الأكسجين السائل هو غاز صناعي مهم. كيفية تصنيع الأكسجين السائل
الأكسجين السائل (LOX) هو غاز صناعي مهم يستخدم على نطاق واسع في المجالات الطبية والكيميائية والفضائية وغيرها. يتم تحضير الأكسجين السائل بشكل أساسي من خلال تقنية فصل الهواء، والعملية المحددة هي كما يلي:
1. الهواء المضغوط
أولاً، يتم سحب الهواء الموجود في الغلاف الجوي إلى الضاغط للضغط. يمكن لهذه الخطوة زيادة الضغط الجزئي لكل مكون في الهواء، والتحضير لعملية الفصل اللاحقة.
2. المعالجة المسبقة
يحتاج الهواء المضغوط إلى معالجة مسبقة لإزالة الشوائب مثل الرطوبة وثاني أكسيد الكربون. تتجمد هذه الشوائب في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، مما يؤثر على كفاءة الفصل اللاحقة. وعادةً ما يتم استخدام المواد الماصة مثل المناخل الجزيئية لإكمال هذه العملية.
3. التبريد
بعد ذلك، يتم تبريد الهواء النقي إلى درجة حرارة منخفضة للغاية. وعادة ما يتم تحقيق هذه الخطوة باستخدام مبادل حراري وموسع (أو صمام خانق). أثناء عملية التمدد، يقوم الهواء بعمل خارجي، مما يتسبب في انخفاض درجة حرارته والوصول إلى حالة درجة الحرارة المنخفضة المطلوبة.
4. الانفصال
عندما يبرد الهواء إلى ما يقرب من نقطة غليانه (حوالي -196 درجة مئوية)، تبدأ مكونات الغاز المختلفة في التسييل تدريجيًا بسبب نقاط غليانها المختلفة. تكون نقطة غليان النيتروجين أقل من نقطة غليان الأكسجين، لذلك يتحول إلى سائل قبل الأكسجين. من خلال التبخر المتكرر وتكثيف الهواء السائل من خلال برج التقطير، يمكن فصل الأكسجين بشكل فعال عن المكونات الأخرى (النيتروجين بشكل أساسي). أثناء هذه العملية، يميل الأكسجين الأثقل إلى البقاء في الأسفل، بينما يرتفع النيتروجين الأخف إلى الأعلى.
5. التجميع والتخزين
يتم بعد ذلك جمع الأكسجين السائل المنفصل وتخزينه في خزانات تخزين منخفضة الحرارة مصممة خصيصًا للحفاظ على شكله السائل. تتميز خزانات التخزين هذه عادةً بخصائص عزل جيدة لتقليل انتقال الحرارة ومنع تبخر الأكسجين السائل.
6. فحص الجودة
وأخيرًا، لضمان جودة المنتج، يحتاج الأكسجين السائل المنتج أيضًا إلى الخضوع لاختبارات جودة صارمة، بما في ذلك اختبار النقاء ومحتوى الرطوبة ومؤشرات أخرى.
يجب أن يتم تنفيذ عملية الإنتاج بأكملها بواسطة فنيين ذوي خبرة في مصنع محترف ويجب اتباع لوائح السلامة الصارمة، حيث أن الأكسجين السائل قابل للاشتعال بدرجة كبيرة وقد يؤدي التعامل غير السليم إلى نشوب حرائق أو انفجارات.
