Gas industri
Pemahaman awal terdiri dari bukti empiris dan protosains alkimia; namun dengan munculnya metode ilmiah dan ilmu kimia, gas-gas ini menjadi teridentifikasi dan dipahami secara positif. Sejarah kimia mengatakan bahwa sejumlah gas telah diidentifikasi dan ditemukan atau dibuat pertama kali dalam bentuk yang relatif murni selama Revolusi Industri abad ke-18 dan ke-19 oleh kimiawan
terkemuka di laboratorium mereka. Garis waktu penemuan yang dikaitkan untuk berbagai gas adalah karbon dioksida (1754), hidrogen (1766), nitrogen (1772), dinitrogen monoksida (1772), oksigen (1773), amonia (1774), klorin (1774), metana (1776), hidrogen sulfida (1777), karbon monoksida (1800), hidrogen klorida (1810), asetilena (1836), helium (1868), fluorin (1886), argon (1894), kripton, neon dan xenon (1898), serta radon (1899).
Karbon dioksida, hidrogen, dinitrogen monoksida, oksigen, amonia, klorin, belerang dioksida dan gas bahan bakar manufaktur telah digunakan selama abad ke-19, dan terutama digunakan untuk makanan, refrigerasi, obat-obatan, dan untuk penerangan berbahan bakar dan gas. Sebagai contoh, air berkarbonasi dibuat sejak tahun 1772 dan secara komersial sejak tahun 1783, klorin
pertama kali digunakan sebagai pemutih tekstil pada tahun 1785 dan dinitrogen monoksida pertama kali digunakan untuk anastesi kedokteran gigi pada tahun 1844. Pada saat itu gas sering dihasilkan untuk segera digunakan melalui reaksi kimia. Contoh generator yang penting adalah peralatan Kipps yang ditemukan pada tahun 1844 dan dapat digunakan untuk menghasilkan gas seperti hidrogen, hidrogen
sulfida, klorin, asetilena dan karbon dioksida melalui reaksi evolusi gas sederhana. Asetilena diproduksi secara komersial dari tahun 1893 dan generator asetilena digunakan sekitar tahun 1898 untuk menghasilkan gas untuk kompor gas dan lampu gas, namun listrik mengambil alih karena lebih praktis untuk penerangan dan begitu LPG diproduksi secara komersial sejak 1912, penggunaan asetilena untuk memasak menurun.
Begitu gas telah ditemukan dan diproduksi dalam jumlah kecil, proses industrialisasi memacu inovasi dan penemuan teknologi untuk menghasilkan gas dalam jumlah yang lebih banyak. Perkembangan penting dalam produksi industri gas meliputi elektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen (pada tahun 1869) dan oksigen (sejak tahun 1888), proses Brin untuk produksi oksigen yang
ditemukan pada tahun 1884, proses kloralkali untuk menghasilkan klorin pada tahun 1892 dan Proses Haber menghasilkan amonia pada tahun 1908.
Pengembangan penggunaan dalam refrigerasi juga memungkinkan kemajuan dalam pengkondisian udara dan pencairan gas. Karbon dioksida pertama kali dicairkan pada tahun 1823. Siklus refrigerasi kompresi uap pertama yang menggunakan eter ditemukan pada tahun 1834 dan siklus yang sama dengan menggunakan amonia ditemukan pada tahun 1873 dan yang lainnya dengan belerang dioksida pada
tahun 1876. Oksigen cair dan nitrogen cair pertama kali dibuat pada tahun 1883; hidrogen cair pertama kali dibuat pada tahun 1898 dan helium cair pada tahun 1908. LPG pertama kali dibuat pada tahun 1910. Paten untuk LNG diajukan pada tahun 1914 dengan produksi komersial pertama pada tahun 1917.
Meskipun tidak ada satu peristiwa yang menandai dimulainya industri gas industri, banyak yang akan menganggapnya sebagai tahun 1880-an yang ditandai dengan konstruksi tabung gas bertekanan tinggi pertama. Awalnya tabung banyak digunakan untuk karbon dioksida karbonasi atau pengeluaran minuman. Pada tahun 1895 siklus kompresi pendinginan dikembangkan lebih lanjut untuk
memungkinkan pencairan udara, terutama oleh Carl von Linde yang memungkinkan produksi oksigen dalam jumlah besar dan pada tahun 1896 ditemukan bahwa sejumlah besar asetilena dapat dilarutkan dalam aseton dan diberi label tidak mudah meledak yang memungkinkan pembotolan asetilena dengan aman.
Penggunaan yang sangat penting adalah pengembangan pengelasan dan pemotongan logam yang dilakukan dengan oksigen dan asetilena dari awal 1900-an. Seiring dengan dikembangkannya proses produksi untuk gas lain, semakin banyak gas yang dijual dalam tabung tanpa memerlukan generator gas.
Pabrik pemisahan udara mengilang udara dalam proses pemisahan sehingga memungkinkan produksi massal nitrogen dan argon selain oksigen- ketiganya sering juga diproduksi sebagai cairan kriogenik. Untuk mencapai suhu distilasi rendah yang dipersyaratkan, Unit Pemisahan Udara ("Air Separation Unit", ASU) menggunakan siklus refrigerasi yang beroperasi dengan menggunakan efek Joule-Thomson.
Selain gas udara utama, pemisahan udara juga merupakan satu-satunya sumber praktis untuk produksi gas mulia langka neon, krypton dan xenon. Teknologi kriogenik juga memungkinkan pencairan LNG, hidrogen dan helium. Dalam pengolahan gas alam, teknologi kriogenik digunakan untuk menghilangkan nitrogen dari gas alam di Unit Penolakan Nitrogen (; suatu proses yang juga bisa digunakan untuk menghasilkan helium dari
gas alam- jika ladang gas alam mengandung helium yang cukup untuk membuatnya ekonomis. Perusahaan gas industri yang lebih besar sering berinvestasi di perpustakaan paten yang luas di semua bidang bisnis mereka, terutama dalam kriogenik.
Teknologi produksi pokok lainnya dalam industri ini adalah "Reforming". Reformasi kukus () adalah proses kimia yang digunakan untuk mengubah gas alam dan kukus menjadi gas sintetis () yang mengandung hidrogen dan karbon monoksida dengan karbon dioksida sebagai produk sampingan. Oksidasi parsial dan reformasi autotermal adalah proses yang serupa namun ini juga
membutuhkan oksigen dari ASU. Gas sintetis sering merupakan prekursor sintesis kimia amonia atau metanol. Karbon dioksida yang dihasilkan adalah gas asam dan umumnya dihilangkan dengan perlakuan menggunakan amina. Karbon dioksida yang dipisahkan ini berpotensi diserap ke reservoir penangkapan karbon.
Teknologi pemisahan udara dan pembaharuan hidrogen adalah landasan industri gas industri dan juga merupakan bagian dari teknologi yang dibutuhkan untuk banyak gasifikasi bahan bakar (termasuk siklus gabungan gasifikasi terpadu ()), skema kogenerasi dan proses Fischer-Tropsch gas menjadi cairan. Hidrogen memiliki banyak metode produksi dan disebut-sebut sebagai bahan bakar alternatif karbon netral pengganti hidrokarbon,
sementara hidrogen cair digunakan oleh NASA dalam pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket; lihat ekonomi hidrogen untuk informasi lebih lanjut tentang pemakaian hidrogen.
Teknologi pemisahan gas yang lebih sederhana, seperti membran atau saringan molekul () yang digunakan dalam penjerap ayun betekanan () atau penjerap ayun hampa () juga digunakan untuk menghasilkan gas udara berkemurnian rendah pada generator nitrogen dan kilang oksigen. Contoh lain yang menghasilkan sejumlah kecil gas adalah generator oksigen kimia atau konsentrator oksigen.
Selain gas-gas utama yang dihasilkan oleh pemisahan udara dan reformasi syngas, industri ini menyediakan banyak gas lainnya. Beberapa gas hanya produk sampingan dari industri lain dan yang lainnya kadang dibeli dari produsen kimia lain yang lebih besar, dimurnikan dan dikemas ulang; meski beberapa memiliki proses produksi sendiri. Contohnya adalah hidrogen klorida yang dihasilkan dengan
membakar hidrogen dalam klorin, dinitrogen monoksida yang dihasilkan melalui dekomposisi termal amonium nitrat saat dipanaskan perlahan, elektrolisis untuk produksi fluorin, dan pelepasan korona listrik untuk menghasilkan ozon dari udara atau oksigen.
Layanan dan teknologi terkait dapat diberikan seperti vakum, yang sering disediakan di sistem gas rumah sakit; udara bertekanan murni; atau refrigerasi. Sistem lain yang tidak biasa adalah generator gas lembam. Beberapa perusahaan gas industri juga dapat memasok bahan kimia terkait, terutama cairan seperti brom dan etilena oksida.