二、 单元设备的设计、制造技术不断提高是大型空分装置国产化成功的根本
有了精确的计算与先进的流程组织，装置的整体性能还直接受各单元设备技术性能的制约。在单元设备的研究方面，“八五”、“九五”期间我公司相继承担的国家攻关项目有：a.大型空分设备压力容器的研制；b.大型板翅式换热器的研制；c.高效精馏塔研究；d.空分设备用规整填料塔研究；e.全精馏无氢制氩技术研究；f.多股流绕管式换热器等，这些攻关目标均逐一实现，并且得到实际应用的验证。如：我公司先后进行宝钢“30000”空分装置，鞍钢“3万5”空分装置，宁夏“28000”空分装置的设计与制造工作，为“4万”空分单元设备的设计与制造积累了丰富的经验，本套空分装置是德州华鲁恒升大氮肥装置国产化的最重要的配套装置，“4万m3/h大型空分成套设备研制”是“十五”国家重大技术装备研制项目（由国家经贸委、财政部、中国机械联合会组织），共有8个课题，开空集团承担了其中7个子课题，分别是：
① 4万m3/h大型空分流程设计和成套技术的开发；
② 大型分子筛吸附器研制；
③ 大型高压换热器研制；
④ 大型高压带液透平膨胀机研制；
⑤ 大型规整填料塔研制；
⑥ 空分设备特殊阀门研制；
⑦ 变负荷智能型集散控制系统研制。
从以上这些课题的设置可知单元设备的设计、制造对成套装置的重要性，经过多年的技术攻关，开空集团已对空分装置配套的空冷塔、水冷塔、分子筛吸附器、规整填料塔、筛板塔等主要的单元设备均有独到的见解和成熟的设计、制造经验，特别是在高压绕管换热器、双管板蒸汽加热器等多个单元设备方面为开空集团所特有。
三、 内压缩流程开发的成功是对大型空分装置国产化有力的支持
众所周知，由于内压缩流程相对于外压缩流程具有操作简便、安全可靠、产品类别多样，可以获得较多液体，占地少，投资省等优势，在目前世界上大型空分装置基本上均采用内压缩工艺流程。由于国内空分行业外压流程在相当长的时期内占主导地位，对内压缩工艺流程的研究相对较少，这样使得大型空分装置国产化在一定程度上受到了限制。为此，开空集团率先对内压缩流程进行研究与开发。
a) 94年向客户提供小型的内压缩医用氧设备；
b) 94年底与天津铁厂签订了“15000m3/hO2，产品压力为0.6Mpa的内压缩空分合同；
c) 95年开封空分与美国APCI在开封召开由石化行业及设计院参加的配套大化肥的内压缩空分技术交流研讨会；
d) 96年签约三套产量为300m3/hO2，压力为20.0Mpa出口的小型内压缩流程空分设备，并取得成功；
e) 97年天津铁厂“15000”投入运营，并顺利通过性能考核；
f) 2000~2001年签订湖北鄂钢，青岛钢厂“10000”，3.0Mpa内压缩空分，柳州钢厂“15000”，3.0Mpa内压缩空分；
g) 2002年初湖北鄂钢、青钢相继一次开车成功，顺利通过考核；
h) 2002年3月，宣钢集团签订“15000”，3.0Mpa空分设备；
i) 2004年4月柳州化工股份有限公司双泵内压流程的“28000”空分签约。氧28000m3/h，4.52MPaG；氮11450m3/h，8.2MPa。
正是这些内压流程的成功的业绩，证明开封空分集团掌握了大型空分内压缩流程技术，这为成套大型空分装置国产化提供了有力的保证，所以才使得华鲁恒升化工股份有限公司对开封空分集团成套“4万”空分有充足的信任，并与2002年9月16日与开封空分集团签订合同，这是我国首套自行设计、制造、成套的4万等级成套装置。
第二部分 4万空分设备简介
“KDON-40000/45850”型空分设备是一套典型的化工型内压缩设备。该设备采用常温分子筛预净化，增压透平膨胀机提供装置所需要的冷量，空气增压膨胀，双塔精馏，液氧泵内压缩流程，同时设有全精馏制氩系统，整套装置的控制、联锁由DCS系统完成，流程遵循最先进的和最通用的控制方式，并贯彻以稳定运行为前提的设计模式。现分系统对该套装置进行介绍。
一、 空气过滤系统
采用自洁式空气过滤器，滤纸为进口材料，正常处理气量为20000m3/h，过滤精度>2μm，颗粒为99.99%；>1μm为99%，过滤级别GB/T14295-93中高效等级。
自洁过程由PLC实现自动化控制。
二、 空气压缩系统
本系统由空压机、空气增压压缩机、一拖二汽轮机及公共润滑油站组成。完成的任务是将~200000m3/h的气量压缩到0.525Mpa；同时将部分的空气压缩到7.0Mpa。
空压机、增压机是由沈鼓制造，汽轮机由杭汽制造，空压机与增压机共用一台汽轮机驱动，这样就与中型空分装置中空压机与增压机各自单独驱动不同。在空压机、预冷系统、纯化系统投入之前，增压机已启动，这时要注意增压机流路的安全保护措施。
三、 空气预冷系统
本系统的任务是将空气由~100℃冷却到8~13℃，以满足分子筛吸附器工作的要求，同时对压缩空气进行洗涤，除去对分子筛吸附剂有害的酸性气体，同时设有氨蒸发器提供外界冷源。主要设备有空冷塔、水冷塔、氨蒸发器。
1. 空冷塔、水冷塔
空冷塔、水冷塔均采用散堆填料，在塔的结构设计上充分考虑到防带水措施，主要采取高通量的汽液分布器，旋风分离结构等，确保空分的安全运行。
2. 氨蒸发器
考虑到氨介质的特点及循环水的条件，选用不锈钢管材，并在氨蒸发器的上部留有足够的汽液分离空间，采用浴式工作，保证蒸发器工作的稳定。
