空气每天从我们身边流过，是不要钱的。空分装置把它变成的氧气、氮气、氩气却值钱，中间的差别，全在一套把空气拆开的低温工艺里。
拆空气的第一步，是把它变成液体。空气先被压缩，压力升上去，温度也跟着升高，经过冷却水降温，进入分子筛纯化器，水分和二氧化碳这类杂质被拦下来，碳氢化合物也要清除。纯净后的空气进入主换热器，一路冷到约零下 190 摄氏度以下，变成淡蓝色的液体空气。
液体空气进精馏塔，分离靠沸点差。常压下氮气沸点约零下 196 摄氏度，氩气约零下 186 摄氏度，氧气约零下 183 摄氏度。塔内温度自下而上逐级降低，液体往下走，蒸汽往上走，在塔板上反复接触交换。氮气沸点最低，最先从塔顶跑出来；氧气沸点最高，在塔底富集；氩气卡在中间，在特定位置的塔板浓度最高，抽出来时也就一成上下，再经粗氩塔、精氩塔两道提纯，最终到 99.999% 以上。
水汽和二氧化碳在常温下不起眼，冷到零下 190 度就麻烦了，水结冰、二氧化碳变干冰，会把换热器和塔板堵住。所以纯化器这一步省不掉，分子筛吸附饱和了要切换再生，轮流工作，保证进塔空气一直干净。这也是空分装置不能随便停的原因之一，一停一开，能耗和损耗都成倍往上走。
产品各有各的去处。氧气纯度一般做到 99.6% 以上，供给冶炼和切割，医疗上也用得到。氮气做到 99.99% 以上，做保护气氛，食品充氮和电子制造都会用到。氩气做到 99.999% 以上，氩弧焊离不开它，单晶硅拉制和不锈钢冶炼这些高温场景也靠它挡氧化。
精馏直接出来的纯度有上限，想要更高，靠后续纯化。氮气里的微量氧用催化剂脱除，氧气里的烃类和水在精馏阶段就控住，氩气再走一道低温吸附。纯度每高一个数量级，设备和能耗都上一个台阶，价格也跟着涨。这也是高纯气体和普通工业气差价的主要来源。
深冷空分不是唯一的制气路线。变压吸附做氮气、富氧在行，膜分离更轻便，但两者的纯度天花板都够不到高纯线。99.999% 级别的氧氮氩，基本还是深冷空分的天下。
空分装置是电老虎。把空气压到几个兆帕，再冷到零下近两百度，每一步都在耗电，电费占产品成本很大一块。空分装置有大有小，大的每小时处理几十万方空气，小的几千方，规模越大，单位产品的电耗越低。大型空分厂往往建在电价低的地区，靠近电网，也靠近用户，气体用管道直接送过去，液体产品装槽车或灌进钢瓶运走。同样的气，产地不同、距离不同，价格差出一截，账都记在能源和运输上。
站在用户角度看，钢瓶里的氧氮氩，标签上写的都是这些装置的产物。买气时问一句气源，能问到空分厂的，纯度稳定性通常更有底；来源说不清的气，纯度和水分都没有保障。工业气体看起来只是一瓶气，背后是一整套低温工程的投入，这个账算清楚，采购时就不容易被低价带偏。
氧氮氩从同一台装置里出来，各走各的路，进到不同的车间。搞懂这层原理，再看气瓶上的纯度标签，就知道那几个九是怎么来的。
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