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

1. Vóór compressie wordt de lucht vooraf gefilterd van stof.

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

3. De proceslucht wordt doorgaans door een moleculair zeefbed geleid, dat alle resterende waterdamp verwijdert, evenals kooldioxide, dat zou bevriezen en de cryogene apparatuur zou verstoppen.Moleculaire zeven zijn vaak ontworpen om eventuele gasvormige koolwaterstoffen uit de lucht te verwijderen, omdat deze bij de daaropvolgende luchtdestillatie een probleem kunnen vormen dat tot explosies kan leiden.Het moleculaire zevenbed moet worden geregenereerd.Dit wordt gedaan door meerdere eenheden te installeren die in afwisselende modus werken en het droge gecoproduceerde afvalgas te gebruiken om het water te desorberen.

4. Proceslucht wordt door een geïntegreerde warmtewisselaar (meestal een platenwarmtewisselaar) geleid en gekoeld tegen cryogene productstromen (en afvalstromen).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 gedestilleerd tot bijna zuivere stikstof (meestal < 1 ppm) in een hogedrukdestillatiekolom (HP).De condensor van deze kolom vereist koeling die wordt verkregen door de zuurstofrijkere stroom verder te laten 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 boiler in een lagedrukdestillatiekolom (werkend bij 1,21,3 bar abs.) wanneer de ASU zuivere zuurstof produceert.Om de compressiekosten te minimaliseren moet de gecombineerde condensor/herverdamper van de HP/LP-kolommen werken met een temperatuurverschil van slechts 1-2 graden Kelvin, waarvoor gesoldeerde aluminium warmtewisselaars met platen nodig zijn.Typische zuurstofzuiverheden variëren van 97,5% tot 99,5% en beïnvloeden de maximale terugwinning van zuurstof. 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 voert.Een bepaald deel van de lucht mag dus niet worden afgescheiden en moet de lagedrukkolom als afvalstroom verlaten vanuit het bovenste gedeelte ervan.

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 aan de lage druk dampzijde onttrokken

Kolom waar de argonconcentratie het hoogst is.Het wordt naar een andere kolom gestuurd en rectificeert het argon tot de gewenste zuiverheid, waarna de vloeistof wordt teruggevoerd naar dezelfde locatie in de LP-kolom.Het gebruik van moderne gestructureerde pakkingen met zeer lage drukvallen maakt argonzuiverheden van minder dan 1 ppm mogelijk.Hoewel argon aanwezig is in minder dan 1% van de binnenkomende lucht, heeft de lucht-argonkolom een ​​aanzienlijke hoeveelheid energie nodig vanwege de hoge refluxverhouding die vereist is (ongeveer 30) in de argonkolom.Het koelen van de argonkolom kan worden geleverd door koude, geëxpandeerde, rijke vloeistof of door vloeibare stikstof.

7 Tenslotte worden de in gasvorm geproduceerde producten tegen de binnenkomende lucht opgewarmd tot omgevingstemperatuur.Dit vereist een zorgvuldig opgebouwde warmte-integratie die robuustheid moet bieden tegen verstoringen (als gevolg van het omschakelen van de moleculaire zeefbedden).Mogelijk is er tijdens het opstarten ook extra externe koeling nodig.