空分装置工艺流程采用液氧泵内压缩流程。
1）空气压缩
空气进入自洁式空气过滤器，过滤除去悬浮固体颗粒(污垢，灰尘等)后，进入空气压缩机压缩至所需压力，压缩机级间的热量被级间冷却器中的冷却水带走。空气压缩机升压后的空气，经冷却后产生的凝结水通过气侧疏水器排放。
2）空气预冷和纯化系统
由空气压缩机送出的热空气从底部进入直接接触式空冷塔，并与上塔喷淋而下的冷却水和冷冻水直接接触，空气被冷却和清洗。冷却水由冷却水泵提供，空冷塔所需要的冷冻水由水冷却塔产生，并通过冷冻水泵升压，经冷水机组（夏季和二氧化碳超标时使用）进一步冷却后进入空冷塔顶部。在水冷塔塔内，冷却水（循环水或新鲜水）与来自冷箱的部分干燥污氮直接逆流接触，使部分水蒸发并随污氮排放，同时使冷却水降温产生冷冻水。
离开空冷塔含有剩余杂质如水分、二氧化碳和微量碳氢化合物的冷空气进入两台分子筛吸附器之一，并采用两台交替循环操作方式，一台吸附除去剩余杂质，生产洁净干燥的空气，另一台则通过再生加热器将来自冷箱的污氮加温后送入含有饱和水及其它杂质的分子筛吸附器，排出的污氮气将吸附器床层的水分等带走而使吸附剂再生。吸附剂为分子筛和活性氧化铝。吸附和再生的顺序操作在DCS控制下自动重复进行，每个循环周期约为480分钟。再生加热器的热源正常操作采用1.0MPaG的饱和蒸汽，特殊再生时采用2.5MPaG的饱和蒸汽。
3）热交换和制冷
由分子筛吸附器送出的干燥空气分成二股，第一股干燥空气在低压主换热器中与返流气体(压力氮气、污氮等)换热达到接近空气液化温度约-170℃后进入下塔进行精馏。第二股空气进入空气增压机进一步升压，其中一部分空气从空气增压机的Ⅱ段抽出，压力约为2.8MPaA，送膨胀机的增压端增压后进入高压主换热器，在高压主换热器内被返流气体冷却，再经膨胀机膨胀制冷，膨胀后的空气进入汽液分离器，产生的气体进入下塔，液体节流后送入上塔。另一部分空气经空气增压机的末级排出，压力约为7.2MPaA经末级冷却器后进入高压主换热器，与返流的液氧和其他气体换热后被冷却，并经节流后进入下塔中部。
由空气增压机Ⅰ段抽出干燥空气，作为仪表空气和工厂空气送仪表空气贮罐。
4）空气分离
a. 下塔（高压塔）：
送入下塔底部的空气穿过塔板向上流动使塔板上的液体部分蒸发，使易挥发的氮从液体中蒸出，蒸发潜热的交换使穿过塔板空气中的气体氧被冷凝。氧在沿塔向下流动的液体中富积，同时氮气纯度在向塔顶流动的气体中逐步增加，从而在下塔塔釜中得到富氧液体空气，下塔顶部得到液氮和中压氮气。
下塔从上到下产生以下产品：
液氮
中压氮气
贫液空
富氧液空
下塔各产品去向如下：
① 富氧液空：
一部分经过冷器过冷后节流进入上塔，作为其回流液。
一部分过冷后送入粗氩塔冷凝器做冷源，被蒸发后送入上塔。
② 页液空：
过冷节流后进入上塔，作为其回流液。
③ 液氮：
一部分液氮在过冷器中过冷后送入上塔顶部作回流液。
一部分液氮在过冷器中过冷后作为产品送出。
④ 中压氮气
一部分去主冷。
一部分抽出去低压换热器复热后作产品气。
b. 上塔（低压塔）：
顶部产生氮气，上部污氮气、中部抽取氩馏份，底部产生液氧。氧的最后提纯在上塔完成。上塔的精馏原理与下塔的精馏原理基本相同。在塔内氧浓度随向下流动的液体而逐渐增加，氮纯度随向上升的蒸气而逐渐增加。氧产品从上塔的底部以液态形式抽出，经液氧泵增压到所需的压力再经高压主换热器复热后送出界区。
塔各产品去向如下：
①顶部送出的氮气产品经过冷器和高压换热器复热，大部分进入氮气压缩机升压后作为产品送出界区。剩余部分送水冷却塔作为冷却水的冷源。
② 从上塔上部送出的污氮气体经过冷器和低压、高压换热器复热，一部分送分子筛再生加热器升温至分子筛所需的再生温度后送吸附器进行再生。另一部分进入水冷塔用于制造低温冷冻水供空冷塔使用。
③ 氩馏份从上塔中部抽出，经粗氩塔精馏在塔上部产生粗氩气；
④ 液氧从上塔底部抽出，在液氧泵中被压缩至所需压力，然后送到高压换热器中通过与高压空气进行热交换而得到高压氧气。
c. 粗氩塔
粗氩塔的设置是为了提高空分装置的氧气的提取率及减小空气压缩机的排气量。从上塔（低压塔）中部抽出一股富含氩气的氧气、氩气和微量氮气的混合物气流，送入粗氩塔底部，在塔内氩气在随气流上升的过程中逐渐富集，产生的粗氩气经塔顶粗氩冷凝蒸发器得到粗液氩和粗氩气，粗液氩作为粗氩塔回流液，粗氩气进入低压换热器复热到常温送出冷箱并汇集进入污氮气管路。冷凝蒸发器的冷源为上塔抽出的经过冷和节流后的液体空气，经粗氩冷凝器蒸发后的液空蒸汽和底部少量液空分别由粗氩塔顶部和上部返回上塔（低压塔）。塔底产生的粗液氩由粗氩塔底部返回上塔。
