本实用新型提供了一种多工况空分设备，空气依次经过空气压缩机、预冷机组、分子筛吸附器、主换热器后进入精馏塔，所述精馏塔包括相互连通的下塔、上塔及冷凝蒸发器；所述的上塔包括有氧气出口，氮气的出口，以及污氮气的出口。本实用新型的有益效果主要体现在：设置了四台活塞式空气压缩机，使不同工况下选择不同数量的压缩机组合，从而达到了节能的目的；增压空气冷却器中增加了一股返流污氮气，当设备启动时利用氧、氮、污氮三股返流气同时冷却增压空气，使增压空气在进入主换热器时能达到正常温度，缩短三分之一的启动时间。本实用新型能够满足350Nm³/h、550Nm³/h、750Nm³/h不同操作工况的需求。