СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА Советский патент 1974 года по МПК C01B13/02 

1

Изобретение относится к области получения кислорода химическим путем, в частности, путем термокаталитического разложения композиций на основе хлоратов, перхлоратов или смесей хлоратов и перхлоратов щелочных металлов (так называемых химических генераторов кислорода или «свечей).

Известен способ получения кислорода химическим путем, в частности, путем термокаталитического разложения композиций на основе перхлоратов щелочных металлов. По этому способу разложение композиций на основе перхлората щелочного металла производят в присутствии катализатора - окисного соединения щелочного металла, в частности окиси лития, которая вместе с окисью марганца подавляет выделение хлора.

Однако получаемый таким образом кислород загрязнен хлором, окисью и двуокисью углерода, что, в свою очередь, требует специальной очистки выделяющихся газов.

С целью повышения чистоты кислорода по предлагаемому способу кислород получают путем термокаталитического разложения композиций на основе хлората щелочного металла в присутствии катализаторов - окислов патрия, калия или их смесей. В состав композиции входят 99,5-80 вес. % хлората щелочного металла, например хлората натрия, и 0,5-20 вес. % катализатора. Хлорат щелочного металла может быть использован с добавкой перхлората щелочного металла. В качестве катализатора предпочтительно использовать перекись натрия или ее смесь с окисью натрия.

Использование окислов натрия или калия в химическом генераторе кислорода позволяет

исключать применение таких горючих материалов, как железо, древесный уголь, магний или марганец. При разложении хлоратов с добавками окислов патрия или калия может быть получен кислород медицинской

квалификации и при этом с минимальным выделением тепла, т. е. при относительно низких температурах.

Предлагаемая композиция, вводимая в «свечу, состоит из 99,5-80 вес. % хлората щелочного металла и 0,5-20 вес. % окислов (перекисей) натрия или калия. Скорость генерирования и выход кислорода можно регулировать, варьируя соотношение между окисью и перекисью щелочного металла, используемых в качестве катализатора. При использовании смесей хлората и перхлората щелочного металла, в частности, с добавкой

окиси натрия существенно повышается выход кислорода.

Пример 1. 156,4 вес. ч. хлората натрия смешивают в сухом виде с 18,6 вес. ч. перекиси натрия. Смесь увлажняют 25 вес. ч. трихлортрифторэтана и дополнительно перемешивают, а затем быстро вводят в цилиндрическую пресс-форму и прессуют в ней под давлением 30 т (до плотности 2 г/см). Затем в торец «свечи, увлажненный трихлортрифторэтаном, впрессовывают «конус -запал. «Свечу с запалом извлекают из прессформы и сушат в печи при температуре порядка 120° С, а затем охлаждают в течение 10-15 мин в токе воздуха. Запал состава, вес. %: 38 хлората натрия, 32 металлического железа (325 меш.); 2 порошкообразной двуокиси кремния, 7 перекиси бария, 14 асбеста,

7стальной путанки поджигают спичкой и закрывают диском из керамического войлока. Выделяющиеся газы содержат тонкодисперсные твердые частицы, легко удаляемые на фильтре из стеклянной ваты. Отделенный от твердых частиц газ представляет собой практически чистый кислород. Выход кислорода 41,5%.

Композиция «свечи сильно гигроскопична.

8связи с этим по окончании сущки в печи «свеча должна быть заключена в герметичный контейнер. Оптимальные размеры «свечи : диаметр порядка 40 мм, высота 50- 75 мм, время горения 15-30 мин.

Содержание примесей в выделяющемся при горении кислороде следующее: хлора и окиси углерода менее 1 ч. на 1 млн. ч.; углекислого газа 300 ч. на 1 млн. ч.; водяных паров 2,5 мг/л, запах отсутствует.

Пример 2. Описанным в примере 1 способом изготовлено несколько «свечей на основе хлората натрия с добавкой О-5 вес. % окиси натрия. При сжигании «свечей установлено, что при концентрации окиси натрия менее 0,7% реакция до конца не идет. С ростом концентрации окиси натрия от 0,7 до 2,5% скорость реакции быстро увеличивается в соответствии с уравнением

Скорость горения, (м/мин) 0,0047Хконцентрацию Na2O (вес. %).

В интервале концентраций NazO 3-5% скорость горения стабилизируется на уровне 0,014 м/мин.

Предмет изобретения

1.Способ получения кислорода путем термокаталитического разложения композиций на основе щелочной соли хлоркислородной кислоты в присутствии катализаторов - окисных соединений щелочных металлов, отличающ.ийся тем, что, с целью повышения чистоты кислорода, в качестве соли хлоркислородной кислоты используют хлорат щелочного металла в количестве 99,5-80 вес. %, а в качестве окисных соединений щелочных металлов используют по меньшей мере один окисел, выбранный из группы, содержащей окислы натрия и калия, в количестве 0,5-20 вес. %.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что хлорат щелочного металла используют с добавкой перхлората щелочного металла.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве окисла натрия используют перекись натрия.

4.Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что перекись натрия используют в смеси с окисью натрия.