深冷制氮空分技術(shù)經(jīng)歷了百余年的發(fā)展，其核心是利用低溫精餾原理將空氣中的氮、氧等組分分離，制備高純度液氮和氣態(tài)氮氣。本文將從技術(shù)起源、液氮需求、國內(nèi)最早廠商、未來發(fā)展及其他影響因素等方面展開，總結(jié)深冷制氮空分技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)與未來趨勢，為相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)提供參考。

一、深冷空分技術(shù)的起源

我們知道，氣體與液體是可以互相轉(zhuǎn)化的。那么我們呼吸的空氣有沒有可能在特定的條件下變成液態(tài)呢？十八世紀的科學家們開始思考起了這個問題。

到了1877年，氧氣的液化終于取得突破法國科學家卡里葉，首先將氧氣壓縮到300個大氣壓，隨后冷卻至常溫，節(jié)流膨脹得到氧氣液滴。終于人類首次通過深冷工藝，液化了一種曾經(jīng)的“永久氣體”，在此后的過程中一系列氣體被液化，直到1908年荷蘭科學家昂尼斯成功液化氦氣，至此，歷經(jīng)接近80余年，人類完成了對所有氣體的液化。

在液化空氣這個領(lǐng)域不得不提到一個非常重要的人，那就是林德。經(jīng)過多年的努力，1877年，林德終于制造出了第一臺以氨氣為工作介質(zhì)的制冷機組。不久后林德開始創(chuàng)業(yè)，成立了著名的林德公司，這個公司幾經(jīng)改組一直延續(xù)到今天。時間到了1895年林德利用焦耳-湯普森效應成功地制出了世界上第一臺空氣液化裝置?？梢哉f林德在制冷領(lǐng)域的貢獻與瓦特對蒸汽機的貢獻相當。相比之下，瓦特更像是一個工程師，林德則是工程科學家，理論功底更加扎實。

1902年，林德建造了世界上第一座工業(yè)化氧氣空分廠，標志著深冷精餾法的誕生。該裝置采用多級壓縮和膨脹循環(huán)，將空氣冷卻至低溫后進行分餾，首次實現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的氧氣分離。

二、需求驅(qū)動使得液氧技術(shù)迅猛發(fā)展

20世紀初，工業(yè)革命浪潮洶涌，對工業(yè)氣體的需求發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變。合成氨（哈伯-博世法，1913年工業(yè)化）作為化肥與炸藥的基礎(chǔ)，需要消耗巨量的氫氣，而氫氣的最佳來源正是通過深冷分離從水煤氣或焦爐氣中獲取，這一過程極度依賴液氮提供的深冷環(huán)境（用于冷凝分離一氧化碳等雜質(zhì)）。同時，新興的鋼鐵工業(yè)對氧氣的渴望也急劇攀升，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)極大地提高了效率和品質(zhì)。此外，迅速發(fā)展的航空航天、電子工業(yè)對高純度氮氣（用于惰性保護）及稀有氣體（氬、氖、氪、氙等）的需求也呈爆發(fā)式增長。正是這些強勁的工業(yè)需求，特別是對液氮作為核心冷源和產(chǎn)品的雙重需求，成為推動深冷空分設(shè)備大型化、高效化發(fā)展的核心引擎。

從此之后，深冷空分制取液氮液氧這項技術(shù)，開始迅猛發(fā)展，在后面的幾百年里不斷升級迭代，成為了如今在各行業(yè)中都發(fā)揮重要作用的技術(shù)。

三、深冷空分技術(shù)在中國內(nèi)的發(fā)展

杭氧作為中國空分行業(yè)的奠基者與持續(xù)領(lǐng)跑者，于1953年成功仿制出國內(nèi)第一臺30m3/h制氧機，1958年又研制出中國第一臺3350m3/h空分設(shè)備，開啟了國產(chǎn)大型空分設(shè)備的征程。數(shù)十年來，杭氧不斷突破，在特大型空分領(lǐng)域達到世界先進水平。

開封空分集團有限公司同樣創(chuàng)建于建國初期，開空是我國空分設(shè)備的重要生產(chǎn)基地之一。尤其在六十年代及以后，在中小型空分、石化領(lǐng)域空分以及稀有氣體提取設(shè)備方面形成了特色和優(yōu)勢，為國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻。

這些先驅(qū)的發(fā)展和對深冷技術(shù)的研究，使得中國在整個世界的空分市場也有一席之地，并且擁有重要的話語權(quán)。

面對全球能源轉(zhuǎn)型，深冷空分也正面臨著重要的改革。未來浙江盛爾氣體設(shè)備也會投入更多的研發(fā)在深冷空分技術(shù)上面，來研發(fā)更低能耗的流程，比如更高效的精餾塔、換熱器和膨脹機等。

并且隨著AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們也需要隨著行業(yè)先驅(qū)一起，積極推動設(shè)備實現(xiàn)生命周期的智能監(jiān)控，遠程運維和優(yōu)化運行，來提高深冷制氮空分技術(shù)的安全性和可靠性。

綜上所述，深冷制氮空分技術(shù)自卡爾·馮·林德創(chuàng)立以來，經(jīng)歷了從單一制氧到制氧制氮并舉，再到大規(guī)模液態(tài)產(chǎn)品生產(chǎn)的演變過程。國內(nèi)廠商如杭氧、開空等，憑借引進與自主創(chuàng)新相結(jié)合，推動了中國深冷制氮空分裝備的自主化和規(guī)模化發(fā)展。展望未來，隨著數(shù)字化、節(jié)能化和環(huán)保要求的不斷提升，深冷制氮空分技術(shù)將在智能化、模塊化和綠色低碳方向上迎來新一輪發(fā)展機遇。