Кислород – это газ без цвета, вкуса и запаха, необходимый для горения, дыхания и многих химических реакций. Технический газообразный кислород широко используется в промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Давайте разберемся, что это за газ, какие у него характеристики и где он применяется.
1. Определение технического газообразного кислорода
Технический газообразный кислород – это продукт разделения воздуха, получаемый методом низкотемпературной ректификации или электролиза воды, содержащий не менее 99,5% кислорода по объему.
Он выпускается в виде сжатого газа в стальных баллонах под высоким давлением. Технический кислород относится к промышленным газам и используется для технологических целей, в отличие от медицинского кислорода, предназначенного для медицины.
2. Нормативные документы, регламентирующие производство технического кислорода
Основным документом, устанавливающим требования к качеству технического газообразного кислорода, является ГОСТ 5583-78 «Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия».
В этом ГОСТе прописаны:
- требования к сырью и материалам для производства кислорода;
- правила приемки продукции;
- методы контроля качества;
- требования к маркировке и упаковке;
- правила транспортировки и хранения.
Для контроля качества технического кислорода используют стандартные методы химического анализа в соответствии с ГОСТ 5583-78.
3. Требования к качеству технического кислорода
Кислород технический должен соответствовать следующим требованиям:
- содержание основного вещества (O2) - не менее 99,5% об.;
- отсутствие механических примесей и воды;
- точка росы при давлении 0,101 МПа (1 атм) - не выше минус 55°С;
- запах - не нормируется.
Технический кислород выпускается двух сортов:
- 1 сорт - содержание O2 не менее 99,7% об.;
- 2 сорт - содержание O2 не менее 99,5% об.
| Показатель | Технический O2 1 сорт | Технический O2 2 сорт |
| Содержание O2, % об. | ≥ 99,7 | ≥ 99,5 |
Качество технического кислорода контролируется на всех этапах:
- при отборе проб;
- перед отправкой потребителю;
- в процессе транспортировки и хранения.
4. Производство технического кислорода
Существует два основных способа получения технического газообразного кислорода:
- Методом низкотемпературной ректификации атмосферного воздуха. Этот способ основан на разной температуре кипения азота (-195,8°C) и кислорода (-183°C).
- Методом электролиза воды, основанный на разложении воды на водород и кислород под действием электрического тока.
По ГОСТу 5583-78 технический кислород можно получать обоими методами, а медицинский - только методом ректификации воздуха.
Технологическая схема производства включает следующие стадии:
- Подготовка исходного сырья (атмосферного воздуха или воды) - осушка, очистка.
- Разделение сырья на фракции с получением технического кислорода.
- Очистка полученного кислорода от примесей.
- Сжижение и разлив кислорода в стальные баллоны.
- Маркировка и контроль качества.
На заключительном этапе проводят комплекс испытаний для подтверждения соответствия ГОСТу 5583-78 и паспортизацию продукции.
5. Упаковка и транспортировка технического кислорода
Технический газообразный кислород упаковывают в стальные шаровидные или цилиндрические бесшовные баллоны вместимостью от 1 до 55 литров по ГОСТ 949-73.
Баллоны окрашивают в голубой цвет и маркируют. На баллоне указывают данные о производителе, номер партии, дату изготовления, номинальный объем.
Транспортировка баллонов производится железнодорожным, автомобильным и водным транспортом в соответствии с правилами перевозки опасных грузов. При транспортировке обязательно соблюдение мер предосторожности и правил техники безопасности.
6. Хранение технического кислорода
Хранят баллоны с техническим кислородом в специальных хранилищах, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией.
Температура воздуха в помещении должна быть не выше 45°С, относительная влажность - не более 80%.
Баллоны устанавливают вертикально и закрепляют в специальных гнездах, стеллажах или ограждениях, предохраняющих их от падения.
Совместное хранение кислорода с горючими и легковоспламеняющимися веществами запрещается.
7. Физические и химические свойства технического кислорода
Кислород относится к элементам VIII группы периодической системы Д.И. Менделеева, имеет порядковый номер 8 и атомную массу 15,999. В нормальных условиях кислород – это бесцветный газ без запаха и вкуса.
Физические свойства кислорода:
- Температура кипения −182,962 °C;
- Температура плавления −218,789 °C;
- Плотность 1,429 г/дм3.
Химические свойства проявляются в реакциях окисления, горения, соединения с другими элементами.
8. Области применения технического кислорода
Технический газообразный кислород широко используется:
- В металлургии - при выплавке стали в конвертерах и мартеновских печах.
- В химической промышленности - для синтеза различных органических и неорганических веществ.
- В нефтехимии и нефтедобыче.
- В сварочном производстве и газопламенной обработке металлов.
Также кислород применяют в пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.
Кислород технический цена зависит от чистоты газа, объема тары и условий поставки. Кислород технический газообразный цена за 1 м3 колеблется от 300 до 700 рублей в зависимости от региона и производителя. Цена баллона емкостью 40 литров составляет около 1250 рублей.
9. Преимущества использования технического кислорода
Использование технического газообразного кислорода имеет следующие преимущества:
- Высокая эффективность технологических процессов за счет активного участия кислорода в химических реакциях.
- Сокращение расхода других материалов и энергоресурсов.
- Улучшение качества конечной продукции (стали, полимеров и др.).
- Возможность механизации и автоматизации производственных операций.
- Удобство транспортировки и применения сжатого газообразного кислорода.
10. Опасности при работе с техническим кислородом
Несмотря на широкое применение, технический газообразный кислород обладает высокой окислительной способностью, что требует соблюдения мер предосторожности и правил техники безопасности при его использовании.
Основные опасности, связанные с кислородом:
- Высокая пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов в среде кислорода.
- Возможность разрушения и взрыва емкостей и оборудования из-за быстрого окисления металлов.
- Опасность возникновения и распространения пожара.
11. Отличие технического кислорода от медицинского
Главное отличие технического газообразного кислорода от медицинского заключается в области применения и требованиях к чистоте.
Медицинский кислород используется для лечебных целей и должен иметь особую чистоту, в то время как технический применяется в промышленности и может содержать некоторые примеси.
Кроме того, для производства медицинского кислорода используют только метод глубокой очистки атмосферного воздуха, а технический можно получать и электролизом воды.
12. Контроль качества технического кислорода
Контроль качества технического газообразного кислорода проводится:
- На стадии производства - отбор и анализ проб после каждой стадии очистки.
- Перед отгрузкой потребителю - отбор и анализ проб из каждой партии баллонов.
- В процессе транспортировки и хранения - выборочная проверка баллонов из партии.
Контролируют основные показатели ГОСТа: содержание кислорода, влаги, примесей. Используют химические и физико-химические методы анализа.
13. Безопасное обращение с техническим кислородом
Для обеспечения безопасного обращения с техническим газообразным кислородом необходимо:
- Соблюдать правила транспортировки, перелива и хранения баллонов.
- Использовать оборудование и приборы из специальных антиокислительных материалов.
- Применять средства индивидуальной защиты - очки, перчатки, спецодежду.
- Не допускать попадания масел и жиров в кислородную среду.
- Содержать в чистоте и порядке рабочее место.
14. Альтернативы техническому кислороду
В ряде технологических процессов вместо технического газообразного кислорода могут использоваться такие окислители, как:
- Технический кислородно-воздушные смеси с меньшим содержанием кислорода.
- Озон, обладающий более сильными окислительными свойствами.
- Жидкий кислород со сравнимой реакционной способностью.
Выбор окислителя зависит от конкретной технологии и экономической целесообразности его применения.
15. Себестоимость технического кислорода
На себестоимость технического газообразного кислорода влияют следующие основные факторы:
- Стоимость электроэнергии и вспомогательных материалов, расходуемых в процессе производства кислорода.
- Трудозатраты на эксплуатацию производственного оборудования.
- Транспортные расходы на доставку сырья и готовой продукции.
- Амортизационные отчисления и затраты на ремонт оборудования.
- Оплата труда персонала.
- Налоговые отчисления и прочие административные расходы.
Себестоимость кислорода также зависит от вида технологии его получения и объемов производства.
16. Спрос и предложение на рынке технического кислорода
Спрос на технический кислород определяется потребностью в окислителе предприятий металлургии, химической и других отраслей промышленности.
Предложение газообразного кислорода обеспечивается функционирующими в стране производственными мощностями по разделению воздуха и электролизу воды.
Мировой и российский рынки технического кислорода в целом сбалансированы. Периодическое несоответствие спроса и предложения нивелируется за счет наращивания или сокращения производства, а также экспортно-импортных поставок.
17. Экспорт и импорт технического кислорода в РФ
Ввиду достаточного объема собственного производства доля импорта технического газообразного кислорода в России невелика и составляет менее 5%. Основные направления импорта – страны Европы и Китай.
Экспорт российского технического кислорода также незначителен и в основном представлен поставками в Казахстан, Белоруссию, Киргизию и Монголию.
18. Перспективы развития рынка технического кислорода
В ближайшие годы ожидается умеренный рост производства и потребления технического газообразного кислорода в таких сферах, как металлургия, нефтепереработка, химическая промышленность в связи с их поступательным развитием.
Возможно также расширение использования кислорода в сельском хозяйстве для повышения урожайности сельхозкультур в условиях интенсификации агропромышленного комплекса.
