氧气市场基础性质与应用- 大数跨境

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氧气市场基础性质与应用

中科富海

2022-10-17

1.氧气定义和地位

1.1定义

工业气体在常温常压下呈气态存在，工业气体作为现代工业的基础原材料，在国民经济中有着重要的地位和作用，被称为国民经济的血液，对国民经济的发展有着战略性的先导作用。工业气体行业还是我国产业政策重点支持发展的高新技术产业之一。

氧气是氧元素形成的一种单质。氧气是无色无味气体，熔点-218.8℃，沸点-183.1℃，相对密度1.14（-183℃，水=1），相对蒸气密度1.11（空气=1），饱和蒸气压506.62kPa（-164℃），临界温度-118.95℃。大气中体积分数：20.95%（约21%）。氧气的化学性质比较活泼。除了稀有气体、活性小的金属元素如金、铂、银之外，大部分的元素都能与氧气反应，这些反应称为氧化反应，而经过反应产生的化合物（有两种元素构成，且一种元素为氧元素）称为氧化物。一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃烧生成二氧化碳与水。化学上曾将物质与氧气发生的化学反应定义为氧化反应，氧化还原反应指发生电子转移或偏移的反应。氧气具有助燃性，氧化性。

1.2地位

工业气体产业链如下图所示，根据应用领域的不同，可以分为大宗气体和特种气体。其中以氧、氮、氩为代表的的空分气体和以氢气、乙炔、二氧化碳为代表的的合成气体组成大宗气体，以高纯大宗气体、标准气体、电子气体组成特种气体。其中氧气的产能、产量、产值方面占主要地位。

2.国标

项目	指标
氧（O2）纯度（体积分数）/〖10〗^(-2) ≥	工业用氧
	一等品	合格品
	99.5	99.2

3.生产方法

氧氮氩通过空分装置生产，以下是空分装置工艺流程图

（管道气：氧气、氮气、氩气液体：液氧、液氩、液氮）

以下为空分生产模式：

生产模式	能耗	成本对比
全液化空分	液化功率最低约700KWh/吨	投资成本、管理成本等较高。通常建在液体需求地，运输成本低
外液化装置	液化加空气分离总功耗与全液化相当	投资成本、管理成本基本由对外供应气体分摊，综合成本只算能耗成本，有一定的优势
大型内压缩	能耗与中压外循环双膨胀单位能耗相当	西北生产成本虽低，但运输成本高。河南、山东等地优势明显。长三角因能源与人工价格高，综合成本高
冷能空分	利用LNG的冷量制冷，能耗为353KWh/吨	管理、投资成本高。能耗极低。

4.储运过程

大宗工业气体的储运分为两种模式：管道现场供气——直接配套下游生产企业，富余量液化外销。其中液化外销的方式有两种：1.98%汽运，使用低温槽车供给中型客户或充装站供给小型客户。

2.个别出口。

5.应用

应用	应用领域	氧气
传统行业	钢铁冶炼	高炉炼铁时，往风中加入氧气，以增加空气的含氧率，即所谓“富氧鼓风”，可强化矿石熔炼过程，提高炉子生产能力，降低焦炭的消耗；在平炉炼钢和电弧炉炼钢中吹氧，也可缩短熔炼时间和降低能耗。
	石油加工	作为原料气体，直接参与氧化反应过程，在合成氨生产中作粉煤或重油的气化剂
	平板玻璃	作为助燃气体，增强玻璃熔炉燃烧，提高热效率，大幅降低能耗；同时，可减少氮氧化物的排放量降低生产中污染排放
	机械加工	可用作等离子切割气体以及激光切割辅助气体，同时，在加工过程中，可改变材料表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等，液氧在金属切割及焊接等许多方面也有着广泛的用途。
成长行业	医疗	用于协助低氧血症和缺氧症的治疗和预防，同时可用于急救以维持病人生命，当有人煤气中毒急需大量氧气时，多会采用液氧的给人输氧，由于其是液态形式，相比较氧气其所占空间要小很多。做深海考察时，也佩戴液氧钢瓶。
	环保	在污水处理中，氧气可在曝气池中用作空气的补充气体甚至是替代气体，以最大限度地提高处理能力，实现挥发性有机化合物排放量最小化，减少气味和泡沫并提高灵活性，还可以用于水质处理。
	航空航天	液氧是现代火箭中最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要用液氧作氧化剂，通常与液氢或煤油搭配使用。液氧还用作火箭燃料，它比其他燃料更便宜。将可燃物质浸渍液氧后，可以用来制作液氧炸药。

应用	应用领域	氧气
传统行业	钢铁冶炼	高炉炼铁时，往风中加入氧气，以增加空气的含氧率，即所谓“富氧鼓风”，可强化矿石熔炼过程，提高炉子生产能力，降低焦炭的消耗；在平炉炼钢和电弧炉炼钢中吹氧，也可缩短熔炼时间和降低能耗。
	石油加工	作为原料气体，直接参与氧化反应过程，在合成氨生产中作粉煤或重油的气化剂
	平板玻璃	作为助燃气体，增强玻璃熔炉燃烧，提高热效率，大幅降低能耗；同时，可减少氮氧化物的排放量降低生产中污染排放
	机械加工	可用作等离子切割气体以及激光切割辅助气体，同时，在加工过程中，可改变材料表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等，液氧在金属切割及焊接等许多方面也有着广泛的用途。
成长行业	医疗	用于协助低氧血症和缺氧症的治疗和预防，同时可用于急救以维持病人生命，当有人煤气中毒急需大量氧气时，多会采用液氧的给人输氧，由于其是液态形式，相比较氧气其所占空间要小很多。做深海考察时，也佩戴液氧钢瓶。
	环保	在污水处理中，氧气可在曝气池中用作空气的补充气体甚至是替代气体，以最大限度地提高处理能力，实现挥发性有机化合物排放量最小化，减少气味和泡沫并提高灵活性，还可以用于水质处理。
	航空航天	液氧是现代火箭中最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要用液氧作氧化剂，通常与液氢或煤油搭配使用。液氧还用作火箭燃料，它比其他燃料更便宜。将可燃物质浸渍液氧后，可以用来制作液氧炸药。