اکسیژن مایع

اکسیژن مایع

اکسیژن عنصری است حیاتی که حجمی 21 درصدی از جو زمین را تشکیل می‌دهد. مقدار بسیار زیاد این گاز حیاتی در پوسته زمین یافت می‌شود. گاز اکسیژن علاوه بر این که برای حفظ حیات در زمین مورد نیاز است، یکی از بزرگترین گازهای صنعتی نیز محسوب می‌شود. صنایع برای استفاده از گاز اکسیژن آن را توسط فرایند برودتی به اکسیژن مایع تبدیل می‌کنند. این فرایند در سال 1930 توسط کارن فون لیند آغاز شد که هنوز در تولید صنعتی اکسیژن استفاده می‌شود.

برای اینکه بدانید چرا اصلا این گاز را به مایع تبدیل می‌کنند و اینکه این ماده چه ساختاری دارد و در چه صنایعی از این عنصر حیاتی استفاده می‌شود با پترو تامین آرشام که یکی از تامین کنندگان این گاز پرکاربرد است همراه باشید.

اکسیژن مایع چیست؟

این گاز را برای ذخیره‌سازی و حمل و نقل آسان به مایع تبدیل می‌کنند. احتمال نشت اکسیژن به شکل مایع در مقایسه با اکسیژن گازی خیلی کمتر خواهد بود. این گاز هم در حالت مایع و هم گاز به رنگ آبی کم‌رنگ است و در هر دو حالت خاصیت پارامغناطیسی بسیار قوی دارد که اگر بین قطب‌های آهن‌ربا نعلی شکل قرار بگیرد، به حالت معلق در می‌آید.

معمولا گاز‌های برودتی در دمای 90- درجه به جوش می‌آیند که مایع اکسیژن نقطه جوش 183- درجه دارد. میزان اختلاف در دمای نقطه جوش این گاز برودتی با سایر گازها به این دلیل است که اکسیژن مایع و محیط اطراف اختلاف دمای زیادی دارند. به همین دلیل در زمستان هم ایزوله‌سازی مخزن اکسیژن مایع ضروری است.

چگونه اکسیژن در هوا به مایع تبدیل می‌شود؟

از مایع سازی هوا در واحد‌های جداسازی هوا اکسیژن تولید می‌شود. تولید این مایع برای کارایی در صنعت و پزشکی به روش کرایوژنیک انجام می‌شود. روش‌های غیر برودتی نیز برای تولید این ماده وجود دارد مانند:  روش چرخش فشار که برای تولید اکسیژن به روش 93 درصد تولید می‌شود، اما این روش برای تولید اکسیژن در مقیاس بزرگ و خلوص بالا مناسب نیست.

در روش برودتی با واردکردن هوای اتمسفر به کمپرسور، آن را فشرده می‌کنند. پس از فشرده شدن ناخالصی‌ها هوا مانند: رطوبت، دی‌اکسیدکربن و هیدروکربن‌ها را جدا می‌کنند. بعد از پاک شدن هوا از ناخالصی‌ها آن را از مبدل‌های حرارتی عبور می‌دهند که بتوانند مایعات هوا را به عنوان گازهای مایع با نقطه جوش 90- درجه سانتی گراد تولید کنند.

هوا را به داخل ستون‌ تقطیر فشار بالا هدایت می‌کنند که اکسیژن را از گازهای دیگر هوا مانند: نیتروژن، آرگون و غیره جدا کنند. بعد از جدا سازی، اکسیژن در پائین ستون تقطیر به حالت مقطر تشکیل می‌شود. در این مرحله که اکسیژن مایع شکل گرفته است آن را در مخازن گازهای برودتی ذخیره می‌کنند.

ذخیره‌سازی گاز به شکل مایع بسیار مناسب است؛ زیرا حجم کمتری نسبت به حالت گازی دارند و حمل و نقل حالت مایع راحت‌تر خواهد بود. یکی‌دیگر از ویژگی‌های گاز مایع مرقون به‌صرفه بودن آن‌ها است.

مخزن اکسیژن مایع باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد؟

مخازن مایعات گازی از مواد با مقاومت بالا ساخته می‌شوند که در برابر درجه حرارت بالا و فشار شدید بتوانند مقاومت کنند. این مایع کرایوژنیک به دلیل اینکه باید از گرمای اطراف محافظت شود در ساخت مخازن این گاز از مواد تخصصی استفاده می‌شود و این مخازن سبک بوده و فضای کمی را اشغال می‌کنند.

اکسیژن مایع در صنعت چه کاربردی دارد؟

همانطور گفته شد اکسیژن را به مایع تبدیل می‌کنند که بتوانند این گاز را در حجم کمتری ذخیره کنند. نتیجه این نوع ذخیره‌سازی حمل راحت‌تری در پی خواهد داشت، اما برای استفاده در برخی صنایع، اکسیژن را به فاز گازی تبدیل می‌کنند که می‌توان به صنایع زیر اشاره کرد.

کاربرد اکسیژن مایع در فولاد

فولادسازی مدرن برای غنی سازی هوا و افزایش درجه حرارت احتراق در کوره‌های بلند و کوره‌های گرم کن در حد زیادی از اکسیژن استفاده می‌کنند. اکسیژن می‌تواند جایگزین کک و مواد قابل احتراق در این صنعت باشد و می‌توان گفت بزرگترین مصرف اکسیژن را صنعت فولاد دارد.

در فرایند ساخت فولاد، کربن به شکل ناخواسته با اکسیژن ترکیب شده و اکسیدهای کربن را تشکیل می‌دهد که به صورت گاز خارج می‌شوند. برای استفاده بیشتر از قراضه در کوره‌های قوس الکتریکی اکسیژن کابرد فوق‌العاده‌ای دارد. همچنین از این گاز برای ساخت فلزات دیگری مانند: مس، سرب و روی استفاده می‌شود.

در صنعت فولاد توسط لوله لنس که وظیفه انتقال گاز یا پوردهای مختلف به مذاب را دارد اکسیژن را به کوره‌های گرم‌کن کارخانه‌های ذوب شیشه و پشم معدنی همچنین به کوره‌های آهک و سیمان تزریق می‌کنند؛ زیرا  این کار باعث کاهش انرژی و بالا رفتن ظرفیت می‌شود.

سازندگانی که در عرصه فولاد و آهن مشغول به کار هستند از اکسیژن یا هوایی که با اکسیژن غنی شده باشد، استفاده می‌کند؛ زیرا در تصفیه و گرمایش شیمیایی در ارتباط با حذف کربن و واکنش‌‌های اکسیداسیون تاثیر بیشتری دارند. وقتی هوایی که غنی شده با اکسیژن با خلوص بالا است را جایگزین کنند باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می‌شود.

ذوب کردن فلزات در صنعت فولاد و آهن  به وسیله مشعل‌های مخصوص صورت می‌گیرد. مشعل‌های  سوخت‌اکسی سوخت و اکسیژن را در نوک مشعل مخلوط می‌کنند، بازده حرارتی بالایی تولید می‌شود. در نتیجه، احتراق سریع رخ می‌دهد.

استفاده اکسیژن در صنعت

اکسیژن یکی از صنعتی‌ترین گازها به شمار می‌رود و در صنایع مختلف کاربرد دارد از جمله:

تولید مواد شیمیایی

از اکسیژن مایع به عنوان ماده‌ای اولیه و خام در فرایند‌های اکسایش استفاده می‌شود. این فرایند‌ها شامل تولید اتیلن اکساید، پروپیلن اکساید، سنتز هیدروکربن، اتیلن دی کلراید، هیدروژن پراکساید، نیتریک اسید، وینیل کلراید و فتالیک اسید می‌شود.

معادن زغال سنگ

اکسیژن در صنعت زغال سنگ نیز کاربرد دارد. در معادن زغال سنگ مقدار زیادی از اکسیژن برای تبدیل زغال به گاز استفاده می‌شود.

پالایشگاه‌ها

در پالایشگاه‌ها از اکسیژن مایع برای غنی سازی هوای ورودی به فرایند‌ها استفاده شده که باعث افزایش ظرفیت فرایندها می‌شود. علاوه بر اینکه این گاز برای بازیابی گوگرد کاربرد دارد، در بازسازی ترک خوردگی کاتالیزورها نیز نقش مهمی را ایفا می‌کند.

فلزی

در صنایع فلزی از اکسیژن همراه با گازهای سوختی، برای برش فلز، جوشکاری، سخت شدن، پاک‌سازی شعله و ذوب استفاده می‌شود. در برش گازی برای اینکه سرعت در برش زدن بیشتر شده وکار دقیق‌تر انجام شود، بهتر است از اکسیژن با کیفیت بالا استفاده شود.

شیمیایی و نفتی

اکسیژن در صنایع شیمیایی و نفتی نقش ماده‌ای اولیه برای واکنش با مواد هیدروکربنی و تولید مواد شیمیایی مانند الکل و آلدئیدها را دارد.

خرید آکسیژن مایع

برای خرید اکسیژن مایع و مخازن ذخیره سازی مایعات کرایوژنیک می توانید با کارشناسان ما در تماس باشید