分馏塔是进行蒸馏的一种塔式汽液装置，又称为蒸馏塔(distillation column)。分馏塔有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作类型又可分为连续分馏塔与间歇分馏塔两种。

分馏塔系统包括分馏塔本体(一般称保冷箱)，氨水预冷器组，加温解冻系统及液氧系统等。该系统的设备大部分是室外布置。

分馏塔系统的布置一般注意事项如下所示：

（1）要考虑安全防火距离与安装检修场地。

（2）一些经常操作的室外设备须有安全可靠的梯子平台，例如加温解冻系统的设备及阀门，空气冷却塔、水冷却塔的窥视镜，中压贮气器的进出口阀门处等部位。

（3）对一些室外设备的某些部位，如一次仪表元件，电机及其传动部分，空气冷却塔、水冷却塔的液面控制装置，分馏塔主操作面及其主要阀门等处要有防止雨雪风沙侵袭的措施或行之有效的保温防冻措施。

（1）根据操作实践证明，小型空分设备的分馏塔不宜采取室外布置。因这些小型分馏塔的操作阀门、控制仪表等制造厂原设计都是就地工作的，冷箱结构也按室内安装设计；若布置到室外时，反而要增加一系列措施而操作维护又不方便。

（2）室外安装的分馏塔，其保冷箱与主控室之间的过道宽度可根据具体情况而定，一般不小于两米。宽度太小时，将影响分馏塔基础周围排液管地沟及架空的氧、氮和空气管道的布置，同时也影响分馏塔平台上一次仪表柜的布置与人行畅通。两套分馏塔之间的距离与车间内部设备布置方式有关，当为同类型设备集中布置时，分馏塔之间距离不宜过大。此外在分馏塔周围布置设备时，仍应遵守在分馏塔四周至少在一侧留有较大的空地的原则。

（3）分馏塔的立面布置，实际上决定于分馏塔基础的作法。为了防止分馏塔正常或事故状态下的冷损量通过基础传至下部土壤，使土壤冻结造成基础的破坏事故。一般采用三种基础形式，即地上带通风孔式，地下集中通风孔式和地下实体式。

地上带通风孔基础的优点是操作灵活，正常情况下可借环境空气在通风管内自然对流散冷而使基础处于正温或近似正温中，如有需要时也可借强制循环的气体输入热量。其缺点是由于基础抬高造成机器间平台与主控室地坪之间的高差。一般要求基础高出地面的高度不大于一米。

地下集中通风孔式基础是利用氮气或制动风机的空气在通风孔内强制循环达到输入热量的目的。该型基础的适应性强，强制循环的传热效果较好，但它也有不易检查及冷损较大的缺点。

地下实体式基础全部依靠隔冷层隔绝保冷箱内冷量的下传。由于绝热材料的导热系数及隔冷层的施工情况等都不易达到理论上的要求，故某些厂的隔冷层虽厚达1.5米但仍不能使基础下部土壤处于正温；除了非冻胀性土壤外，一般不采用此种型式。

（1）氮水预冷器组布置时应注意水冷却塔排出的污氮已被水蒸气所饱和，故排气时水滴常随污氮排出滴下或随凤飘扬，使分馏塔周围经常处于淋雨和潮湿状态，造成设备和管道锈蚀。为避免此现象，应使水冷却塔的污氮排出口处于下风方向。

（2）加温系统配管复杂，风机运转噪声较大。一般情况下，风机宜与该系统的其他设备(如干燥器、加热器等)就地布置或布置在靠近该系统设备的付跨中，但不希望将风机置于主控室的楼下，以免运转噪声传入主控室。当加温系统采用罗茨风机时，应在风机吸入侧及排出侧装设消音器，减少噪声，此种消音器，国内已有系列产品可供选用。当两套分馏塔合用一套加温解冻系统时，宜把该系统布置在两套分馏塔的中间。

（3）液氧系统应布置在靠近分馏塔的附近，以使管道的冷损最小。液氧管道应有良好的补偿能力及隔冷层，隔冷材料不应采用可燃材料如沥青矿渣棉之类。

液氧、液空排放坑宜设在分馏塔附近不影响空分基础的一侧，排放坑上应有密闭的盖，并有一定高度的排放液氧蒸气的引出管。

（1）空气分离的基本原理

低温精馏是气体分离的主要方法。它是先将气体混合物冷凝为液体，然后再按各组分沸点的不同将它们分离。

（2）空气的蒸发和冷凝过程

液化空气的蒸发可以得到比液体原含氮量高的气体，也可以得到比液体原含氧量高的富氧液体。

液化空气的蒸发右有两种情况：①蒸发的蒸气在整个过程中小从容器中取出(简单蒸发)，而是同原液体同时存在及相接触；②蒸发的蒸气从容器中部分地放出(分部蒸发)，放出的量可以是无限小。而空气在街闭容器中等压下的简单冷凝过程，是上述蒸发过程的逆过程。

分析这种方式可知：采用简单蒸发(冷凝)的方法是不能实现氧、氮分离的。

（3）空气的分部蒸发(冷凝)过程

所谓分部蒸发是指液化空气在蒸发过程中不断地将蒸发的蒸气引出，最后可获得含氧量较高的液氧，实现空气分离。而分部冷凝是分部蒸发的逆过程。采用这种方法可获得数量极少浓度较高的液氧(气氮)产品。

（4）分凝过程

如上如述，分部蒸发(冷凝)过程可以获得数量很少浓度较高的液氧(气氮)产品。分部蒸发是一个吸热过程。而分部冷凝是一个放热过程。如果把这两个过程结合起来在同一个设备中进行，就可获得高纯度的氧和氮产品，这就是分凝过程。从理论上讲，使用这种方法，氮气产品的纯度接近100%。但在实际过程中，仅用这种方法生产氮气，其产品质量是不高的，这是因为，由于设备和时间、速度的影响，导致容器内液体空气与气体的质交换不能无限充分。

（5）空气的精馏

①空气的精馏过程

为了克服分凝过程的缺点，提高产品的纯度，就必须增加气液间进行质量和热量交换的时间，这就提出了精馏的方法。所谓精馏就是把液体混合物同时并多次地部分汽化和部分冷凝的过程。使低沸点组分(氮)不断地从液相蒸发到气相中去，同时使高沸点组分(氧)不断地从气相冷凝到液相中，最后实现两种组分的分离。这一过程可按如图1所示的精馏过程简图来说明。

②精馏塔的作用

图1所示过程仅仅说明了精馏过程的基本概念，实际过程还要复杂些。为了使气、液接触后能接近平衡状态，就必须要增大气液接触面积和增长接触时间。为此，精馏过程一般是通过专门的设备即精馏塔来实现的。精馏塔为圆柱形简体，其中设置许多层相互平行的塔板。在制氧机中所用的精馏塔主要是筛板塔。筛板塔的主要作用是使不平衡的蒸气与液体在板卜进行热质交换，并趋向平衡；使趋向平衡的蒸气继续L升，液体继续下流，即把趋向平衡的两相流分开，然后在相邻的塔板上再进行新的接触。

如果将蒸气凝成的液体重新蒸馏，即又进行一次气液平衡，再度产生的蒸气中，所含的易挥发物质组分又有增高，同样，将此蒸气再经冷凝而得到的液体中，易挥发物质的组成当然更高，这样我们可以利用一连串的有系统的重复蒸馏，最后能得到接近纯组分的两种液体。 应用这样反复多次的简单蒸馏，虽然可以得到接近纯组分的两种液体，但是这样做既浪费时间，且在重复多次蒸馏操作中的损失又很大，设备复杂，所以，通常是利用分馏柱进行多次气化和冷凝，这就是分馏。而分馏塔就是对混合挥发液体（例如石油）进行分馏的一种化工设备。