安全可靠、长期连续、稳定、无事故、少故障运行，是空分设备用户首选共性要求。没有安全可靠，产量质量、节能减排保证用户及经济效益等将无存在基础，这是行业共识。而要做到安全可靠，是与空分设备流程选择、设计制造、工厂设计、施工安装、操作运行、维护检修及更新改造等方面都有密切关系的系统工程。笔者对于空分设备制造业而言，从差距较大的单体设备的本质化安全要求提出粗略看法与建议。
（1）大型立式径向流双层床分子筛吸附器及高效分子筛吸附剂的研发与采用。分子筛吸附器是空分成套设备的前端净化装置，原料空气中的乙炔、甲烷、碳氢化合物等燃爆组分和二氧化碳、水分、氧化亚氮等堵塞组分，大多依靠其净化与去除，这对确保主冷和整个空分的安全，防止燃爆事故极其重要。随着空分设备大型化，尤其是特大型空分需求量大增，卧式双层床分子筛吸附器的直径与长度日益增加。长度过大，气流分布不均，降低吸附效果，需要攻关；直径过大，运输也成为瓶颈。应该研发与采用立式径向流双层床分子筛吸附器，缩小直径方便运输，减少占地面积。但目前与国际先进差距明显，需加大研发力度，尽快赶上。空分常用的13X分子筛吸附剂及其他常规吸附剂，国内均已过关，达到吸附效果，满足工艺安全要求。但对于能高效吸附氧化亚氮、甲烷和特定有害杂质的吸附剂仍未解决，必须尽快攻关。
（2）立式、卧式双沸腾侵浴式主冷及多层侵浴式主冷的研发与采用。空分主冷是事故多发源，一旦发生燃爆，损失巨大，后果严重，安全至关重要。目前，一般情况下，主冷均采用安全性能好的侵浴式主冷。随着空分设备大型化，主冷尺寸（高度、直径）愈来愈大，运输成为瓶颈。大型化空分是能耗大户，节能要求更高更严。既要安全，又要节能，在安全的前提下，尽量节能。在这种思想指导下，国内已研发成功并应用立式和卧式双沸腾侵浴式主冷，缩小直径，解决运输难题，取得明显节能效果，安全可靠，并在此基础上进一步研发多层侵浴式主冷，但还存在不少技术难题有待解决。
（3）内压缩流程高压系列设备的研发与采用。随着当今煤化工、石化、新能源产业的发展，对空分设备要求大型化、高压化趋势日益明显，氧氮产品压力一般在4-10MPa直间，空分单机容量一般在3万以上，许多6万。甚至8-10万等级，一般为内压缩流程。高压设备由于压力高、制造困难、要求严、故障多及危险性大，本身就是事故多发源。所需高压板式换热器、高中压膨胀机、高压低温液体泵、高压阀门（尤其是低温阀）等核心高压设备，目前国内有的尚未研发成功，有的尚未过关，为了安全可靠，一般均为引进，消耗大量外汇，这是软肋，要尽快赶上世界先进。
（4）按设备标准设计制造空分冷箱。以往，空分冷箱一般按钢结构件制作与拼接，刚度、强度一般，平整度差，安全措施不完善，长期运行后变形。近年来多起冷箱“砂爆”事故，损失巨大，有的是灾难性的，很难修复，更暴露了空分冷箱内压力、温度监控不力，事故状态下泄压能力不够等重大安全隐患。空分设备大型化后，这个矛盾更加突出。行业必须树立新的设计理念，按设备标准要求设计制造空分冷箱，视其为重要的非标准设备而非一般钢结构，提高标准，严格要求，强度要高，刚性要好，板面平整。提高制造安装精度，既保证冷箱强度又保证密封性好。要完善考虑冷箱安全措施，尤其对大型、特大型空分冷箱要有完善的安全设计，冷箱人孔、正负压安全阀（呼吸阀）要多层合理布局，数量足够，保证事故状态下的泄压能力。冷箱内压力、温度要多层多点结合监控，数量足够，不留死角，并将信号输往主控室，便于观察，超标报警，防患未然，采取措施，杜绝事故。
4.节能化设备
采用节能化设备，是节能减排、建设资源节约型、环境友好型社会和科学发展的需要。建议在下列几方面努力有所作为。
（1）降膜式主冷的研发与采用。侵浴式主冷平均温差一般为1.3K，而降膜式主冷温差一般为0.5-0.6K，下塔顶部压力下降4.2KPa，因而使用降膜式主冷时下塔顶部压力会下降29-33KPa，空压机出口压力也会相应下降29-33KPa，从而节约大量电能。根据国际知名空分公司提供的资料，采用降膜式主冷可节约总能耗2-3%，效果客观。对于大型、特大型空分而言，节能的绝对值是很大的。以6万等级空分为例，大约可节电负荷1000KW，每年月节电800万KW.h以上，具有很大经济效益。
1997年12月25日圣诞夜，马来西亚宾特鲁壳牌石油公司8万空分主冷爆炸，空分装置全毁，伤12人，损失惨重，世界震惊。由于主冷是采用降膜式主冷，提出了质疑，后经国际空分界一年多的深入调查研究，查明了原因，问题不在降膜主冷。武钢现有林德公司制造60000m3/h空分4台，为了节能，全部采用降膜式主冷，最早投用的为2005年1月29日送氧，安全运行已超过8年。安照国家安全标准，主冷液氧中控制乙炔含量小于0.1×10-6，实际一般为痕迹。按照林德标准，液氧中堵塞组份氧化亚氮小于2.5×10-6，氪氙浓缩塔中二氧化碳和氧化亚氮总量小于150×10-6，武钢均能达到，保证了安全运行。因此，笔者认为降膜式主冷只要设计合理，制造周密，运行严格，是可以确保安全的。建议国内空分制造厂，为了节能，尽快研发与采用降膜式主冷，以满足空分设备大型化发展的需要。
（2）大型化、低纯度、深冷法空分研发与采用。当今快速发展新型的煤化工、新能源等行业与成熟的钢铁冶金等行业，都需要大量低纯度的氧气，但同时又需要大量高纯度的氮气。常规深冷法空分生产的纯氧稀释成低纯氧使用不经济，能生产低纯氧且节能的变压吸附空分又不能同时生产氮气。因此，研发并采用安全可靠、节能降耗的大型化（≥10000m3/h）、低纯度（90-95%O2）深冷法空分已很紧迫。
经与国内外多个知名企业多次技术交流后明确，确定氧气纯度高低是节能的关键。98%O2氧纯度是总能耗的拐点，氧气纯度超过98%，总能耗急剧上升，推荐富氧纯度92-95%O2为宜。在1MPa氧压时，95%O2氧气纯度比99.6%O2氧气纯度总能耗下降约10%，节能投资5%。氧纯度低于95%提氩气不经济。国际上大型化低纯度深冷法空分的成熟技术与经验，可供借鉴。
（3）高效能多样化液化汽化设备的研发与采用。因为空分用户用量不均衡，负荷变化或生产异常，有时造成氧气、氮气过剩，为了减少放散浪费，将其液体贮存，作为生产备用或外销，这是常规。我国天然气资源集中在西部，而大用户集中在经济发达的东部沿海，因而出现了“西气东输”的长输管道。
同时，为了满足零散小用户的需求，为方便运输，将天然气（CNG）液化成液化天然气（LNG），以天然气的主要成分甲烷计，体积缩小576倍，用槽车送给用户。以上就需要多种多样的液化设备。与之相反，液氧、液氮、液氩以及液化天然气（LNG）在用户汽化使用，就需要各种各样的汽化设备（如沿海LNG接收站的汽化设备，由于海洋天气、海水等环境条件，腐蚀氛围对汽化设备有特殊要求）。针对不同环境（大气、地质、水、汽等）条件，不同用户需求，研发并采用不同类型高效的液化汽化设备已是当务之急。
（4）变压吸附新技术的研发与采用。变压吸附空分在高炉富氧、有色冶炼行业已有较多应用，效果甚好。目前，正在向煤化工行业进军，向大型化发展。力争在高效吸附剂攻关，在大型化吸附器气体流动均匀化分布，切换阀寿命提高，全自动控制等方面更上一层楼。
我国一次能源以煤为主，年用煤量已超过25亿t，开采每吨煤可产生煤层气20-40m3，煤层气年产量可达700-800亿m3，其主要可燃成分是甲烷，可谓巨大的能源金矿。甲烷属易燃易爆气体，爆炸下限低仅5%，弄不好瓦斯爆炸，群死群伤，矿难惨重。若能将低浓度瓦斯（含CH4＜0.7%煤层气）安全富集利用，将是变害为利避免事故，变废为宝成为新能源的大好事。研发与采用变压吸附新技术、新工艺、新设备和新材料，选择针对性高效吸附剂，研发新型适用变压吸附工艺流程，研制大型吸附器，将煤层气中甲烷富集利用，将开辟变压吸附应用新领域。
（5）液体膨胀机的研发与采用。随着煤化工行业的迅猛发展，高压内压缩流程的新工艺及新设备的研发与采用显得非常重要，液体膨胀机就是其中之一。国内著名空分设备供应商，在高压内压缩流程中采用液体膨胀机或液体高压节流阀对空分流程的影响进行了对比，液体膨胀机明显占优，它能提高空分流程提取率，降低空气增压机和增压透平膨胀机的处理气量，具有明显节能效果（因为液体膨胀机等熵过程比高压节流阀等焓过程回收能量多）。按4万等级空分计可节省总能耗约3.5%，降负荷约1100KW。按6万等级空分计可节省总能耗约3.8%，降负荷1400KW，数量可观。而且还避免了液体高压节流阀气蚀损坏等问题。当前，液体膨胀机为国外公司垄断产品，法国Cryostar公司做得最好，但价格昂贵，影响应用，可见加快液体或全液体膨胀机研发速度，满足需要，迫在眉睫。
5.高效率机器
我国空分行业与国际先进企业相比，差距明显。尤其是大型、特大型空分配套的空压机、增压机、氧透、氮透、中压膨胀机、全液体高压膨胀机、高压低温液氧、液氮以及液氩泵等机器动设备和高压尤其是低温阀门、控制系统等，差距更大，还需大量进口，耗费大量外汇。我国以生产多台6万等级空分并出口，但机器动设备是进口配套，我国主要生产冷箱内外的静设备。据悉，3万等级以上空分国内有多家空分制造企业生产，但机器动设备大多为进口配套，有的我国虽能制造，但故障多、效率低、能耗高，即使价格较低，用户也不愿采用，这是一个很尴尬的局面。从本质上说，没有一个完整的额主要国产设备配套，我国还不是一个真正的额空分制造大国。大型、可靠、高效、节能机器动设备的研发，是我国空分行业真正做大做强的关键。
为了缩小差距和赶超先进，我国有关企业作了大量卓有成效的工作，并取得瞩目成绩，其中杭氧与陕鼓值得一提。由于氧透 安全性要求极高，高压氧气容易引发燃爆事故，制造难度大，技术含量高，用材特殊，价格昂贵，故大型高压氧透的研发受到限制。杭氧迎难而上，做出成绩，以其安全可靠、性能良好、价格较低赢得了用户，1万、2万等级氧透得到广泛应用，6万自增压氧透2008年在日照钢厂首次安全成功投运，这是值得一提的成果。笔者呼吁国内广大空分设备用户，站在国家利益高度，支持民族工业发展，给国产机器动设备以市场，克服困难，尽量采用。不要认为用了国产机器动设备，虽然省了钱，但出了故障要被问责；进口了世界上最好的机器动设备，虽然多花钱，但出事故几率小，即使出了事故也不会被问责。这种思想方法与考核办法值得商榷，应予调整。这些机器动设备的研发、推广、应用的全过程，也需要国家相关政策与措施的扶持及导向，非常重要。
三、新思路、多途径、全方位、重服务、精管理、高标准做强
思路决定出路，求新决定创新，态度决定高度，细节决定成败。
1.新型煤化工行业是当今做强的主要途径
我国是一个缺油、少气、煤炭相对丰富的国家，这是基本国情。也鉴于此，我国能源消耗以煤为主，在一次能源结构中煤占70%（世界平均27.8%）第一位；石油占21%（世界平均36.4%）第二位；天然气占2.5-3%（世界平均23.5%）第三位。我国已成为世界第二大经济体，同时也是石油第二大消费国和第二大进口国。2012年石油对外依存度已近60%；天然气也大量进口，2010年对外依存度已超过15%，预计2015年将超过35%（消费量将达2300亿m3）。进口量与日俱增，对外依存度很高，能源安全堪忧。为了保证我国能源安全进而确保国家经济安全，为了充分、高效、综合利用我国有限宝贵的煤炭资源，减少环境污染物CO2、SO2等废气的排放，改变以往将煤炭“一烧了之”的粗放使用方法，大力发展以煤制油、煤制天然气、IGCC（整体煤气化联合循环发电系统）等为代表的新型煤化工行业，将大大提高能源利用效率和经济效益，造福于人民和子孙后代。
由国家发改委、国家能源局共同编制的《煤炭深加工示范项目规划》和《煤炭深加工产业发展政策》已发布。当中批复了气化技术、合成技术、大型设备等18项重点示范内容，以及内蒙古、新疆等11个省区15个煤炭深加工示范项目。据透露，国家发改委共收到全国上报的104个煤化工项目，如果全部在“十二五”期间开工建设，投资规模将高达2万亿元。为了煤化工行业健康、稳妥、有序发展，国家仅批了15个示范项目，也说明需要潜力巨大。根据煤化工中长期发展规划：煤制油2010年年产150万t，2015年达1000万t，2020年将达3000万t，跨越式发展。根据国家“十二五”天然气规划，至2015年，国产天然气中煤制天然气将达到150-180亿m3，占比约10%，煤制天然气新型煤化工投资提速。2013年3月份以来，已有10个新型煤化工项目获国家发改委“路条”，抓紧前期工作，总投资2000-3000亿元，其中有5个煤制天然气和1个煤制油项目。新型煤化工的核心是煤气化，煤气化需要大量氧气作原料气，氮气和空气作输送气，需要空腹设备，这就让大型、特大型空分有了新的发展机遇，最近空分设备大订单不断签约就是证明。国家需要就是行业的使命，也是机遇。当今新型煤化工行业雨后春笋般蓬勃发展，空分行业要抓住机遇、借势做强，这也是当前空分行业做强的主要途径。
