تقطیر جزء به جزء هوا و روش های مختلف صنعتی تهیه گازها

این پست به پست  قبل مربوطه.اینجا ما با جزییات آزمایشگاهی،موارد ذکر شده در پست قبل رو بست میدیم. 

کارخانه جداسازی هوا و تولید فرم مایع آن

 در ابتدا باید مفهوم تقطیر جزء به جزء رو بررسی کنیم.اگه چند ماده با اختلاف نقطه جوش (مقدارش برابر همون نقطه میعان)رو در دستگاه تقطیر تا حد بخار شدن ماده با پایین ترین نقطه جوش گرم کنیم،ماده اول به صورت مایع جدا میشه.لحظه ای مایع شدن متوقف شد، دما رو تا نقطه جوش ماده دوم بالا میبریم و ظرف حاوی محصول رو عوض میکنیم.این کار رو تا آخرین ماده انجام میدیم.

پس کل اساس این کار، بر اختلاف نقطه جوش انجام میشه. 

و میرسیم به هوا، بررسی میکنیم که به جز نیتروژن و اکسیژن، چه مواد دیگری توی هوا پیدا می شه:

به جز موارد بالا،گرد و خاک و بخار آب  هم اضافه کنید.(درصد بخار آب توی شهر های مختلف متفاوته.همونطور که میدونید،توی شهر های شرجی بیشتره و میتونه روی واکنش های شیمیایی و آزمایشات فیزیکی مثل تخلیه بار و ... تاثیر بذاره.)

برای شروع، گرد و خاک با فیلتر جدا میشه.بخار آب هم با سرد کردن تا دمای چند درجه زیر صفر یا با استفاده از ژل سیلیسی(همون دونه های شفاف که توی یه پاکت کاغذی توی کیف و کفش و ... میذارن)جدا میشه.

اعمال فشار تا 100ATM مرحله بعدیه.

حالا به جدول زیر دقت کنید:

دما های این جدول رو برای هوا با روش جزء به جزء مقایسه کنید.

ما کاری به CO2 و بقیه مقادیر ناچیز نداریم. پس اول  گاز آرگون،سپس اکسیژن و در نهایت نیتروژن جدا میشه.(البته گفتیم برای تقطیر جزء به جزء، از دما های جوش پایین تر به بالا تر میریم.اما برای نقاط جوش منفی،این مسئله برعکس میشه.یا میشه گفت به همون توصیه اول عمل کنید،ولی برای دما از قدرمطلق استفاده کنید.)

.............

تهیه گاز هیدروژن :همون روش توی پست قبل،تجزیه آب.

میتونید از برق 12V استفاده کنید.مقداری KOH به سرعت واکنش کمک میکنه.جایی دیدم که از آند و کاتد استیل استفاده میکرد،بدون اینکه اتصالی پیش بیاد.از این بابت مطمئن نیستم ،خودم امتحان نکردم،زیاد هم از این مسائل برق سر در نمیارم که آیا اتصالی میکنه یا نه.

گاز رو متراکم میکنیم و طبق جدول فوق،تا منفی 257/9 سرد میکنیم.

با توجه به هزینه تجزیه برق و دمای بسیار پایین،مایع کردن هیدروژن خیلی گرون تر از هوای عادی در میاد.(ولی به نظر من ارزشش رو داره، هیدروژن واقعا گاز پرکاربردیه.)

البته من توی تاپیک نوشتم تهیه صنعتی، روش های زیادی برای تهیه هیدروژن وجود داره، یکیش روش گرماییه،دومی هم از بخار هیدروکربن ها (Stream reforming from hydrocarbons) هست.