改变为(在锥形瓶中放二氧化锰固体,从长颈漏斗加入双氧水):
从以上不难总结出,实验室是依据反应物的状态、反应发生的条件来选择制备气体的装置的。在初中阶段,我们只学习这两种制备气体的装置,这就是固体加热制气体,还有就是用固体与液体接触制气体。
氧气的工业制法,它是利用氧气和氮气的(沸点)不同分离出氧气。具体步骤是:首先将空气(净化)除去杂质等,然后在(高压低温)的条件下,使空气(液化),控制温度蒸发液态氮气,沸点较低的(氮气)先蒸发出来,余下的是沸点较高的(淡蓝)色液态氧气,贮存使用。
‘伍’ 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”
‘陆’ 工业上制氧气的方法是利用液氧和液氮的______不同,______先蒸发出来,此变化属于______变化
工业制取氧气采取的是分离液态空气的方法,因为液态氮沸点低,蒸发时会先气化最后得到液态氧;这个过程中没有新的物质产生,变化类型属物理变化.
故答案为:沸点;氮气;物理
‘柒’ 工业上制取氧气,蒸发液态空气,为什么是氮气先蒸发出来
氧气的工业制法,它是利用氧气和氮气的(沸点)不同分离出氧气。具体步骤是:首先将空气(液化)除去杂质等,然后在(高压)的条件下,使空气沸腾,控制温度蒸发液态氮气,沸点较低的(液态氮)先蒸发出来,余下的是沸点较高的(蓝)色液态氧气,贮存使用。
‘捌’ 工业上制得的氧气是纯净物吗
工业上制得的氧气不是纯净物,其纯度为99.6%,未达到100%纯度。
氧气的工业制法主要采用分离液态空气法进行。在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点(‐183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
用这种方法制得的氧气称为“纯氧”,但是该纯氧的纯度约可以达到99.6%,并不到100%,即不是纯净物。
(8)工业制法是先将什么蒸发出来扩展阅读
工业上制得的氧气可用于以下途径:
1、冶炼工艺:在炼钢过程中吹以高纯度氧气,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应,可以降低钢的含碳量,还有利于清除磷、硫、硅等杂质。吹氧不但缩短了冶炼时间,同时提高了钢的质量。
2、化学工业:在生产合成氨时,氧气主要用于原料气的氧化,以强化工艺过程,提高化肥产量。再例如,重油的高温裂化,以及煤粉的气化等。
3、国防工业:液氧是现代火箭最好的助燃剂,在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂,可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性,可制作液氧炸药。
4、医疗保健:供给呼吸:用于缺氧、低氧或无氧环境,例如:潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。
5、其它方面:它本身作为助燃剂与乙炔、丙烷等可燃气体配合使用,达到焊割金属的作用,各行各业中,特别是机械企业里用途很广,作为切割之用也很方便,是首选的一种切割方法。
‘玖’ 工业制氧气的方法和原理是什么
1、分离液态空气法
在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点(‐183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
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。
2、膜分离技术
膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。
3、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。
主要用途
1、冶炼工艺:
在炼钢过程中吹以高纯度氧气,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应,这不但降低了钢的含碳量,还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度,因此,吹氧不但缩短了冶炼时间,同时提高了钢的质量。
2、化学工业:
在生产合成氨时,氧气主要用于原料气的氧化,以强化工艺过程,提高化肥产量。再例如,重油的高温裂化,以及煤粉的气化等。
3、国防工业:
液氧是现代火箭最好的助燃剂,在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂,可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性,可制作液氧炸药。