L'impianto ASU produce gas liquido attraverso le seguenti sette fasi:

1.Prima della compressione l'aria viene prefiltrata dalle polveri.

2.L'aria viene compressa dove la pressione finale di mandata è determinata dai recuperi e dallo stato fluido (gas o liquido) dei prodotti.Le pressioni tipiche variano tra 5 e 10 bar relativi.Il flusso d'aria può anche essere compresso a pressioni diverse per migliorare l'efficienza dell'ASU.Durante la compressione l'acqua viene condensata nei raffreddatori intermedi.

3. L'aria di processo viene generalmente fatta passare attraverso un letto di setacci molecolari, che rimuove l'eventuale vapore acqueo residuo, nonché l'anidride carbonica, che congelerebbe e ostruirebbe l'apparecchiatura criogenica.I setacci molecolari sono spesso progettati per rimuovere dall'aria eventuali idrocarburi gassosi, poiché questi possono costituire un problema nella successiva distillazione dell'aria che potrebbe provocare esplosioni.Il letto dei setacci molecolari deve essere rigenerato.Ciò avviene installando più unità che funzionano in modalità alternata e utilizzando il gas di scarico secco coprodotto per desorbire l'acqua.

4. L'aria di processo viene fatta passare attraverso uno scambiatore di calore integrato (solitamente uno scambiatore di calore con alette a piastre) e raffreddata contro i flussi criogenici di prodotto (e rifiuti).Parte dell'aria si liquefa per formare un liquido arricchito di ossigeno.Il gas rimanente è più ricco di azoto e viene distillato in azoto quasi puro (tipicamente < 1 ppm) in una colonna di distillazione ad alta pressione (HP).Il condensatore di questa colonna richiede la refrigerazione ottenuta espandendo ulteriormente il flusso più ricco di ossigeno attraverso una valvola o attraverso un espansore (un compressore inverso).

5 In alternativa, il condensatore può essere raffreddato scambiando calore con un boiler in una colonna di distillazione a bassa pressione (LP) (operante a 1,21,3 bar assoluti) quando l'ASU produce ossigeno puro.Per ridurre al minimo i costi di compressione, il condensatore/ribollitore combinato delle colonne HP/LP deve funzionare con una differenza di temperatura di soli 1-2 gradi Kelvin, richiedendo scambiatori di calore in alluminio brasato con alette a piastre.La purezza tipica dell'ossigeno varia dal 97,5% al ​​99,5% e influenza il massimo recupero di ossigeno. La refrigerazione richiesta per la produzione di prodotti liquidi viene ottenuta utilizzando l'effetto JT in un espansore che alimenta aria compressa direttamente alla colonna a bassa pressione.Quindi una certa parte dell'aria non deve essere separata e deve lasciare la colonna a bassa pressione come flusso di scarico dalla sua sezione superiore.

6 Poiché il punto di ebollizione dell'argon (87,3 K in condizioni standard) si trova tra quello dell'ossigeno (90,2 K) e dell'azoto (77,4 K), l'argon si accumula nella parte inferiore della colonna a bassa pressione.Quando viene prodotto l'argon, dalla bassa pressione viene prelevato un lato del vapore

Colonna in cui la concentrazione di argon è massima.Viene inviato ad un'altra colonna rettificando l'Argon alla purezza desiderata da cui il liquido viene riportato nella stessa posizione nella colonna LP.L'uso di moderne guarnizioni strutturate con perdite di carico molto basse consente una purezza dell'argon inferiore a 1 ppm.Sebbene l'argon sia presente in meno dell'1% dell'argon in ingresso, la colonna di argon ad aria richiede una quantità significativa di energia a causa dell'elevato rapporto di riflusso richiesto (circa 30) nella colonna di argon.Il raffreddamento della colonna di argon può essere fornito da un liquido ricco espanso freddo o da azoto liquido.

7 Infine i prodotti realizzati sotto forma di gas vengono riscaldati contro l'aria in ingresso a temperatura ambiente.Ciò richiede un'integrazione del calore attentamente realizzata che deve garantire robustezza contro i disturbi (dovuti alla commutazione dei letti di setacci molecolari).Potrebbe anche richiedere una refrigerazione esterna aggiuntiva durante l'avvio.