[化工知识]：氧气制取的工业原理与技术进展

阅读： 601 时间：13月前 来源：化易天下

随着现代工业的发展，越来越多的行业需要用到氧气，而氧气制备的方法也在不断地更新和完善。本文将从氧气制备的基本原理、工业上的具体应用和当前的技术进展等方面进行展开，为你详细介绍氧气制取的工业原理与技术进展。

一、氧气制备的基本原理

目前，工业制备氧气主要采用的是两种方法：一种是分子筛吸附法，另一种是低温分馏法。

1.分子筛吸附法

分子筛吸附法是工业上较为普遍的一种方法，它是利用空气中氮气和氧气分子的大小不同，在经过特定的分子筛时，可以实现对氮气和氧气的分离。

具体过程是：将空气通过分子筛通道，在分子筛的特殊结构中，氮气分子的直径比氧气分子大，会在分子筛中被吸收，而氧气分子不会被吸附，逐渐被分离出来，形成高浓度的氧气。

2.低温分馏法

低温分馏法主要是通过物质在不同温度下的沸点的差异实现对氧气和氮气的分离。

具体过程是：将空气先经过空气预冷器进行降温，再经过精馏塔，在塔内依次将空气加热，然后冷却。在这个过程中，氮气沸点低且在较低温度下就可能液化，而氧气沸点较高，需要在更高的温度下才能液化，所以通过不断升高温度，可以分离出高浓度的氧气。

二、工业上的具体应用

氧气在工业上应用广泛，从钢铁、石化、能源等传统行业到医疗、环保、食品等新兴领域均离不开氧气的应用。

1.钢铁行业

钢铁行业是氧气应用最广泛的行业之一，氧气可以被用来取代空气作为高炉燃烧过程中的氧化剂。由此，不仅可以提高高炉温度，还可以增加渗碳速度，促进钢的形成，提高炉渣的含碳量等。

2.石化行业

在石化生产过程中，氧气被广泛用于氧化还原反应、蒸汽重整等过程中。氧化还原反应可以将石油等原料转化为有机化合物，并产生热能；蒸汽重整则是将液态烃分通过加热和蒸汽催化剂反应产生氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等物质。

3.医疗行业

在医疗行业中，常见的应用场景包括呼吸机、氧气吸入等。其中，呼吸机是一种能够将空气转化为含氧气的呼吸辅助器，可以帮助人体维持氧气含量，缓解呼吸困难的症状，提高患者生命质量。

三、当前的技术进展

当前，工业上对于氧气制备技术不断进行着研发和创新，其中一些技术进展如下：

1.高温固态氧化技术

高温固态氧化技术是一种目前正在研发的新技术，它可以利用固体材料的氧离子传输和氧离子电导性能来制备氧气。

2.分子泵质谱法

分子泵质谱法是一种新型的氧气制备方式，它是在高真空条件下，通过分子泵将空气组分与氧气组分分离，并利用质谱仪进行准确检测和分析。

氧气制备的工业原理与技术进展日趋多样化和高效化，不断为工业生产和生命健康等领域的发展提供强有力支持。随着技术的不断创新和完善，氧气制备技术也将会更加多元化和可持续化。