气氛制备的原料气优化方案

制备保护气氛和可控气氛的原料有天然气、液化石油气、液氮、甲醇等。此外尚有可用于金属加热保护的氢、氮、氦、氩等还原性、中性、惰性单一气体。这些气体的性能和用途列于表5-2。

表5-2 制备气氛的原料气的性能和用途

过去我国多用石油化工厂炼厂气的丙烷、丁烷制备可控气氛。为使气氛成分稳定和反应管内少积炭黑，提出了90%（体积分数）以上的纯度要求，从而使丙烷、丁烷价格猛涨，转而用甲醇裂解气和N₂+甲醇合成气氛。随着甲醇用量的增加，其价格也在不断上涨，使得汽车零件渗碳成本显著增加。天然气来源的解决可使制备吸热式气的成本成倍降低。

氮是所有还原性、中性和惰性不氧化保护气体中最便宜的气体，因而在气氛保护加热和真空热处理对流加热、油中淬火填充气体和高压气淬中得到广泛应用。近代制氮技术也取得了很大进步。(www.xing528.com)

利用制氧副产品液氮是最便宜和方便的方法。国外一些大的气体公司，如美国的Praxair Inc.，Boc Gases，AGA Gas Inc.等公司对用户免费或出租提供液氮储存、蒸发设施，并按要求不断供应液氮。除液氮外，这些公司还为用户提供纯度很高的瓶装H₂、N₂、He、Hr高压气体，国内的一些大制氧厂都有液氮的副产品，用户可自备容器上门购买。

碳分子筛变压吸附（PSA）制氮法是20世纪70年代开发的技术。把从空气分离出来的氮再经净化除氧可获得很纯的氮。目前国内已有德国BF制氮公司（香港代理）和日本武田碳分子筛（广州明威贸易行代理）的商品供应。国内长春、吉林和上海等地也都有国产碳分子筛商品。我国制造PSA制氮机的厂家很多，最有名的有浙江瑞气企业空分设备公司、北京市军供气体设备厂、苏州市创新净化有限公司、中国船舶工业总公司太原汾西制氮技术公司、北京氧气厂特种气氛研究所、中外合资的西梅卡亚洲气体系统成都有限公司等。

膜分离制氮法是1980年由美国Dow Chemical Co.公司开发的技术，是利用聚乙烯微细管状纤维对空气中的氧和氮进行选择吸附的原理制氮的。天津先德科技仪器有限公司代理德国PERMEA Inc.销售该公司的PRISM膜分离制氮机，苏州市宏远净化设备公司也生产PRISM制氮机。美国M.G Industries、Praxair Inc.都制造和销售Generon型薄膜制氮机。苏州市创新净化有限公司也有此类产品。