De ASU-fabriek produceert vloeibaar gas in de volgende zeven stappen:

1.Voordat de lucht wordt gecomprimeerd, wordt het stof eruit gefilterd.

2. Lucht wordt gecomprimeerd waarbij de uiteindelijke persdruk wordt bepaald door de terugwinning en de vloeistoftoestand (gas of vloeistof) van de producten. Typische drukken variëren tussen 5 en 10 bar (overdruk). De luchtstroom kan ook worden gecomprimeerd tot verschillende drukken om de efficiëntie van de ASU te verbeteren. Tijdens de compressie condenseert water in tussenkoelers.

3. De proceslucht wordt over het algemeen door een moleculair zeefbed geleid, dat alle resterende waterdamp en kooldioxide verwijdert, die anders zouden bevriezen en de cryogene apparatuur zouden verstoppen. Moleculaire zeven zijn vaak ontworpen om gasvormige koolwaterstoffen uit de lucht te verwijderen, omdat deze een probleem kunnen vormen bij de daaropvolgende luchtdestillatie, wat tot explosies kan leiden. Het moleculaire zeefbed moet worden geregenereerd. Dit gebeurt door meerdere units te installeren die afwisselend werken en het droge, gecoproduceerde afgas gebruiken om het water te desorberen.

4. Proceslucht stroomt door een geïntegreerde warmtewisselaar (meestal een platenwarmtewisselaar) en wordt gekoeld tegen cryogene product- (en afval)stromen. Een deel van de lucht wordt vloeibaar en vormt een vloeistof die verrijkt is met zuurstof. Het resterende gas is rijker aan stikstof en wordt in een hogedrukdestillatiekolom (HP) gedestilleerd tot bijna zuivere stikstof (meestal < 1 ppm). De condensor van deze kolom vereist koeling die wordt verkregen door de zuurstofrijkere stroom verder te expanderen via een klep of via een expander (een omgekeerde compressor).

5 Als alternatief kan de condensor worden gekoeld door warmte uit te wisselen met een reboiler in een lagedruk (LP) destillatiekolom (werkend bij 1,2-1,3 bar abs.) wanneer de ASU zuivere zuurstof produceert. Om de compressiekosten te minimaliseren, moet de gecombineerde condensor/reboiler van de HP/LP-kolommen werken met een temperatuurverschil van slechts 1-2 graden Kelvin, waarvoor gesoldeerde aluminium warmtewisselaars met plaatvin nodig zijn. De typische zuurstofzuiverheid varieert van 97,5% tot 99,5% en beïnvloedt de maximale zuurstofrecuperatie. De koeling die nodig is voor de productie van vloeibare producten wordt verkregen met behulp van het JT-effect in een expander die perslucht rechtstreeks naar de lagedrukkolom voedt. Daarom hoeft een bepaald deel van de lucht niet te worden gescheiden en moet deze de lagedrukkolom als afvalstroom vanuit het bovenste gedeelte verlaten.

6 Omdat het kookpunt van argon (87,3 K bij standaardomstandigheden) tussen dat van zuurstof (90,2 K) en stikstof (77,4 K) ligt, hoopt argon zich op in het onderste deel van de lagedrukkolom. Bij de productie van argon wordt een dampafname vanuit de lagedrukkolom uitgevoerd.

Kolom waar de argonconcentratie het hoogst is. Het wordt naar een andere kolom gestuurd om het argon te rectificeren tot de gewenste zuiverheid, van waaruit de vloeistof terugstroomt naar dezelfde locatie in de lagedrukkolom. Het gebruik van moderne gestructureerde pakkingen met zeer lage drukval maakt argonzuiverheden van minder dan 1 ppm mogelijk. Hoewel argon in minder dan 1% van de inkomende vloeistof aanwezig is, verbruikt de luchtargonkolom een ​​aanzienlijke hoeveelheid energie vanwege de hoge refluxverhouding (ongeveer 30) die in de argonkolom vereist is. De argonkolom kan worden gekoeld met koud geëxpandeerde, rijke vloeistof of met vloeibare stikstof.

7 Ten slotte worden de in gasvorm geproduceerde producten tegen de inkomende lucht verwarmd tot omgevingstemperatuur. Dit vereist een zorgvuldig ontworpen warmte-integratie die bestand moet zijn tegen verstoringen (door het omschakelen van de moleculaire zeefbedden). Mogelijk is er ook extra externe koeling nodig tijdens het opstarten.