本实用新型公开了一种合成氨空分预冷纯化系统，空分系统专用循环水池上设置有补水管，所述空分系统专用循环水池与循环水泵相连，所述循环水泵的出口管线靠起始端的位置上设置有消防水补水管，所述循环水泵的出口管线终端分别与水冷却塔的上部循环水进口以及冷却水泵进口相连，所述冷却水泵出口与空气冷却塔的中部冷却水进口相连，所述水冷却塔的底部出口与蒸汽制冷器相连，所述蒸汽制冷器的冷侧出口与冷冻水泵进口相连。避免由于循环水水质的恶化造成空气冷却塔带水，分子筛损坏等问题，增加应急补水管道，确保在循环水泵出现故障的情况下能有一个向预冷系统及时补水的应急手段，从而确保生产的正常进行，减轻氨压机的运行负荷。