Liquefação de gases - Liquefaction of gases
A liquefação de gases é a conversão física de um gás em um estado líquido ( condensação ). A liquefação de gases é um processo complicado que usa várias compressões e expansões para atingir altas pressões e temperaturas muito baixas, usando, por exemplo, turboexpanders .
Usos
Os processos de liquefação são usados para fins científicos, industriais e comerciais. Muitos gases podem ser colocados no estado líquido à pressão atmosférica normal por simples resfriamento; alguns, como o dióxido de carbono , também requerem pressurização. A liquefação é usada para analisar as propriedades fundamentais das moléculas de gás (forças intermoleculares), ou para o armazenamento de gases, por exemplo: GLP , e em refrigeração e ar condicionado . Lá o gás é liquefeito no condensador , onde o calor da vaporização é liberado, e evaporado no evaporador , onde o calor da vaporização é absorvido. A amônia foi o primeiro refrigerante desse tipo e ainda é amplamente utilizado na refrigeração industrial, mas foi amplamente substituída por compostos derivados do petróleo e halogênios em aplicações residenciais e comerciais.
O oxigênio líquido é fornecido aos hospitais para conversão em gás para pacientes com problemas respiratórios, e o nitrogênio líquido é usado na área médica para criocirurgia , por inseminadores para congelar o sêmen e por cientistas de campo e de laboratório para preservar amostras. O cloro liquefeito é transportado para solução eventual em água, após o que é usado para purificação de água, saneamento de resíduos industriais , esgoto e piscinas, branqueamento de celulose e têxteis e fabricação de tetracloreto de carbono , glicol e vários outros compostos orgânicos, bem como fosgênio gás.
A liquefação do hélio ( 4 He ) com o ciclo Hampson-Linde pré - resfriado levou ao Prêmio Nobel de Heike Kamerlingh Onnes em 1913. À pressão ambiente, o ponto de ebulição do hélio liquefeito é 4,22 K (−268,93 ° C). Abaixo de 2,17 K líquido 4 Ele se torna um superfluido ( Prêmio Nobel de 1978, Pyotr Kapitsa ) e apresenta propriedades características como condução de calor por segundo som , viscosidade zero e efeito de fonte entre outras.
A liquefação do ar é usada para obter nitrogênio , oxigênio e argônio e outros gases nobres atmosféricos , separando os componentes do ar por destilação fracionada em uma unidade de separação de ar criogênica .
História
Ar líquido
Processo de Linde
O ar é liquefeito pelo processo Linde , no qual o ar é alternadamente comprimido, resfriado e expandido; cada expansão resulta em uma redução considerável da temperatura. Com a temperatura mais baixa, as moléculas se movem mais lentamente e ocupam menos espaço, então o ar muda de fase para se tornar líquido.
Processo de Claude
O ar também pode ser liquefeito pelo processo de Claude , no qual o gás pode se expandir isentropicamente duas vezes em duas câmaras. Enquanto se expande, o gás tem que trabalhar enquanto é conduzido por uma turbina de expansão . O gás ainda não é líquido, pois isso destruiria a turbina. As instalações comerciais de liquefação de ar contornam esse problema, expandindo o ar em pressões supercríticas . A liquefação final ocorre por expansão isentálpica em uma válvula de expansão térmica .
Veja também
- Ar líquido
- Produtos aéreos e químicos
- Separação de ar
- Grupo BOC
- Engenheiro Químico
- Fator de compressibilidade
- Processo Fischer-Tropsch
- Separação de gás
- Gás para líquidos
- Ciclo Hampson-Linde
- Gases industriais
- The Linde Group
- Liquefação
- Ponto de liquefação
- Louis Paul Cailletet
- Grupo Messer
- Praxair
- Ciclo Siemens
- Turboexpander
Referências
- ^ Greenwood, Harold Cecil (1919). Gases Industriais . D. Van Nostrand. p. 87 .