Erklären Sie die Trennung der Luftbestandteile durch fraktionierte Destillation?

Die Luft ist die Hauptquelle für Sauerstoff, Stickstoff und Edelgase. Diese werden getrennt, indem zunächst die Luft verflüssigt und anschließend die Bestandteile der flüssigen Luft durch fraktionierte Destillation getrennt werden. Der Prozess kann in verschiedene Stufen unterteilt werden:

Stufe 1:
Die Luft wird gefiltert, um Staub zu entfernen

Stufe 2:
In der Luft enthaltenes Kohlendioxid oder Wasserdampf muss entfernt werden, da sie sonst beim Abkühlen der Luft erstarren und die Rohre verstopfen würden . Kohlendioxid wird entfernt, indem die Luft durch ein Alkali wie Natriumhydroxid geleitet wird.

Natriumhydroxid + Kohlendioxid -> Natriumcarbonat + Wasser.

Wasser wird in einem Trockenturm unter Verwendung eines Trockenmittels wie Silicagel entfernt

Stufe 3:
Die Luft wird dann auf 200 Atmosphären komprimiert. Beim Verdichten wird die Luft heißer. Diese Druckluft darf sich dann schlagartig ausdehnen. Dadurch sinkt die Temperatur der Luft. Die kalte Luft wird dann zum Kompressor zurückgeführt. Hier vermischt es sich mit mehr einströmender Luft und hilft, deren Temperatur zu senken. Dieser Expansions- und Kompressionsprozess setzt sich fort, bis die Temperatur der Luft auf -200 Grad Celsius sinkt. Zu diesem Zeitpunkt sind die meisten Gase in der Luft außer Neon und Helium verflüssigt.

Stufe 4:
Die flüssige Luft hat aufgrund des Vorhandenseins von flüssigem Sauerstoff eine blassblaue Farbe. Es wird durch die Fraktionierungskolonne geleitet, wo es langsam erhitzt wird. Das erste verdampfende Gas ist Stickstoff bei -196 Grad Celsius. Wenn der gesamte Stickstoff in Gas umgewandelt ist, beginnt die Temperatur wieder zu steigen. Argon siedet bei -186 Grad Celsius. Sauerstoff siedet bei -183 Grad Celsius. Jedes Gas wird gesammelt und separat in Flaschen unter Druck gelagert.

Erster Schritt. Luft wird komprimiert und abgekühlt, indem der Druck erhöht und die Temperatur gesenkt wird, um flüssige Luft zu erhalten.

Zweiter
Schritt. Flüssige Luft wird in einer fraktionierten Destillationskolonne
, die auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten wird, sehr langsam erwärmt .

Hoffe das hilft dir weiter!