进上塔的膨胀空气量的条件限制

进上塔的膨胀空气量增加，精馏段的回流比相应减少。为了达到所要求纯度的氮气产品，需要设置更多的塔板数。当回流比减少到需要设置无数块塔板才能使氮气纯度达到要求的数值时，这时的回流比叫最小回流比。进上塔的膨胀空气量首先受最小回流比的限制。当回流比越接近最小回流比时，为保证产品纯度所需的塔板数增加得越快，这将造成投资增加，塔板阻力增加，操作压力升高，能耗增加。因此，膨胀空气进上塔后的回流比应大于最小回流比。
当要求氮气纯度低时，最小回流比也减小，允许进上塔的膨胀空气量就可以多些，这时氧的提取率也相应地降低。此外，如果液空纯度高，液空量就较少，相应的液氮量就会增大。这将使精馏段的回流比增大，允许送入上塔的膨胀空气量也就可适当增加。氧气的纯度低一些，允许送入的膨胀空气量也可以多一些。总之，送入上塔的膨胀空气量应综合考虑回流比、塔板数、氧、氮及液空纯度等诸因素的影响，以便在既保证产品纯度和不使氧提取率下降过多，又不致过多地增加塔板数和能耗的情况下，送入适量的膨胀空气。目前一般允许送入上塔的膨胀空气量是0.15～0.25的加工空气量。对于大型空分设备，冷损较小。为弥补冷损所需的膨胀空气量是不会超过上述要求的，因此可将全部膨胀空气量送入上塔。对中小型空分设备，冷损较大。膨胀气量若大于上述要求时，如将全部膨胀空气送入上塔，塔板数将增加太多，同时能耗也显著增加。在设计时宁愿只将部分空气送入上塔，另一部分膨胀空气旁通至换热器，仅回收其冷量，则更为经济、合理。