Hampson-Lindeprosessen

Hampson-Lindeprosessen utviklet av Carl Paul Gottfried Linde (1842-1934) og William Hampson (1854-1926) uavhengige av hverandre i 1895, brukt i en syklus til å lage flytende luft. Ved å la luft under høyt trykk e.g. 4MPa strupes og ekspandere raskt i en syklus slik at den bli avkjølt og til slutt flytende ved å fjerne fordampningsvarmen.  Deretter kan flytende luft bli brukt i produksjon av ren nitrogen (N2) og ren oksygen (O2) ved fraksjonell destillasjon. Prosessen baserer seg på Joule-Thomson effekt (Joule-Kelvin effekt). Navn etter James Prescott Joule, William Thomson og Lord Kelvin.

Unntatt helium, hydrogen og neon blir gasser avkjølt ved adiabatisk utvidelse (ekspansjon) ved atmosfæretrykk. Prinsippet blir brukt i kjølesystemer ved fordampning av ammoniakk eller freon ekspandert fra en kompressor. Lindeprosessen blir også brukt i petrokjemisk industri for å lage flytende naturgass. Det er første når gassen er under inversjonstemperatur at den kan bli gjort flytende i Lindesyklus.

Flytende oksygen blir brukt på sykehus for pasienter med pusteproblemer, eller brukt til sveising sammen med acetylen. Flytende nitrogen blir brukt til nedfrysing av sæd og bevaring av annet biologisk materiale. Nitrogen kan også bli brukt i gjødselproduksjon i Frank-Caro-prosessen.

Både oksygen og nitrogen kan være flytende ved atmosfæretrykk, men for karbondioksid trenger man i tillegg ekstra trykk for å være flytende. Med bruk av forkjøling og Hampson-Lindeprosessen klarte i 1908 den nederlandske fysikeren Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) å lage flytende helium. Onnes fikk nobelprisen i fysikk i 1913 «for hans undersøkelser av egenskaper til materie ved lave temperaturer som ledet til, inter alia (blant andre ting), til produksjonen av flytende helium».  For å kunne lage flytende helium i Lindesyklus må helium først nedkjøles under inversjonstemperatur (40K). Inversjonstemperaturen for en gass er den kritiske temperaturen hvor under denne vil gassen som utvider seg ved konstant entalpi bli avkjølt, over denne kritiske temperaturen vil den bli oppvarmet når den utvider seg. Forskjellige gasser har forskjellig inversjonstemperatur.  

Inversjonstemperaturen for hydrogen (H2) er ca. 200 K. Det betyr at ved romtemperatur vil ikke temperaturen på hydrogengassen synke når gjennomgår Joule-Tomson-ekspansjon, men derimot stiger temperaturen. Ren hydrogen er i seg selv ikke eksplosiv, kun i blanding med oksygen.

Tilbake til hovedside

Publisert 19. nov. 2021 13:07 - Sist endret 19. nov. 2021 13:16