一、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,產品純度高,但能耗較大。大多數溶解乙炔生產采用此法。根據乙炔的溶解特性,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。丙酮作為一種*的溶劑,在鋼瓶內被填料吸附用于溶解和釋放乙炔,它的作用是增大鋼瓶的有效容積和降低乙炔氣的爆性能。整體硅酸鈣多孔填料的作用是均勻地吸附丙酮和阻止乙炔分解爆的傳播。推廣使用溶解乙炔氣瓶,既方便使用和提高工效,又改善環境,節約電石消耗,但應保證鋼瓶內多孔填料不受損傷或污染,丙酮溶劑的充裝量應滿足乙炔氣充裝所需要,這樣才能保證安全可靠。溶解乙炔生產充裝工藝流程是:粗乙炔氣發生后經過化學凈化,去除硫、磷等雜質,再經壓縮和干燥,充裝進入溶解乙炔氣瓶內。
二、氧氣
工業氧氣的生產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行分離精餾,制取氧氣。大型制氧機組的研究開發投用,使得制氧能耗不斷降低,并易于同時生產多種空分產品(如氮氣、 氬氣及其它惰性氣體等)。為了便于儲存和運輸, 經液化分離器分離后的液氧,用泵輸入低溫液體儲槽,再經槽車運至各深冷液化*氣體充裝站。液氮、液氬也采用此法儲存、運輸。
三、氮氣
工業氮氣的主要生產方法有空分法、變壓吸附法、膜分離法和燃燒法等。
空分法制取的氮氣純度高,能耗低。變壓吸附法制氮技術是采用碳分子篩對空氣中的組份進行選擇性吸附,將氧、氮分離制取氮氣,氮氣產品壓力高、能耗低,產品純度能達到國家標準要求:工業氮≥98.5%,純氮≥99.95%。
四、氬氣
氬氣是大氣中含量zui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。
五、二氧化碳
二氧化碳的制取方法主要有:生產石灰副產二氧化碳,釀酒發酵過程副產二氧化碳,重油、焦炭等燃燒產生二氧化碳,合成氨工業副產品二氧化碳等。目前,合成氨工業的原料大都為燃氣、煉廠氣、焦爐氣和煤,其主要成份都是由不同氫碳比的烴類和元素碳構成,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。
六、氨氣
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工序制備原料氣體。精制的混合氣體經過過濾器、冷卻器、氨分離器以及加熱器送至合成反應器經分離器分離出液氨。
七、氫氣
工業氫氣的生產方法主要有:礦物燃燒轉化制氫、水電解制氫、通過半水煤氣法制得氫。水電解制氫方法技術可靠、操作簡單、維護方便、不產生污染、制氫純度高,唯其電能消耗大,成本較高,生產發展受一定制約,主要供應氫氣純度要求高且用量不太大的用戶使用。但隨著新技術的應用,促進了水電解技術的改進,使水電解制氫技術的成本不斷降低,電耗不斷下降,有望成為“清潔能源"的zui主要生產方法。目前,正在研究開發的制氫方法有:電化學分解水制取氫氣,光催化作用制取氫氣等
八、氯氣
工業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的副產品,使之氧化而轉化為氯氣。
氧氣的某些用途
1.冶煉工藝
在煉鋼過程中吹以高純度氧氣,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反應,這不但降低了鋼的含碳量,還有利于清除磷、硫、硅等雜質。而且氧化過程中產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度,因此,吹氧不但縮短了冶煉時間,同時提高了鋼的質量。高爐煉鐵時,提高鼓風中的氧濃度可以降焦比,提高產量。在有色金屬冶煉中,采用富氧也可以縮短冶煉時間提高產量。
2.化學工業
在生產合成氨時,氧氣主要用于原料氣的氧化,例如,重油的高溫裂化,以及煤粉的氣化等,以強化工藝過程,提高化肥產量。
3.國防工業
液氧是現代火箭的助燃劑,在超音速飛機中也需要液氧作氧化劑,可燃物質浸漬液氧后具有強烈的爆性,可制作液氧藥。
4.醫療保健方面
供給呼吸:用于缺氧、低氧或無氧環境,例如:潛水作業、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫療搶救等時。
乙炔的用途:乙炔在高溫下分解為碳和氫,由此可制備乙炔炭黑。一定條件下乙炔聚合生成苯,甲苯,二甲苯,,萘,蒽,苯乙烯,茚等芳烴。通過取代反應和加成反應,可生成一系列極有價值的產品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔,進而進行加成反應得到氯丁二烯;乙炔直接水合制取乙醛;乙炔進行加成反應而制取氯乙烯;乙炔與乙酸反應制得乙酸乙烯;乙炔與反應制取丙烯腈;乙炔與氨反應生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶;乙炔與甲苯反應生成二甲笨基乙烯,進一步催化劑裂化生成三種甲基苯乙烯的異構體:乙炔與一分子甲醛縮合,與二分子甲醛縮合為丁炔二醇;乙炔與丙酮進行加成反應可制取甲基炔醇,進而反應生成異戊二烯;乙炔和一氧化碳及其他化合物(如水,醇,硫醇)等反應制取丙烯酸及其衍生物。
氮氣的用途
氮主要用于合成氨,反應式為N2+3H2=2NH3( 條件為高壓,高溫、和催化劑。反應為可逆反應)還是合成纖維(錦綸、腈綸),合成樹脂,合成橡膠等的重要原料。由于氮的化學惰性,常用作保護氣體。以防止某些物體暴露于空氣時被氧所氧化,用氮氣填充糧倉,可使糧食不霉爛、不發芽,長期保存。液氨還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫院做除斑,包,豆等的手術時常常也使用, 即將斑,包,豆等凍掉,但是容易出現疤痕,并不建議使用
氬氣的用途:
氬是目前工業上應用很廣的稀有氣體。它的性質十分不活潑,既不能燃燒,也不助燃。在飛機制造、造船、原子能工業和機械工業部門,對特殊金屬,例如鋁、鎂、銅及其合金和不銹鋼在焊接時,往往用氬作為焊接保護氣,防止焊接件被空氣氧化或氮化。
在金屬冶煉方面,氧、氬吹煉是生產鋼的重要措施,每煉1t鋼的氬氣消耗量為1~3m3。此外,對鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉,以及電子工業中也需要用氬作保護氣。
丙烷的主要用途:
用于有機合成。 可作生產乙烯和丙烯的原料或煉油工業中的溶劑;丙烷、丁烷和少量乙烷的混合物液化后可用作民用燃料,即液化石油氣。
二氧化碳的用途:
二氧化碳在焊接領域應用廣泛,如:二氧化碳氣體保護焊,是目前生產中應用zui多的方法
固態二氧化碳俗稱干冰,升華時可吸收大量熱,因而用作制冷劑,如人工降雨,也常在舞美中用于制造煙霧。
二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒,常溫下密度比空氣略大,受熱膨脹后則會聚集于上方.也常被用作滅火劑,但Mg燃燒時不能用CO2來滅火,因為:2Mg+CO2=2MgO+C(點燃)
二氧化碳是綠色植物光合作用*的原料,溫室中常用二氧化碳作肥料。