态气体的沸点不同，如液氮沸点为-195.802℃，液氧的沸点为-182.962℃，利用这蒸发温度 的不同，让液态空气蒸发。开始时沸点低的氮蒸发，随着氮的蒸发，液态空气中氧的成分增 多，这一过程称为精馏。经过反复精馏、提纯，就能得到高纯度的氧气。制氧按其生产工艺 过程中压缩空气的压力高低分为：高压流程、中压流程、双压流程、全低压流程四种，虽然 各种流程所采用的空分设备（即制氧机）有所不同，但制氧的整个过程大都包括以下六个主 要阶段：①空气中灰尘和杂质的净除；②空气经压缩机压缩；③除去压缩空气中的二氧化碳 和水蒸汽；④将空气液化；⑤液态空气经过精馏分离成氧和氮；⑥产品的贮存和运输。现以 50 米 3∕时制氧机为例，其生产工艺流程如下图所示：
氧气安全基础知识
氧气具有非常强的氧化性和助燃性，可燃物质在纯氧中燃点将会降低，而且氧气管路系统本 身对安全性要求较高。空调公司使用氧气量较大且点较多分布较广，且管网敷设较为复杂, 涉及 502＃厂房一至三楼及 504#厂房，相对危险性较大。为了让广大员工全面掌握好氧气的 基础知识，会更有利于我公司安全地管理和使用好氧气，为空调公司以后发展和壮大保驾护 航。特编制本章教材。
氧气管道上的法兰用垫片，应按国家有关的现行标准选用；管道法兰的垫片应按下表
选用：
氧气管道上法兰用的垫片
工作压力 MPa
垫片
≤0.6
橡胶石棉板
＞0.6≤3.0
缠绕式垫片、聚四氟乙烯垫片
＞3.0≤10
波形金属包石棉垫片、缠绕式垫片、聚四氟乙烯垫片、退火软化铝片、铜
片
＞10
退火软化铜片
氧气管道的连接，应采用焊接，但与设备、阀门连接处可采用法兰或螺纹连接，丝口连接，
降温
空气→
→
→
→
↑
→→
↑
进一步降温
冷凝
氧
氧气
蒸发→
→
→→
→
氮气
↑
分离
氮气
氮
氧气生产过程中的火灾危险性，主要是由氧的氧化性和助燃性所决定的。
第二节 氧气管道及附件安全技术
1 氧气管道材质及管件的选用 氧气管道的材质，应根据氧气的压力、温度氧气在管道中的流速等条件来选用。氧气管道除 了与其它管道一样满足强度条件外，还需要具有防腐蚀、防锈、防火的要求。 1.1 管材的选用 从温度条件考虑，常温条件下的氧气管道一般采用钢管。但在制氧装置中，由于钢材在–40 ℃以下具有冷脆性，因此对于在低温状态下工作的管道须采用铝合金、铜合金或不锈钢，这 几种材料在低温下仍具有良好的强度和韧性。
第一节 氧气的性质及制造
1 氧气的性质 氧是自然界中分布最广泛的元素之一，已是生物赖于生存的物质。它以游离状态存在于空气 中，按容积计算，空气中含氧 20.93％。 氧还以化合状态存在于水、矿物以及一切动物、植 物体中。氧在常温常压下是无色透明、无味、无臭的气体，比空气略重。在大气压力下，冷 却至-182.96℃时，氧气凝结成天蓝色、透明的易流动的液体；当温度降到-218.4℃时，则凝 聚成蓝色固体结晶。 氧的化学性质非常活泼，是强烈的氧化剂和助燃剂，它除了与金、银及惰性气体氦、氖、氩、 氪、氙等在一般情况下不发生化合外，与其它物质都能化合生成氧化物。氧化反应的激烈程 度取决于氧气的浓度及压力，如果氧化反应在纯氧中进行，则过程非常剧烈，同时放出大量 的热。（如金属在氧气中反应，如果增加氧的纯度和压力会使氧化反应显著加剧，金属的燃点 随着氧气压力增高而降低），氧与可燃气体（乙炔、氢、甲烷等）以一定比例混合时，遇火会 发生爆炸。氧经压缩后，在输送的过程中，如有油脂、氧化铁屑或小粒燃烧物（煤粉、炭粒 或有机纤维）存在，随着气流运动与管壁或机体发生磨擦、撞击，会产生大量磨擦热，导致 管道、机器燃烧。或者由于管道中阀门急骤打开，阀后气体产生接近于绝热压缩的温度，使 管道或阀门燃烧。被氧气饱和的衣服及其它有机纺织品与火种接触，会立即着火。被液态氧 浸渍的多孔有机物，当引火或给以一定力量的撞击时，则会发生爆炸事故。液态氧经过长期 弱的放电，变成深蓝色的液态臭氧，臭氧容易爆炸。 氧有感磁性，氧分子在磁铁的作用下可带磁性，并可被磁极吸引。根据氧的这种特性可制作 磁氧分析仪，用以分析氧的纯度。 在常压下，当氧的浓度超过 40%时，有可能发生氧中毒。吸入 40%-60%的氧时，出现胸骨后不 适感、轻咳，进而胸闷、胸骨后烧灼感和呼吸困难，咳嗽加剧；严惩时可发生肺水肿，甚至 出现呼吸窘迫综合症。吸入氧浓度在 80%以上时，出现面部肌肉抽动、面色苍白、眩晕、心 动过速、虚脱，继而全身强烈性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。长期处于氧分压为 60-100KPa （相当于吸入氧浓度 40%左右）条件下可发生眼损害，严重者可失明。建议应急处理人员戴 自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。避免与可燃物或易燃物接触。尽可能切断泄漏源。 合理通风，加强扩散。 氧气在工业生产中应用极广，如液氧在国防工业上可以作为火箭的助燃剂；而且，机械工业 中的切割、焊接；冶金工业中的氧气炼钢、轧钢和有色金属冶炼；以及医疗、深水作业都要 用到大量的氧。 2 氧气制造工艺流程 氧的制取方法大体可分为化学法、电解法、吸附法和深冷分离法。 由于空气中含有约 21%的氧，而且取之不竭，所以现代工业上都采用空气深冷分离法制取氧 气，深冷分离法制取氧气的原料是空气，先由辅塔吸入空气，将空气经几次压缩和冷却，当 降低空气压力时就会使空气冷却到很低的温度，空气将变成液体。液态空气中所含的各种液
范围内；压力容器接管部位；氧压车间内部；放散阀以后；湿氧输送
一
般
场
所
氧气充装台、汇流排间
焊接钢管
电焊钢管
不锈钢焊接钢管Leabharlann 钢板卷焊管无缝钢管
不锈钢板卷焊管
不锈钢无缝钢管
紫铜管
黄钢管
√
√
√
√
√
√
√
√
√
×
×
√
×
×
√
√
√
√
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×√
×√√√√√
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×
√
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××
××
×√√√
×
×
×
×
×
×
√
√
√
×
×
××
××
√√√
从压力条件来考虑，工作压力大于 3 兆帕的氧气管道就采用黄铜管或紫铜管。压力小于 3 兆
帕的，一般采用无缝钢管，为了避免高压氧气流在管道中高速流动时对管壁的摩擦及可能存
在的微小燃烧物引起管道燃烧，因此对碳钢管道的氧气流速应有限制。
管材选用应符合表 1 规定
氧气管道材质选用表
工作压力 MPa
≤0.6
应采用一氧化铅、水玻璃或聚四氟乙烯薄膜作为填料，严禁用涂铅红的麻或棉丝，或其他含
油脂的材料。
1.3 阀门的选用
氧压机入口处应设氧气过滤器、调节阀前宜设氧气过滤器，壳体应用不锈钢，滤网应用铜基
合金或纯铜材质制作，其网孔尺寸宜为 160－200μm。
氧气管道的阀门应选用专用氧气阀门，并应符合下列要求：
1.3.1 工作压力大于 0.1MPa 以上的阀门，严禁采用闸阀；
1.3.2 PN 大于等于 0.1MPa、DN 大于等于 150mm 口径的氧气阀门宜选用带旁通的阀门
氧气管道严禁采用折皱弯头。当采用冷弯或热弯弯制碳钢弯头时，弯曲半径不应小于
管外径的 5 倍；当采用无缝或压制焊接碳钢弯头时，弯曲半径不应小于管外径的 1.5 倍；采
用不锈钢或铜基合金无缝或压制弯头时，弯曲半径不应小于管外径。对工作压力不大于
0.1MPa 的钢板卷焊管，可以采用弯曲半径不小于管外径的 1.5 倍的焊制弯头，弯头内壁应平
×
×
×
×
×
×
×
√
√
注：1、“√”允许采用，“×”不允许采用；
2、碳钢钢板卷焊管宜用于工作压力小于 0.1MPa，且管径超过现有焊接钢管、电焊钢管、
无缝钢管产品管径情况下；
3、不锈钢板卷焊管，内壁焊缝磨光条件下，允许使用在压力不高于 5MPa 的一般场所。
1.2 管道管件的选用
氧气管道上的弯头、分岔头及变径管的选用，应符合下列要求：
＞0.6≤3.0
＞3.0≤10
＞10
使用
场所
选 用 限 定
管材
一
般
场
所
分配主管上阀门频繁操作区阀后，放散阀后
一
般
场
所
阀后 5 倍外径（并不小于 1.5M）范围；压力调节阀组前后各 5 倍外径（各不小
于 1.5M）范围内；压力容器接管部位；氧压车间内部；放散阀以后；湿氧输送
一
般
场
所
阀后 5 倍外（并不小于 1.5M）范围；压力调节阀组前后各 5 倍外径（各不小于 1.5M）
滑，无锐边、毛刺及焊瘤；
氧气管道的变径管，宜采用无缝或压制焊接件。当焊接制作时，变径部分长度不宜小
于两端管外每项差值的 3 倍；其内壁应平滑，无锐边、毛刺及焊瘤；
氧气管道的分岔头，宜采用无缝或压制焊接件，当不能取得时，宜在工厂或现场预制，
但应加工到无锐角、无突出部位及焊瘤。不宜在现场开孔、插接；
1.3 管道附件的选用