工业高纯氧气的分离方法

高纯气体对不同种类的气体有不同的纯度指标。比如对于氮气、氢气、氩气、氦气，通常是指纯度等于或高于99.999％。对于氧气来说，99.99％的纯度可以称为高纯氧；对于碳氢化合物，99.99％的纯度可以认为是高纯气体。高纯气体有广泛的用途。在半导体工业中，高纯度的氮气、氢气、氩气和氦气可以用作载气和保护气体。高纯气体可用作制备混合气体的底气。

在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点（‐183℃）低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。

空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧气和氮气的沸点不同，从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化（去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质）、然后进行压缩、冷却，使之成为液态空气。然后，利用氧和氮的沸点的不同，在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝，将氧气和氮气分离开来，得到纯氧（可以达到99.6%的纯度）和纯氮（可以达到99.9%的纯度）。如果增加一些附加装置，还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。由空气分离装置产出的氧气，经过压缩机的压缩，最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存，或通过管道直接输送到工厂、车间使用。使用这种方法生产氧气，虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术，但是产量高，每小时可以产出数千、万立方米的氧气，而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气，所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来，这种制氧方法一直得到最广泛的应用。

在工业制造中氧气是重要的助燃气体和氧化气体，在钢铁冶炼，在有色金属冶炼过程可以达到增产节能效果，在汽车和机械工业中会大量应用氧气进行金属焊接、切割可以大大提高工效。工业氧气是半导体行业不可缺少的高纯气体之一，在汽车电子工业内工业氧气还是制造半导体集成电路的氧化气体，同时高纯工业氧气还是制造光导纤维的重要气体原料，虽然都是氧气，但工业氧气和医用氧气在纯度和含水量以及卫生指标上都有很大差异。