Течни кисеоник

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Расхлађени резервоар за складиштење течног кисеоника

Течни кисеоник је расхлађени течни оксидирајући гас под притиском који има широку примену у медицини, индустрији, ратном вазухопловству, космонаутици итд. Како може да изазове или подстакне ватру јер је оксидујуће средство (оксидирајући гас категорије 1, H270,[1]), и експлозију ако се изложи топлоти јер се складишти под притиском (гас под притиском H280.[1]), не сме се излагати топлоти и мора се складиштити даље од масних и запаљивих материјала.

Историјат[уреди]

  • 1845. године Мајкл Фарадеј (1791—1867) енглески физичар и хемичар који се бавио и хемијом, открио је нове супстанце, оксидационе бројеве, али и начин како гасове претворити у течност. Такође је открио законе електролизе и увео појмове анода, катода, електрода и јон.[2]
  • 1877. године, Louis Paul Cailletet (1832-1913) у Француској, и Raoul Pictet (1846-1929) у Швајцарској, независно један од другог, на различите начине, добили неколико капи течног кисеоника.
  • 1883. године пољски професори Краковског Универзитета Сигисмунд Врублевски и Карол Олсзевски по први пут су успели да да добију прве мерљиве количине течног кисеоника.

Физичко хемијске карактеристике[уреди]

Кисеоник је гас неопходан за одржавање живота преко процеса дисања, и зато је у природи друга компонента по количини у атмосферском ваздуху, са 20,8%.

Течни кисеоник је гас бледо плаве боје изузетно ниске хладноће. Иако незапаљив, кисеоник је јак оксидант, који реагује са скоро свим органским материјалима и металима, и у међусобној реакцији са оксидирајућим средствима обично формира оксиде. Материјали који сагоревају у ваздуху у присуству кисеоника горе енергичније (бурније).

Течни кисеоник је криогени течност. Криогена течност има нормалну тачку кључања испод – 130.4°F (– 90°C), док течни кисеоник има тачку кључања од – 297.4°F (–183.0°C).

Физичке и хемијске особине течног кисеоника

Молекуларна формула О2
Молекуларна тежина 31.999
Тачка кључања на 1 атм – 297.4°F (–183.0°C)
Тачка замрзавање на 1 атм – 361.9°F (–218.8°C)
Критична температура – 181.8°F (–118.4°C)
Критични притисак 729.1 psia (49.6 atm)
Густина, течни на BP, 1 atm 71.23 lb/scf (1141 kg/m3)
Густина, гас на 68°F (20°C), 1 atm 0.0831 lb/scf (1.33 kg/m3)
Специфична тежина, гас (ваздух = 1) 68°F (20°C), 1 atm 1.11
Специфична тежина, течни (вода = 1) на 68°F (20°C), 1 atm 1.14
Специфични волуме на 68°F (20°C), 1 atm 12.08 scf/lb (0.754 m3/Kg)
Латентна топлота испаравања на BP 91.7 Btu/lb (213 Kj/Kg)
Проширење однос, течност на гас, BP to 68°F (20°C) 1 до 860
Растворљивост у води на 77°F (25°C), 1 atm 3.16% по запремини

Производња[уреди]

Постројења за прозводњу течног кисеоника

Кисеоник се произведи разлагањем атмосферског ваздуха у специјалним јединицама (АСУ) у којима се одваја континуираном криогенском дестилацијом. Кисеоник се затим складишти као криогена течност.

Даљи процес производње течног кисеоника наставља се у специјалним АСУ јединицама сабијањем гаса у гасним компресором на улазу у резервоаре у којима се врши складиштење гаса. Сабијени гас се потом шаље у систем за пречишћавање у коме се уклања влага, угљен-диоксид, и угљоводоници. Ваздух затим пролази кроз измењиваче топлоте у коме се врши његово хлађена до криогени температура. Потом, улази у дестилациону колону високог притиска у којој се физички одвоја азот у парном облику на врху колоне за дестилацију а течна форма „сировог” кисеоника (~ 90% О2) која остаје на дну се одваја и складишти.

Овако добијени „сирови” течни кисеоник се потом повлачи из колона високог и шање у колоне ниског притиска, где се процесом дестилације пречишћава све док не достигне захтеване карактеристике. Течност кисеоник се потом складишти у криогеним резервоарима.

Кисеоник се такође може произвести и некриогеним селективним апсорпционим процесом за производњу гасних производа.

Примена[уреди]

Означавање судова за течни кисоник посебним (међународним) налепницама упозорења

Течни кисоеник се користи:

  • У медицини за дисање (тамо где недостаје) у болницама или за лечење у хипербаричним коморама.[3]
  • У ваздухопловству, космонаутици.[4]
  • У војсци као ракетно гориво у потисним системима пројектила и ракета и експлозивима..
  • У индустрији као оксидационо средство у производњи гвожђа и челика или заједно са ацетиленом за сечење метала, заваривање, каљење, чишћење и топљење метала.
  • У енергетици за уштеде горива и енергије и нижу укупну емисију штетних гасова.

Мере заштите[уреди]

Опрема која се користи у експлоатацији кисеоника мора да задовољи строге захтеве чистоће, а системи у којима се он примењује морају бити израђени од материјала који имају високе температурне тачке паљења, отпорниост на хладноћу и да хемијски не реагују у каонтакту са кисеоником под радним условима.

У том смислу судови за складиштење кисеоника треба да буду произведени у складу са законом предвиђеним стандардима и да су издржљиви на промене температуре и притиске.

Извори[уреди]

  1. 1,0 1,1 Pravilniku o klasifikaciji, pakovanju, obeležavanju i oglašavanju hemikalijei određenog proizvoda u skladu sa DSD/DPD sistemom (Sl.glasnik RS br.59/10, 25/11 i 5/12)
  2. ^ „Top Freon Gas Supplier”. Приступљено 12. 10. 2016. 
  3. ^ Hida W, Sakurai M, Okabe S, Hajime, Kurosawa, Kikuchi Y, Takishima T. Nihon Kyobu Shikkan Gakkai Zasshi. Home oxygen therapy using liquid oxygen system. 1992 Dec; 30 Suppl:164-8.
  4. ^ „Combination of liquid hydrogen and liquid oxygen”. Space Exploration. 

Спољашње везе[уреди]