八、 “4万”空分的特点
本套4万空分是典型的化工型内压缩流程，在基本流路与设备配置方面与通常冶金型内压缩流程相近，但本套装置由于规模大，产品压力高等原因使得在流程组织与设备结构上具有自己的特点。
1、空压机与增压机用汽轮机一拖二
这种结构布置简单，占地面积小，投资省。但也存在的问题是当空压机启动时，增压机也同时启动，而这时预冷纯化系统的空气还没有送到增压机，所以必须考虑空分启动时增压机的气源。国外有些公司是通过分子筛吸附器，这样会使设备形成真空，并且增压机内也会形成真空，对机器的密封要求相对较高。本次“4万空分”是设置外来干燥空气流路，启动时打循环。
2、水冷却流路
a. 由于化肥工厂企业，循环水中氨含量偏高，所以在流程设置及设备选材上要注意。
b. 预冷系统为了防止氨在循环水中的浓缩，冷冻水没有采用内循环的流路；
c. 氨蒸发器、增压机后冷却器等换热管均采用不锈钢材质，而不采用铜，以免腐蚀。
3、高压换热器采用绕管式
由于本套装置高压气体压力级别高，氧产品压力8.5Mpa，空气7.0Mpa，虽然目前国外板式生产厂家认为板式的工作压力可以达到12Mpa，但由于国外高压板式运行业绩较少，运行事故也不少，所以为了长期可靠运行，开空集团决定采用高压绕管换热器，但是由于绕管换热器较板翅式比，体积庞大，吨位重，且换热效率差，所以在投资、能耗方面都要偏大。
4、制冷与换热系统的组织
内压缩流程影响能耗的关键是制冷与换热系统的组织。
a. 大型空分带液装置在制冷方面一个显著的特点是要求膨胀机前温度不能高，否则，制取的高温冷量不能充分回收，所以膨胀机前温度对能耗有很大影响。
b. 对内压缩流程，换热系统较复杂，象本系统正流空气为0.5Mpa、2.7Mpa、4.0Mpa、7.0Mpa四个级别，返流气体有0.015Mpa、0.5MPa、8.5Mpa三个级别，这样就使得传热系统温度梯度较复杂，只有合理的温差分布才是降低能耗的关键，为此在流程组织上特设置一个污氮与高压空气换热器。
c. 理论上讲是多股流混合介质设计在同一换热器里，让各介质传热自动平衡，能耗最低，但是这样会造成全部换热器均为高压换热器，会造成投资的积聚增加，所以换热器组织还是采用高低压分开的办法，更为经济些。
5、氮分离系统
a) 由于本套装置是化工用气，氮产品要求较高，含氧<10PPm且含氩小于90PPm。采用传统的流路组织会使氧提取率很低，为此在流程组织上要尽量改善上塔上段回流比。
b) 传统上精馏系统只注重上塔理论板分布，而本套4万由于下塔抽口较多，下塔理论板上的分布器对成套装置的性能有很大的影响。
c) 由于下塔抽大量压力氮，为了保证产品的高提取率，下塔采用填料塔，强化精馏。
d) 由于上、下塔设备太高，如果上下布置会造成冷箱太高，部分流体静压流动受到限制，所以将上、下塔平行放置，使整个冷箱高度大大降低，冷箱内管道应力情况得到很大改善，从根本上保证冷箱内的安全。
6、全精馏制氩系统
由于本系统大量抽取压力氮，上塔精馏工况较差，影响了氩的富集，为了改善上塔上段精馏工况，采用液空做精氩塔冷源，可以提高氩提取率~2%，同时也避免了液氮做冷源有可能带来的氩固化问题。
7、管道选材
由于本装置冷箱较高，冷箱内管道受变形引起应力较大，在管道选择上注意以下：
a) 对高压管道，优先选用强度较高的不锈钢管；
b) 对直径较小的液体管道，特别是应力较大的管道，采用不锈钢管。
8、预冷系统的变工况
对大化肥项目，一般氮气用量都很大，预冷系统需设置外来冷源，本系统设置液氨蒸发器。由于化肥装置在启动阶段没有液氨提供，所以在预冷系统、纯化系统及空压机、增压机的参数选择上均要充分考虑无氨工况的影响。
