Кислород (О2) является активным, поддерживающим жизнь компонентом атмосферы; что составляет 20,94% по объему или 23% по весу воздуха, которым мы дышим. Бесцветный, без запаха и вкуса.

Кислород – это самый главный и широко распространенный элемент на Земле. Потому что он образует соединения с практически всеми химическими элементами, кроме благородных газов. Большая часть земного кислорода связана с другими элементами в соединениях, таких как силикаты, оксиды и вода. Кислород также растворяется в реках, озерах и океанах. Молекулярный кислород встречается почти полностью в атмосфере.

Кислород сильно окисляется (общий химический термин, применяемый к любому веществу, как кислород, который принимает электроны от другого вещества во время реакции). Кислород активно реагирует с горючими материалами, особенно в чистом виде, выделяющий тепло в процессе реакции. Многие реакции требуют наличия воды или ускоряются катализатором.

Озон (O3) является аллотропной формой кислорода, которая является более реакционноспособной, чем обычный кислород. Озон образуется в природе электрическими разрядами или облучение ультрафиолетом. Коммерческие генераторы озона имитируют эти естественные процессы для производства больших количеств для промышленности и процессов очистки окружающей среды или добавление небольшого количества озона в воздух для его бодрящего эффекта и аромата «свежего воздуха».

Кислород имеет низкую температуру кипения / конденсации: -297,3 ° F (-183 ° C). Газ примерно в 1,1 раза тяжелее воздуха и слабо растворим в воде и спирте. Ниже точки кипения кислород представляет собой бледно-голубую жидкость, немного тяжелее воды.

Кислород является вторым по величине объемом промышленного газа. Помимо химического названия O2, кислород может называться GOX или GO при производстве и доставке в газообразной форме, или как LOX или LO при нахождении в форме криогенной жидкости, которая перевозится в криоприцепе.

Кислород производится в больших количествах и с высокой чистотой в виде газа или жидкости путем криогенной дистилляции и в виде газа более низкой чистоты (обычно около 93%) с помощью адсорбционных технологий (адсорбция с колебаниями давления, сокращенно PSA, или вакуумно-напорная поворотная адсорбция, сокращенно VPSA или более просто, VSA).

Кислород ценится за его реакционную способность. Кислород обычно используется, с воздухом или вместо него, для увеличения процессов горения или биологической активности. Это усиливает реакцию повышает скорость и приводит к увеличению пропускной способности существующего оборудования и меньшим размерам для нового оборудования.

Кислород имеет многочисленное применение в сталеплавильном производстве и другие процессы рафинирования и изготовления металлов, в химических веществах, фармацевтика, переработка нефти, производство стекла и керамики, а также целлюлоза и производство бумаги. Используется для охраны окружающей среды в муниципальных и промышленных очистных сооружениях. Кислород также применяется в здравоохранении, как в больницах, центрах амбулаторного лечения, так и в домашних условиях. Для некоторых процессов, таких как очистка сточных вод и отбеливание целлюлозы и бумаги, кислород превращается в озон (O3) - больше реактивная форма, что повышает скорость реакции и обеспечивает наиболее полное возможное окисление нежелательных соединений.

Кислород используется с топливными газами в газовой сварке, газовой резке, кислородном шарфинге, очистке пламени, огнестойкости и выпрямлении пламени.
При газовой резке кислород должен быть высокого качества, чтобы обеспечить высокую скорость резания и чистую резку.

Крупнейшим потребителем кислорода является металлургическая промышленность. Современное производство стали в значительной степени зависит от использования кислорода для обогащения воздуха и повышения температуры горения в доменных и мартеновских печах, а также для замены кокса другими горючими материалами. В процессе выплавки стали нежелательный углерод соединяется с кислородом с образованием оксидов углерода, которые выходят в виде газов. Кислород подается в стальную ванну через специальную форму. Кислород используется для более эффективного использования металлолома в электродуговых печах. Большое количество кислорода также используется для получения других металлов, таких как медь, свинец и цинк.

Обогащение воздуха для горения кислородом, или нагнетание кислорода через фурмы, все чаще используется в купольных печах, мартеновских печах, заводах по выплавке стекла и минеральной ваты, а также в печах для обжига извести и цемента для повышения их производительности и снижения энергопотребления. Время плавки и потребление энергии также могут быть сокращены с помощью специальных кислородно-масляных или кислородно-газовых горелок в электросталеплавильных печах и индукционных плавильных установках для алюминия. Высокая тепловая эффективность достигается за счет этих “кислородно-топливных” горелок, которые смешивают топливо и кислород на кончике горелки. В результате происходит быстрое сгорание примерно при 2800 °C.

Кислород используется в качестве сырья во многих процессах окисления, включая производство окиси этилена, окиси пропилена, синтез-газа с использованием частичного окисления широкого спектра углеводородов, дихлорида этилена, перекиси водорода, азотной кислоты, винилхлорида и фталевой кислоты.

При газификации угля используется очень большое количество кислорода — для получения синтез-газа, который может быть использован в качестве химического сырья или прекурсора для более легко транспортируемого и используемого топлива.

На нефтеперерабатывающих заводах кислород используется для обогащения воздуха, подаваемого в регенераторы каталитического крекинга, что увеличивает производительность установок. Он используется в установках для извлечения серы для достижения аналогичных преимуществ. Кислород также используется для регенерации катализаторов.

Кислород используется для достижения более полного сгорания и уничтожения опасных материалов и отходов в мусоросжигательных установках.

Перевод систем сжигания с воздушно-топливных на кислородно-топливные (и строительство новых печей и резервуаров на основе этой технологии) приводит к лучшему контролю режимов нагрева, повышению эффективности печи (снижению расхода топлива) и сокращению выбросов твердых частиц.

Кислород приобретает все большее значение в качестве отбеливающего химического вещества. При производстве высококачественной отбеленной целлюлозы - лигнин, содержащийся в целлюлозе, должен быть удален в процессе отбеливания. Для этой цели использовался хлор, но новые процессы, использующие кислород, уменьшают загрязнение воды. Кислород плюс каустическая сода могут заменить гипохлорит и диоксид хлора в процессе отбеливания, что приводит к снижению затрат.

На химическом целлюлозном заводе кислород, добавляемый к воздуху для горения, увеличивает производительность котла-утилизатора соды и печи для обжига извести. Использование кислорода при окислении черного щелока уменьшает выброс сернистых загрязняющих веществ в атмосферу.

В медицине кислород используется во время хирургических операций, интенсивной терапии, ингаляционной терапии и т.д. Необходимо соблюдать высокие стандарты чистоты и обращения.

Кислород обычно поступает в больницы с виде объемных поставок криогенной жидкости, а затем распределяется по точкам использования. Это помогает при проблемах с дыханием, спасая жизни и повышая комфорт пациентов.

Небольшие портативные некриогенные воздухоразделительные установки находят широкое применение в домашнем уходе. Крупномасштабные установки, в которых также используется некриогенная технология разделения воздуха, используются в небольших и / или отдаленных больницах, где спрос достаточно высок, чтобы сделать доставку баллонов логистической проблемой, а доставка сжиженного кислорода недоступна или очень дорога. Эти установки обычно производят кислород чистотой от 90 до 93%, чего достаточно для большинства медицинских целей.

При биологической очистке сточных вод использование кислорода вместо воздуха позволяет увеличить производительность существующих очистных сооружений. Закачка кислорода в канализацию уменьшает образование сероводорода, что приводит к уменьшению коррозии и неприятного запаха.

Озон используется для очистки питьевой воды, в частности, когда альтернативы, такие как хлор, нежелательны.

Кислород широко используется в дыхательных аппаратах, например, для подводных работ, а также в автономных дыхательных аппаратах нефтеперерабатывающих и химических заводов.

Аквакультура, выращивание рыбы в прудах, использует насыщенную кислородом воду, чтобы обеспечить постоянное наличие достаточного количества кислорода и позволить выращивать или содержать больше рыбы в пруду или резервуаре заданного размера.

Жидкий кислород используется в ракетах на жидком топливе в качестве окислителя для таких видов топлива, как водород и жидкий метан.