De ASU-installatie produceert vloeibaar gas volgens de volgende zeven stappen:

1. Voordat de lucht wordt gecomprimeerd, wordt deze eerst gefilterd om stof te verwijderen.

2. Lucht wordt gecomprimeerd, waarbij de uiteindelijke afleveringsdruk wordt bepaald door de opbrengst en de vloeistoftoestand (gas of vloeistof) van de producten. Typische drukken liggen tussen 5 en 10 bar overdruk. De luchtstroom kan ook tot verschillende drukken worden gecomprimeerd om de efficiëntie van de luchtseparatie-eenheid (ASU) te verhogen. Tijdens de compressie condenseert water in tussenkoelers.

3. De proceslucht wordt doorgaans door een moleculaire zeef geleid, die eventuele resterende waterdamp en kooldioxide verwijdert. Kooldioxide zou namelijk bevriezen en de cryogene apparatuur verstoppen. Moleculaire zeven zijn vaak ontworpen om gasvormige koolwaterstoffen uit de lucht te verwijderen, omdat deze problemen kunnen veroorzaken bij de daaropvolgende luchtdestillatie en tot explosies kunnen leiden. De moleculaire zeef moet worden geregenereerd. Dit gebeurt door meerdere eenheden in een afwisselende modus te installeren en het droge, bijgeproduceerde afvalgas te gebruiken om het water te desorberen.

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

5 Als alternatief kan de condensor worden gekoeld door warmte uit te wisselen met een herverwarmer in een lagedrukdestillatiekolom (LP-kolom) (werkend bij 1,2-1,3 bar absoluut) wanneer de ASU zuivere zuurstof produceert. Om de compressiekosten te minimaliseren, moet de gecombineerde condensor/herverwarmer van de HP/LP-kolommen werken met een temperatuurverschil van slechts 1-2 Kelvin, wat warmtewisselaars van gesoldeerd aluminium met plaatlamellen vereist. De typische zuurstofzuiverheid varieert van 97,5% tot 99,5% en beïnvloedt het maximale zuurstofrendement. De koeling die nodig is voor de productie van vloeibare producten wordt verkregen door gebruik te maken van het Joule-Teller-effect in een expander die perslucht rechtstreeks naar de lagedrukkolom voert. Een bepaald deel van de lucht mag dus niet worden afgescheiden en moet de lagedrukkolom als afvalstroom uit het bovenste gedeelte verlaten.

6 Omdat het kookpunt van argon (87,3 K onder standaardomstandigheden) tussen dat van zuurstof (90,2 K) en stikstof (77,4 K) ligt, hoopt argon zich op in het onderste gedeelte van de lagedrukkolom. Wanneer argon wordt geproduceerd, wordt er een dampstroom afgetapt uit de lagedrukkolom.

De kolom met de hoogste argonconcentratie wordt naar een andere kolom geleid waar de argon tot de gewenste zuiverheid wordt gezuiverd. Vanuit deze kolom wordt de vloeistof teruggevoerd naar dezelfde locatie in de lagedrukkolom. Het gebruik van moderne, gestructureerde pakkingen met een zeer lage drukval maakt argonzuiverheden van minder dan 1 ppm mogelijk. Hoewel argon in minder dan 1% van de inkomende vloeistof aanwezig is, vereist de lucht-argonkolom een ​​aanzienlijke hoeveelheid energie vanwege de hoge refluxverhouding (ongeveer 30) die nodig is in de argonkolom. Koeling van de argonkolom kan worden verzorgd door koude, geëxpandeerde, rijke vloeistof of door vloeibare stikstof.

7 Tot slot worden de in gasvorm geproduceerde producten opgewarmd tot omgevingstemperatuur door ze aan te spoelen met de binnenkomende lucht. Dit vereist een zorgvuldig ontworpen warmte-integratie die bestand moet zijn tegen verstoringen (als gevolg van het omschakelen van de moleculaire zeefbedden). Mogelijk is tijdens het opstarten ook extra externe koeling nodig.