一、常用工業(yè)氣體生產(chǎn)流程

1、氧氣

工業(yè)氧氣的生產(chǎn)方法主要有空氣液化分離精餾法(簡稱空分法)、水電解法和變壓吸附法等。

空分法生產(chǎn)氧氣的工藝流程大體是：吸收空氣→二氧化碳吸收塔→壓縮機→冷卻器→干燥器→冷凍機→液化分離器→油分離器→氣體儲槽→氧氣壓縮機→氣體充裝。其基本原理是將空氣液化后，利用空氣中各組份沸點的不同在液化分離器進(jìn)行分離精餾，制取氧氣。大型制氧機組的研究開發(fā)投用，使得制氧能耗不斷降低，并易于同時生產(chǎn)多種空分產(chǎn)品(如氮氣、氬氣及其它惰性氣體等)。為了便于儲存和運輸，經(jīng)液化分離器分離后的液氧，用泵輸入低溫液體儲槽，再經(jīng)槽車運至各深冷液化永久氣體充裝站。液氮、液氬也采用此法儲存、運輸。

2、氮氣

工業(yè)氮氣的主要生產(chǎn)方法有空分法、變壓吸附法、膜分離法和燃燒法等?？辗址ㄖ迫〉牡獨饧兌雀?，能耗低。變壓吸附法制氮技術(shù)是采用5A碳分子篩對空氣中的組份進(jìn)行選擇性吸附，將氧、氮分離制取氮氣，氮氣產(chǎn)品壓力高、能耗低，產(chǎn)品純度能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求：工業(yè)氮≥98.5%，純氮≥99.95%。

3、氬氣

氬氣是大氣中含量最多的惰性氣體，其制取方法主要有空分法。在制氧工藝中，將沸點為-185.9℃左右的餾分從液化分離器中分出即得液氬。

4、二氧化碳

二氧化碳的制取方法主要有：生產(chǎn)石灰副產(chǎn)二氧化碳，釀酒發(fā)酵過程副產(chǎn)二氧化碳，重油、焦炭等燃燒產(chǎn)生二氧化碳，合成氨工業(yè)副產(chǎn)品二氧化碳等。目前，合成氨工業(yè)的原料大都為燃?xì)?、煉廠氣、焦?fàn)t氣和煤，其主要成份都是由不同氫碳比的烴類和元素碳構(gòu)成，在高溫下與水蒸汽作用生成以氫氣和一氧化碳為主體的合成氣，一氧化碳經(jīng)變換成為二氧化碳。二氧化碳的提純方法有：吸收法、變壓吸附法、吸附精餾法和膜分離法。

5、氨氣

工業(yè)氣體氨的制取方法主要采用直接合成法。合成氨工藝流程是：在水煤氣發(fā)生爐中往紅熱的焦炭上吹入空氣和水蒸氣，先得到氮氣、氫氣混合氣體，然后用洗滌熱交換、凝縮二氧化碳和吸收二氧化碳等生產(chǎn)工序制備原料氣體。精制的混合氣體經(jīng)過過濾器、冷卻器、氨分離器以及加熱器送至合成反應(yīng)器經(jīng)分離器分離出液氨。

6、氯氣

工業(yè)上用的氯氣主要制取方法是電解飽和食鹽水。純度較高的氯氣由電解熔融氯化物制備活潑金屬時取得。利用空氣或氧氣可催化有機合成工業(yè)的副產(chǎn)品氯化氫，使之氧化而轉(zhuǎn)化為氯氣。

7、乙炔氣

乙炔的制取方法主要有電石水解法、甲烷或烴類的高溫燃燒裂解法和等離子體裂解法。電石水解法工藝流程短，產(chǎn)品純度高，但能耗較大。大多數(shù)溶解乙炔生產(chǎn)采用此法。根據(jù)乙炔的溶解特性，將乙炔氣壓縮充入溶劑中，并被儲存在充滿多孔填料的鋼瓶內(nèi)。溶解乙炔生產(chǎn)充裝工藝流程是：粗乙炔氣發(fā)生后經(jīng)過化學(xué)凈化，去除硫、磷等雜質(zhì)，再經(jīng)壓縮和干燥，充裝進(jìn)入溶解乙炔氣瓶內(nèi)。

8、氫氣

工業(yè)氫氣的生產(chǎn)方法主要有：礦物燃燒轉(zhuǎn)化制氫、水電解制氫、通過半水煤氣法制得氫。水電解制氫方法技術(shù)可靠、操作簡單、維護方便、不產(chǎn)生污染、制氫純度高，唯其電能消耗大，成本較高，生產(chǎn)發(fā)展受一定制約，主要供應(yīng)氫氣純度要求高且用量不太大的用戶使用。但隨著新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了水電解技術(shù)的改進(jìn)，使水電解制氫技術(shù)的成本不斷降低，電耗不斷下降，有望成為“清潔能源”的最主要生產(chǎn)方法。目前，正在研究開發(fā)的制氫方法有：電化學(xué)分解水制取氫氣，光催化作用制取氫氣等。

二、空氣分離的三種方法

空氣分離3種技術(shù)方法是吸附法、膜分離法及低溫法。目前工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的就是低溫空氣分離技術(shù)。

1、吸附法

利用分子篩對不同分子的選擇吸附性能來達(dá)到最終分離目的，該技術(shù)流程簡單，操作方便，運行成本低，但獲得高純度產(chǎn)品較為困難，而且裝置容量有限，所以該技術(shù)有其局限的應(yīng)用范圍。

2、膜分離法

利用膜滲透技術(shù)，利用氧、氮通過膜的速率的不同，實現(xiàn)兩種組分的粗分離。這種方法裝置更為簡單，操作方便，投資小但產(chǎn)品只能達(dá)到28% --35%的富氧空氣，且規(guī)模只宜中小型化，只適用于富氧燃燒及醫(yī)療保健領(lǐng)域應(yīng)用。

3、低溫法

利用空氣中各組分沸點的不同，通過一系列的工藝過程，將空氣液化，并通過精餾來達(dá)到不同組分分離的方法。這種方法較前兩種方法可實現(xiàn)空氣組分的全分離、產(chǎn)品精純化、裝置大型化、狀態(tài)雙元化(液態(tài)及氣態(tài))，故在生產(chǎn)裝置工業(yè)化方面占據(jù)主導(dǎo)地位。和傳統(tǒng)的分離相比，這些氣體的分離需在100K以下的低溫環(huán)境下才能實現(xiàn)，所以稱之為低溫法(或深冷法)。