本实用新型公开了一种内部热耦合空分装置，该装置包括精馏段、提馏段、换热器、空气过滤器、空气压缩机、预冷机组、分子筛纯化器、主换热器、冷凝器、节流阀、再沸器、透平膨胀器、第一粗氩塔、第二粗氩塔和精氩塔；本实用新型的节能空分装置与现有的低温空分装置的能耗相比，可节能30％以上，大大提高了能源的利用率，同时塔体高度可降低近一半，有利于设备安装维护、操作实施和操作安全。