Pengeluaran oksigen industri merujuk kepada pengeluaran sejumlah besar oksigen, yang secara kasar boleh dibahagikan kepada kaedah berikut.
1. Kaedah pemisahan pembekuan udara
Komponen utama udara ialah oksigen dan nitrogen. Dengan menggunakan titik didih yang berbeza bagi oksigen dan nitrogen, oksigen disediakan daripada udara, yang dipanggil kaedah pemisahan udara. Pertama, udara dipra-sejukkan dan disucikan (sebahagian kecil kelembapan, karbon dioksida, asetilena, hidrokarbon dan gas serta habuk lain dibuang daripada udara), kemudian dipam dan disejukkan menjadi udara cecair. Kemudian, menggunakan perbezaan titik didih oksigen dan nitrogen, udara cecair itu diuap dan disalurkan pada tiang penyulingan berkali-kali untuk memisahkan oksigen dan nitrogen bagi mendapatkan oksigen tulen (ketulenan 99.6%) dan nitrogen tulen (ketulenan 99.9%). Jika beberapa peranti tambahan ditambah, gas jarang inerte seperti argon, neon, helium, kripton, dan xenon juga boleh diekstrak walaupun kandungannya sangat sedikit dalam udara. Oksigen yang dihasilkan oleh peranti pemisahan udara dipam oleh pemampat, dan akhirnya oksigen termampat dimuatkan ke dalam silinder tekanan tinggi untuk penyimpanan, atau terus diangkut ke kilang dan bengkel melalui paip. Penggunaan kaedah ini untuk menghasilkan oksigen, walaupun memerlukan satu set peralatan yang besar dan teknologi operasi keselamatan yang ketat, tetapi hasilnya tinggi, beberapa kering, 10,000 meter padu oksigen boleh dihasilkan setiap jam, dan bahan mentah yang digunakan hanyalah udara yang tidak perlu dibeli, diangkut, atau disimpan di gudang, maka sejak pembangunan penumpu oksigen pemisah udara kriogenik pertama pada tahun 1903, kaedah penjanaan oksigen ini telah menjadi yang paling banyak digunakan.
2. Kaedah penjanaan oksigen ayak molekul (kaedah penjerapan)
Memanfaatkan ciri-ciri molekul nitrogen yang lebih besar daripada molekul oksigen, penyerap molekul khas digunakan untuk memisahkan oksigen dalam udara. Pertama, pemampat digunakan untuk memaksa udara kering melalui penyerap molekul ke dalam penyerap vakum, molekul nitrogen dalam udara diserap oleh penyerap molekul, dan oksigen memasuki penyerap. Selepas satu tempoh masa, nitrogen yang diserap oleh zeolit secara beransur-ansur meningkat, kapasiti penyerapan melemah, dan ketulenan oksigen yang dihasilkan berkurangan. Kaedah penghasilan oksigen ini juga dipanggil kaedah penyerapan. Baru-baru ini, pengkonsentrasi oksigen kecil yang menggunakan penyerapan untuk menghasilkan oksigen telah dibangunkan untuk kegunaan rumah.
3. Kaedah penjanaan oksigen elektrolit
Air dimasukkan ke dalam elektroliser, natrium hidroksida atau kalium hidroksida ditambah untuk meningkatkan elektrolisis air, dan kemudian arus terus dialirkan, dan air dipecahkan menjadi oksigen dan hidrogen. Untuk setiap penyediaan, satu meter padu oksigen diperoleh, dan dua meter padu hidrogen diperoleh pada masa yang sama. Kaedah elektrolisis untuk menghasilkan satu meter padu oksigen menggunakan 12-15 kilowatt-jam, yang sangat tidak ekonomik berbanding dengan penggunaan kuasa dua kaedah di atas (0.55-0.60 kilowatt-jam). Oleh itu, elektrolisis tidak sesuai untuk pengeluaran oksigen dalam jumlah besar. Selain itu, jika hidrogen yang dihasilkan pada masa yang sama tidak dikumpul dengan betul, ia akan berkumpul di udara, seperti bercampur dengan oksigen, dan mudah menyebabkan letupan yang sangat hebat. Oleh itu, kaedah elektrolisis tidak sesuai untuk penghasilan oksigen di rumah.
(2) Penghasilan oksigen secara kimia
Oksigen industri dan perubatan dibeli daripada kilang pengeluaran oksigen. Bahan mentah untuk pengeluaran oksigen kilang adalah udara, oleh itu harganya sangat murah. Walau bagaimanapun, penyimpanan oksigen (silinder untuk oksigen bertekanan tinggi, tangki khas untuk oksigen cecair), pengangkutan dan penggunaan adalah tidak begitu mudah. Oleh itu, adalah sukar untuk mengangkut ke kawasan pergunungan terpencil jauh dari kilang oksigen, dan beberapa persekitaran khas seperti rumah pesakit, penerbangan tinggi, kapal selam yang belayar bawah air, operasi menyelam, penyelamatan lombong, dan lain-lain, amat sukar untuk membawa silinder yang besar dan berat, silinder kecil mempunyai kapasiti simpanan oksigen yang kecil dan tempoh penggunaan yang singkat, oleh itu terdapat kaedah pengeluaran oksigen kimia, dalam sebatian dengan kandungan oksigen terbesar dan mudah dilepaskan, pada masa ini, pengeluaran oksigen kimia kebanyakannya menggunakan peroksida untuk menghasilkan oksigen.
Penyelidikan saintifik mengenai sebatian peroksi bukan organik bermula pada abad ke-18. Pada tahun 1798, ahli sains semula jadi Jerman Alexander von Humboldt menggunakan kaedah pengoksidaan barium oksida pada suhu tinggi untuk menyediakan barium peroksida. Pada tahun 1810, ahli kimia Perancis Joseph-Louis Gay-Lussac dan Louis-Jacques Thenard bekerjasama menghasilkan natrium peroksida dan kalium peroksida. Pada tahun 1818, Tenar merawat barium peroksida dengan asid, dan kemudian menyulingnya untuk menemui hidrogen peroksida. Selama 200 tahun, ahli kimia telah mengkaji dan menemui sejumlah besar sebatian peroksi bukan organik. Peroksida ini mudah melepaskan oksigen apabila terdedah kepada haba, air, atau reagen kimia lain. Peroksida yang sering digunakan adalah seperti berikut:
1. Peroksida cecair (pengeluar oksigen cecair) - hidrogen peroksida
Nama kimia bagi hidrogen peroksida ialah hidrogen peroksida (H2O2), iaitu cecair telus tidak berwarna dengan bau ozon khas yang samar dan merupakan bahan yang sangat tidak stabil, yang akan mempercepatkan penguraian dalam banyak keadaan seperti haba, alkali, dan pencemaran. Untuk setiap peningkatan suhu sebanyak 5°C, kadar penguraiannya meningkat sebanyak 1.5 kali. Malah hidrogen peroksida dengan kepekatan 35% selepas pengenceran akan cepat terurai selepas lebih daripada 6 jam peningkatan pH (contohnya disimpan dalam botol kaca yang mengandungi alkali). Hidrogen peroksida yang dicampur dengan sedikit pencemaran (seperti besi, tembaga, kuningan, gangsa, plumbum, perak, kromium, mangan dan serbuk logam lain atau garamnya) akan menyebabkan penguraian pantas dan menghasilkan oksigen walaupun pada suhu bilik.
Hidrogen peroksida adalah bahan paling asas dalam peroksida, dan ia juga merupakan pengeluar oksigen kimia awal yang diiktiraf oleh saintis dari seluruh dunia. Hidrogen peroksida mempunyai manfaat pengeluaran oksigen yang lebih tinggi (14.1% oksigen tersedia dalam pencairan 30%) dan kos yang lebih rendah. Namun, hidrogen peroksida adalah agen kakisan kuat, yang boleh menyebabkan kecederaan peribadi jika anda tidak berhati-hati, dan dalam banyak kes juga boleh menyebabkan letupan atau pembakaran, sama ada ia digunakan, disimpan atau diangkut, ia adalah barangan berbahaya. Sebagai contoh, apabila kepekatan wap hidrogen peroksida mencapai lebih daripada 40% di bawah tekanan normal, terdapat risiko letupan jika suhu terlalu tinggi. Hidrogen peroksida bercampur dengan bahan organik untuk menghasilkan letupan sensitif dan berkesan tinggi. Hidrogen peroksida bercampur dengan alkohol, gliserin dan bahan organik lain, membentuk campuran letupan yang sangat berbahaya. Hidrogen peroksida adalah agen pengoksidaan kuat, mengakis bahan organik, terutamanya tekstil dan kertas, dan boleh terbakar sendiri apabila bersentuhan dengan kebanyakan bahan mudah terbakar.