Sản Xuất Khí

Sản Xuất Khí Khí Quyển: Oxy, Nitơ và Argon trong Công Nghiệp Dầu Khí 2026

📅 Ngày đăng: 2026-01-15 🔄 Cập nhật: 2026-06-01 ⏱ 18 phút đọc

Quy trình chưng cất phân đoạn không khí lỏng để sản xuất oxy, nitơ và argon tinh khiết cao. Công nghệ ASU (Air Separation Unit) hiện đại với PSA, VPSA và membrane 2026. Ứng dụng trong lọc hóa dầu, metallurgy và điện tử.

1. Tổng Quan: Không Khí như Nguồn Tài Nguyên Vô Tận

Không khí khô sạch gồm 78,09% Nitơ (N₂), 20,95% Oxy (O₂), 0,93% Argon (Ar), 0,04% CO₂ và các khí hiếm như Neon, Krypton, Xenon. Từ nguồn nguyên liệu miễn phí và vô tận này, con người đã phát triển công nghệ chưng cất phân đoạn không khí lỏng (Cryogenic Air Separation) để thu hồi từng khí với độ tinh khiết cực cao, phục vụ hàng trăm ứng dụng trong công nghiệp dầu khí, luyện kim, y tế và điện tử.

💡 Tầm quan trọng kinh tế: Thị trường khí công nghiệp toàn cầu đạt 120 tỷ USD năm 2025 và dự báo tăng lên 180 tỷ USD vào 2030, với ASU chiếm khoảng 45% thị phần. Tại Việt Nam, nhu cầu oxy công nghiệp tăng 12%/năm giai đoạn 2023-2026 nhờ mở rộng sản xuất thép và hóa dầu.

2. Nguyên Lý Chưng Cất Phân Đoạn Không Khí Lỏng (Cryogenic ASU)

Quá trình tách khí dựa trên sự khác biệt nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển:

Khí	Nhiệt độ sôi (°C)	Độ tinh khiết thương phẩm (%)
Oxy (O₂)	-183,0	99,5 – 99,99
Argon (Ar)	-185,9	99,998 – 99,9999
Nitơ (N₂)	-195,8	99,998 – 99,9999
Neon (Ne)	-246,1	99,99
Krypton (Kr)	-153,4	99,99
Xenon (Xe)	-108,1	99,999

3. Quy Trình Công Nghệ ASU Hiện Đại

3.1 Lọc và Nén Không Khí

Không khí đầu vào qua bộ lọc sơ bộ loại bụi, rồi được nén bởi máy nén ly tâm nhiều tầng đến 5–8 bar. Năng lượng nén chiếm 70–80% chi phí vận hành ASU. Công nghệ máy nén từ tính (magnetic bearing compressor) của Atlas Copco và Ingersoll Rand ra mắt 2025 giảm tiêu thụ điện thêm 8% so với máy nén thông thường.

3.2 Làm Sạch Không Khí – Hệ TPSA (Temperature Pressure Swing Adsorption)

Trước khi đưa vào cột chưng cất, không khí phải loại bỏ CO₂, hơi nước và Hydrocarbon. Hệ TPSA dùng zeolite 13X để hấp phụ CO₂ và nước, xen kẽ 2 cột hấp phụ tái sinh liên tục.

3.3 Làm Lạnh Cryogenic – Turboexpander

Không khí sạch được làm lạnh trong main heat exchanger. Một phần không khí được giãn nở qua turboexpander tạo lạnh theo chu trình Joule-Thomson và Claude. Hiệu suất turboexpander hiện đại đạt 88–92%.

3.4 Cột Chưng Cất Đôi (Double Column Distillation)

Đây là trái tim của ASU. Hệ thống gồm hai cột áp suất cao và thấp cùng các cột Argon để thu hồi tối đa sản phẩm khí hiếm.