A. 工业中常用气体分离方法和原理
常用工业气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳、液氨、液氯、乙炔气、氢气等。工业气体的生产方法较多,现择要简介一些常见的生产方法。
一、氧气
工业氧气的生产方法主要有空气液化分离精馏法( 简称空分法)、水电解法和变压吸附法等。 空分法生产氧气的工艺流程大体是:吸收空气→二氧化碳吸收塔→压缩机→冷却器→干燥器→冷冻机→液化分离器→油分离器→气体储槽→氧气压缩机→气体充装。其基本原理是将空气液化后,利用空气中各组份沸点的不同在液化分离器进行分离精馏,制取氧气。大型制氧机组的研究开发投用,使得制氧能耗不断降低,并易于同时生产多种空分产品(如氮气、 氩气及其它惰性气体等)。为了便于储存和运输, 经液化分离器分离后的液氧,用泵输入低温液体储槽,再经槽车运至各深冷液化永久气体充装站。液氮、液氩也采用此法储存、运输。
二、氮气
工业氮气的主要生产方法有空分法、变压吸附法、膜分离法和燃烧法等。
空分法制取的氮气纯度高,能耗低。变压吸附法制氮技术是采用5A碳分子筛对空气中的组份进行选择性吸附,将氧、氮分离制取氮气,氮气产品压力高、能耗低,产品纯度能达到国家标准要求:工业氮≥98.5%,纯氮≥99.95%。
三、氩气
氩气是大气中含量最多的惰性气体,其制取方法主要有空分法。在制氧工艺中,将沸点为-185.9℃左右的馏分从液化分离器中分出即得液氩。
四、二氧化碳
二氧化碳的制取方法主要有:生产石灰副产二氧化碳,酿酒发酵过程副产二氧化碳,重油、焦炭等燃烧产生二氧化碳,合成氨工业副产品二氧化碳等。目前,合成氨工业的原料大都为燃气、炼厂气、焦炉气和煤,其主要成份都是由不同氢碳比的烃类和元素碳构成,在高温下与水蒸汽作用生成以氢气和一氧化碳为主体的合成气,一氧化碳经变换成为二氧化碳。二氧化碳的提纯方法有:吸收法、变压吸附法、吸附精馏法和膜分离法。
五、氨气
氨的制取方法主要采用直接合成法。合成氨工艺流程是:在水煤气发生炉中往红热的焦炭上吹入空气和水蒸气,先得到氮气、氢气混合气体,然后用洗涤热交换、凝缩二氧化碳和吸收二氧化碳等生产工序制备原料气体。精制的混合气体经过过滤器、冷却器、氨分离器以及加热器送至合成反应器经分离器分离出液氨。
六、氯气
工业上用的氯气主要制取方法是电解饱和食盐水。纯度较高的氯气由电解熔融氯化物制备活泼金属时取得。利用空气或氧气可催化有机合成工业的副产品氯化氢,使之氧化而转化为氯气。
七、乙炔气
乙炔的制取方法主要有电石水解法、甲烷或烃类的高温燃烧裂解法和等离子体裂解法。电石水解法工艺流程短,产品纯度高,但能耗较大。大多数溶解乙炔生产采用此法。根据乙炔的溶解特性,将乙炔气压缩充入溶剂中,并被储存在充满多孔填料的钢瓶内。丙酮作为一种极好的溶剂,在钢瓶内被填料吸附用于溶解和释放乙炔,它的作用是增大钢瓶的有效容积和降低乙炔气的爆炸性能。整体硅酸钙多孔填料的作用是均匀地吸附丙酮和阻止乙炔分解爆炸的传播。推广使用溶解乙炔气瓶,既方便使用和提高工效,又改善环境,节约电石消耗,但应保证钢瓶内多孔填料不受损伤或污染,丙酮溶剂的充装量应满足乙炔气充装所需要,这样才能保证安全可靠。溶解乙炔生产充装工艺流程是:粗乙炔气发生后经过化学净化,去除硫、磷等杂质,再经压缩和干燥,充装进入溶解乙炔气瓶内。
八、氢气
工业氢气的生产方法主要有:矿物燃烧转化制氢、水电解制氢、通过半水煤气法制得氢。水电解制氢方法技术可靠、操作简单、维护方便、不产生污染、制氢纯度高,唯其电能消耗大,成本较高,生产发展受一定制约,主要供应氢气纯度要求高且用量不太大的用户使用。但随着新技术的应用,促进了水电解技术的改进,使水电解制氢技术的成本不断降低,电耗不断下降,有望成为“清洁能源”的最主要生产方法。目前,正在研究开发的制氢方法有:电化学分解水制取氢气,光催化作用制取氢气等。
B. 一吨液氩折合多少立方米氩气
在标况下,一吨液氩折合560立方米氩气。
计算方法如下:
氩是原子量是40,氩气是单原子气体。
1000000÷40=25000(摩尔)
在标况下,1摩尔任何气体体积约22.4升,约0.0224立方米
25000×0.0224=560(立方米)
(2)液氩检测方法扩展阅读:
氩,非金属元素,元素符号Ar。氩是单原子分子,单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个,由于在自然界中含量很多,氩是目前最早发现的稀有气体。化学性极不活泼,但是已制得其化合物——氟氩化氢。氩不能燃烧,也不能助燃。氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体,即氩弧焊。
标况:标准状况的简称。简称为STP。通常指温度为0℃(273.15k)和压强为101.325千帕(1标准大气压,760毫米汞柱)的情况,使在比较气体体积时有统一的标准。气体的密度,除了特别说明的以外,都是指在标况下说的。
在标况下,1mol任何气体(也可以是混合物)的体积都是22.4升。
C. 低温液氩贮罐
降低液态氩气贮罐的外部温度。
D. 一立方液氩等于多少吨
一立方液氩等于1.234-1.394吨(不同压力下)
在标况下,一吨液氩折合560立方米氩气。
计算方法如下:
氩是原子量是40,氩气是单原子气体。
1000000÷40=25000(摩尔)
在标况下,1摩尔任何气体体积约22.4升,约0.0224立方米
25000×0.0224=560(立方米)
(4)液氩检测方法扩展阅读:
化学性质
元素性质数据
化学元素周期表零族(类)主族元素,符号Ar或A,原子序数18。化学性质极不活跃,一般不生成化合物,但可与水、氢醌等形成笼状化合物。
氩的化学性质极其稳定,一般不与其它元素化合。
至今仅在极端条件下制得唯一的氩化合物氟氩化氢(HArF)。这个氟、氢和氩的化合物在-265℃才能保持稳定。此外,氩还可以作为客体分子,与水形成包合物。除了以上基态的物质外,已经发现含氩的离子和激发态配合物(像ArH和ArF),而根据理论计算显示氩应该可以形成在室温下稳定的化合物,虽然还没有发现它们存在的线索。
此外,2003年时有媒体报道ArF2的存在,但尚未证实。
E. 有谁知道标准物质(直读光谱仪的标准样品、硬度计的标准块)的期间核查方法,氩气的验收方法
标准物质和标准块一般是看有没有证书就可以了,就是你想检测也检测不了,如果要验收的话你必须有更高的标准,如果一定要检测的话可以考虑使用对比的方法,本人也曾经碰到过标样不准的情况,从其他单位借几个同牌号不同生产厂,在同一台直读上打一下就能看出来准不准了。
氩气应该是有专用仪器的,但是你也不可能为了一瓶气去花钱买台设备。不过只要直读能正常激发,打出来的点不是白点一般就没有问题
F. 液氮液氩的性质
液氮
第一部分:化学品名称
化学品中文名称: 液氮
化学品英文名称: Liquid nitrogen
中文名称2:
英文名称2:
技术说明书编码: 84
CAS No.: 7727-37-9
分子式: N2
分子量: 28.01
第二部分:成分/组成信息
有害物成分 含量 CAS No.
液氮 ≥99.5% 7727-37-9
第三部分:危险性概述
危险性类别:
侵入途径:
健康危害: 皮肤接触液氮可致冻伤。如在常压下汽化产生的氮气过量,可使空气中氧分压下降,引起缺氧窒息。
环境危害:
燃爆危险: 本品不燃,具窒息性。
第四部分:急救措施 回目录
皮肤接触: 若有冻伤,就医治疗。
眼睛接触:
吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:
第五部分:消防措施
危险特性: 若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物: 氮气。
灭火方法: 本品不燃。用雾状水保持火场中容器冷却。可用雾状水喷淋加速液氮蒸发,但不可使水枪射至液氮。
第六部分:泄漏应急处理
应急处理: 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防寒服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止气体在低凹处积聚,遇点火源着火爆炸。用排风机将漏出气送至空旷处。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
第七部分:操作处置与储存
操作注意事项: 密闭操作。密闭操作,提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员穿防寒服,戴防寒手套。防止气体泄漏到工作场所空气中。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。
储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。库温不宜超过30℃。储区应备有泄漏应急处理设备。
第八部分:接触控制/个体防护
职业接触限值
中国MAC(mg/m3): 未制定标准
前苏联MAC(mg/m3): 未制定标准
TLVTN: 未制定标准
TLVWN: 未制定标准
监测方法:
工程控制: 密闭操作。提供良好的自然通风条件。
呼吸系统防护: 一般不需特殊防护。但当作业场所空气中氧气浓度低于18%时,必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。
眼睛防护: 戴安全防护面罩。
身体防护: 穿防寒服。
手防护: 戴防寒手套。
其他防护: 避免高浓度吸入。防止冻伤。
第九部分:理化特性
主要成分: 含量:高纯氮≥99.999%;工业级 一级≥99.5%; 二级≥98.5%。
外观与性状: 压缩液体,无色无臭。
pH:
熔点(℃): -209.8
沸点(℃): -195.6
相对密度(水=1): 0.81(-196℃)
相对蒸气密度(空气=1): 0.97
饱和蒸气压(kPa): 1026.42(-173℃)
燃烧热(kJ/mol): 无意义
临界温度(℃): -147
临界压力(MPa): 3.40
辛醇/水分配系数的对数值: 无资料
闪点(℃): 无意义
引燃温度(℃): 无意义
爆炸上限%(V/V): 无意义
爆炸下限%(V/V): 无意义
溶解性: 微溶于水、乙醇。
主要用途: 用作致冷剂等。
其它理化性质:
第十部分:稳定性和反应活性
稳定性:
禁配物:
避免接触的条件:
聚合危害:
分解产物:
第十一部分:毒理学资料
急性毒性: LD50:无资料
LC50:无资料
亚急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突变性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生态学资料
生态毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物积累性:
其它有害作用: 无资料。
第十三部分:废弃处置
废弃物性质:
废弃处置方法: 处置前应参阅国家和地方有关法规。废气直接排入大气。
废弃注意事项:
第十四部分:运输信息
危险货物编号: 22006
UN编号: 1977
包装标志:
包装类别: Z01
包装方法: 无资料。
运输注意事项: 铁路暂不办理运输。采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。
第十五部分:法规信息
法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.2 类不燃气体。
液氩没找到
G. 液氩的符号
(1)氩是稀有气体元素,由稀有气体元素组成的单质是单原子分子,所以氩气的化学式就是表示氩元素的元素符号,即:Ar.
(2)钠离子核内有11个质子,核外有两个电子层,第一层两个电子,第二层八个电子,故其图示为:
H. 杜瓦罐需要特种设备检测吗,就是装液氩的罐体,好像说是焊接绝热气瓶,不需要,但是有什么依据呢
杜瓦罐必须定期的检验,主要是真空度的检测。杜瓦罐和低温储罐是一个性质的。所以不要忽略了。
I. 氩气是干什么用的
氩气的主要用途:
一、保护气体
用作电弧焊接(切割)不锈钢、镁、铝、和其它合金的保护气体。热处理工艺也用于代替氮气和氨气,效果更是超过氮气和氨气,不锈钢热处理时采用氩气保护折弯效果更好不易断裂。
二、照明
还用于钢铁、铝、钛和锆的冶炼中。放电时氩发出紫色辉光,又用于照明技术和填充日光灯、光电管、照明管等。
三、酿酒保护
在酿酒的过程中,啤酒桶里的填充物,它可以把氧气置换,以避免啤酒桶里的原料被氧化成乙酸。
氩是目前工业上应用很广的稀有气体。它的性质十分不活泼,既不能燃烧,也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门,对特殊金属,例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接时,往往用氩作为焊接保护气,防止焊接件被空气氧化或氮化。
在金属冶炼方面,氧、氩吹炼是生产优质钢的重要措施,每炼1t钢的氩气消耗量为1~3m3。此外,对钛、锆、锗等特殊金属的冶炼,以及电子工业中也需要用氩作保护气。
在空气中含有的0.932%的氩,沸点在氧、氮之间,在空分装置上塔的中部含量最高,叫氩馏分。在分离氧、氮的同时,将氩馏分抽出,进一步分离提纯,也可得到氩副产品。对全低压空分装置,一般可将加工空气中30%~35%的氩作为产品获得(最新流程已可将氩的提取率提高到80%以上)。
对中压空分装置,由于膨胀空气进下塔,不影响上塔的精馏过程,氩的提取率可达60%左右。但是,小型空分装置总的加工空气量少,所能生产的氩气量有限,是否需要配置提氩装置,要视具体情况确定。
氩气为惰性气体,对人体无直接危害。但是,如果工业使用后,产生的废气则对人体危害很大,会造成矽肺、眼部损坏等情况。
虽然是惰性气体,同时也是窒息性气体,大量吸入会产生窒息。生产场所要通风,并且,从事与氩气有关的技术人员,每年定期进行职业病体检,确保身体健康。
氩本身无毒,但在高浓度时有窒息作用。当空气中氩气浓度高于33%时就有窒息的危险。当氩气浓度超过50%时,出现严重症状,浓度达到75%以上时,能在数分钟内死亡。液氩可以伤皮肤,眼部接触可引起炎症
(9)液氩检测方法扩展阅读:
急救处理
一:切断气源,迅速撤离泄漏污染区,处理泄漏事故人员戴自给正压式呼吸器,处理液氩应配带防冻护具。若气瓶泄漏而无法堵漏时,将气瓶移至空旷安全处放。
二、防护措施呼吸系统防护:一般不需特殊防护。但当作业场所空气中氧气浓度低于18%时,必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具
储存注意
储存于通风库房,远离火种、热源;气瓶应有防倒措施。大于10立方米低温液体储槽不能放在室内。瓶装气体产品为高压充装气体,使用时应经减压降压后方可使用。包装的气瓶上均有使用的年限,凡到期的气瓶必须送往有部门进行安全检验,方能继续使用。
每瓶气体在使用到尾气时,应保留瓶内余压在0.5MPa,最小不得低于0.25MPa余压,应将瓶阀关闭,以保证气体质量和使用安全。
瓶装气体产品在运输储存、使用时都应分类堆放,严禁可燃气体与助燃气体堆放在一起,不准靠近明火和热源,应做到勿近火、勿沾油腊、勿爆晒、勿重抛、勿撞击,严禁在气瓶身上进行引弧或电弧,严禁野蛮装卸。
消防注意
灭火方法:本品不燃。切断气源。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处
贮运注意事项
在贮运过程中轻装轻卸,严防碰损,防止高温。氩气没有腐蚀性,在常温下可使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、等通用金属材料及一般的塑性材料和弹性材料。在低温下常用聚四氟乙烯和聚三氟氯化乙烯聚合体来作垫圈、隔膜等。
氩本身无毒,但在高浓度时有窒息作用。当空气中氩气浓度高于33%时,即氧气浓度比平时减少 2/3以下时,就有窒息的危险。当氩气浓度超过50% 时,出现严重症状,浓度达75%以上时,能在数分钟内死亡。
窒息症状表现为,最初出现呼吸加快,注意力减退,肌肉运动失调,继而出现判断力下降,失去所有感觉,情绪不稳,全身疲乏,进而出现恶心、呕吐、衰弱、意识丧失、痊孪、昏睡,以致死亡。液态氩溅入眼内可引起炎症,触及皮肤可引起冻伤。氩气可用玻璃瓶或钢瓶贮装。