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前言工业上，把常温常压下呈气态的产品统称为气体产品。气体产品种类繁多，大致可以分为一般工业气体和特种气体两大类。一般工业气体产销量大，但对纯度要求不高。特种气体产销量虽小，但根据不同的用途，对不同特种气体的纯度或组成、有害杂质允许的最高含量、产品的包装贮运等都有极其严格的要求，属于高技术，高附加值产品。通常，可以将特种气体分为三类，即高纯或超高纯气体、标准校正气体和具有特定组成的混合气体。气体产品作为现代工业重要的基础原料，应用范围十分广泛，在冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等部门，均使用大量的常用气体或特种气体。因为气体产品的应用覆盖面大，一般将气体的生产和供应与供电、供水一样，作为工业投资环境的基础设施，被视为国民经济“命脉”而列为公用事业行业。近年来，随着我国国民经济的快速发展，气体产品应用范围不断扩大，用量不断增加，新产品不断推出，纯度不断提高，市场需求不断扩大，产值增长速度远远超过同期国民经济总值的增长速度，达到年12％的增长率。目前全国气体产品市场年销售额约为250亿元，预计到2005年将达到350～380亿元。虽然气体工业总产值在国民经济生产总值中所占的比例不算大，但它对近年来飞速发展的微电子、航空航天、生物工程、新型材料、精密冶金、环境科学等高新技术部门有重要影响，是这些部门不可缺少的原材料气或工艺气。正是由于各种新兴工业部门和现代科学技术的需要和推动，气体工业产品才在品种，质量和数量等方面取得令人瞩目的飞跃发展。为适应气体工业高速发展的需要，西南化工研究设计院气体工程技术研究所根据多年来从事气体科研和生产的实践经验，参考有关书籍和资料，借助于互联网相关网站提供的信息，组织工程技术人员编写了本书，以供全国从事气体科研、生产、应用、设计和教学等方面的有关人员参考。全书按主要气体产品分类，共十章，系统地介绍了各种常用气体和特种气体的物理和化学性质，生产、制备和分离纯化方法，产品标准和分析检测技术，应用领域及主要用途，包装和贮运，以及安全、卫生、环保等方面的知识。其中，不同条件下各类气体的物理性质均以表列数据为主，当缺乏有关资料时，则辅之以图，或以互联网knovel.com网站提供的物性数据回归方程，通过相应回归系数求取。本书各章编写人员分别为，第一章空气分离产品(氮气和氧气)：赵志祥、黄建彬；第二章氢气：刘家和、黄建彬；第三章碳氧化合物(一氧化碳和二氧化碳)：黄建彬；第四章氮氧化合物(一氧化氮、二氧化氮和氧化亚氮等)：苏为民、陈锐波；第五章硫化物(硫化氢和二氧化硫)：余扬尧、陈锐波；第六章卤素气体及卤素化合物(氟气、氯气、卤素无机气体化合物和卤素有机气体化合物等)：胡迎、黄建彬；第七章氦族气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)：陶鹏万、朱大方；第八章烃类气体(烷烃、烯烃和二烯烃、炔烃)：郭辉、黄建彬；第九章电子气体(硅烷等氢化物气体、三氟化氮等氟化物气体、四氟化碳等碳氟化合物气体)：苏为民、袁安容；第十章常用气体混合物和标准校正气：李志行。全书部分插图由向玲同志负责制作和描绘。全书编纂工作由黄建彬同志负责。本书编辑过程中，西南化工研究设计院和四川天一股份有限公司领导、有关专家、学者给予了大力支持和帮助，在此一一表示谢意。由于编者水平有限，缺点甚至错误在所难免，敬请读者批评指正。编者二○○一年九月·成都目录第一章空气分离产品………………………………………………………………………………1第一节氮气…………………………………………………………………………………………1一、概述……………………………………………………………………………………………1二、物理性质………………………………………………………………………………………2（一）在不同溶剂中的溶解度…………………………………………………………………2（二）氮的饱和蒸气压…………………………………………………………………………2（三）压缩系数…………………………………………………………………………………4（四）密度………………………………………………………………………………………4（五）汽化热……………………………………………………………………………………5（六）定压热容…………………………………………………………………………………5（七）导热系数…………………………………………………………………………………6（八）粘度………………………………………………………………………………………9（九）表面张力…………………………………………………………………………………10三、化学性质………………………………………………………………………………………10四、生产方法………………………………………………………………………………………11（一）空气分离…………………………………………………………………………………111.低温精馏法………………………………………………………………………………112.变压吸附法………………………………………………………………………………133.膜分制氮法………………………………………………………………………………15（二）化学法制氮………………………………………………………………………………161.燃烧法……………………………………………………………………………………162.氨热分解法………………………………………………………………………………173.叠氮化钠热分解…………………………………………………………………………17（三）高纯氮的制取……………………………………………………………………………17五、标准和分析方法………………………………………………………………………………17（一）产品标准…………………………………………………………………………………17（二）分析方法…………………………………………………………………………………19六、用途……………………………………………………………………………………………20（一）化学工业中的应用………………………………………………………………………20（二）石油天然气及采煤工业中的应用………………………………………………………20（三）电子工业中的应用………………………………………………………………………20（四）冶金工业中的应用………………………………………………………………………20（五）机械加工中的应用………………………………………………………………………21（六）食品工业中的应用………………………………………………………………………21（七）科学技术方面的应用……………………………………………………………………21（八）生物、医疗方面的应用…………………………………………………………………21（九）其它………………………………………………………………………………………21七、贮存和运输……………………………………………………………………………………21第二节氧气…………………………………………………………………………………………22一、概述……………………………………………………………………………………………22二、物理性质………………………………………………………………………………………23（一）在水和各种有机溶剂中的溶解度………………………………………………………24（二）饱和蒸气压………………………………………………………………………………25（三）压缩系数…………………………………………………………………………………26（四）密度………………………………………………………………………………………27（五）汽化热……………………………………………………………………………………29（六）定压热容…………………………………………………………………………………29（七）导热系数…………………………………………………………………………………30（八）粘度………………………………………………………………………………………31（九）表面张力…………………………………………………………………………………31三、化学性质………………………………………………………………………………………32（一）主要化学反应……………………………………………………………………………32（二）同素异形体………………………………………………………………………………33（三）同位素……………………………………………………………………………………33四、生产方法………………………………………………………………………………………33（一）空气分离…………………………………………………………………………………331.低温精馏法………………………………………………………………………………342.常温变压吸附法…………………………………………………………………………353.膜分离法…………………………………………………………………………………354.吸收法……………………………………………………………………………………36（二）水电解制氧………………………………………………………………………………36（三）化学法制氧………………………………………………………………………………361.氯酸盐和过氯酸盐分解…………………………………………………………………362.过氧化物和超氧化物分解………………………………………………………………373.其它………………………………………………………………………………………37五、产品标准和分析方法…………………………………………………………………………37（一）产品标准…………………………………………………………………………………37（二）分析方法…………………………………………………………………………………39六、用途……………………………………………………………………………………………40（一）冶金工业…………………………………………………………………………………40（二）化学工业…………………………………………………………………………………41（三）污水处理…………………………………………………………………………………42（四）医疗应用…………………………………………………………………………………42（五）生命支持应用……………………………………………………………………………43（六）军事与宇航………………………………………………………………………………44（七）其它………………………………………………………………………………………44七、贮存、运输及安全……………………………………………………………………………44参考文献………………………………………………………………………………………45第二章氢气…………………………………………………………………………………………48一、概述……………………………………………………………………………………………48二、物理性质………………………………………………………………………………………48（一）同位素和异构体…………………………………………………………………………48（二）在不同溶剂中的溶解度…………………………………………………………………52（三）氢的膨胀特性……………………………………………………………………………53（四）饱和蒸气压………………………………………………………………………………53（五）压缩系数…………………………………………………………………………………56（六）密度………………………………………………………………………………………58（七）汽化热……………………………………………………………………………………59（八）定压热容…………………………………………………………………………………60（九）导热系数…………………………………………………………………………………61（十）粘