L'ossigeno, l'azoto, l'argon e altri gas rari prodotti dall'unità di separazione dell'aria sono ampiamente utilizzati nell'industria siderurgica, chimica, delle raffinerie, del vetro, della gomma, elettronica, sanitaria, alimentare, metallurgica, della produzione di energia e in altri settori.

1. Il principio di progettazione di questo impianto si basa sul diverso punto di ebollizione di ciascun gas presente nell'aria. L'aria viene compressa, preraffreddata e sottoposta a rimozione di H₂O e CO₂, per poi essere raffreddata nello scambiatore di calore principale fino alla sua liquefazione. Dopo la rettifica, è possibile raccogliere ossigeno e azoto prodotti.
2. Questo impianto è un impianto di purificazione dell'aria a spettrometria di massa con processo di espansione a turbina. Si tratta di un comune impianto di separazione dell'aria, che adotta un riempimento e una rettifica completi per la produzione di argon.
3. L'aria grezza viene convogliata al filtro dell'aria per la rimozione di polvere e impurità meccaniche, quindi entra nel compressore della turbina ad aria, dove viene compressa a 0,59 MPaA. Successivamente, entra nel sistema di preraffreddamento dell'aria, dove viene raffreddata a 17 °C. Successivamente, fluisce verso 2 serbatoi di adsorbimento a setaccio molecolare, che funzionano a turno, per la rimozione di H₂O, CO₂ e C₂H₂.

* 1. Dopo essere stata purificata, l'aria si mescola con l'aria riscaldata in espansione. Viene quindi compressa da un compressore a media pressione per essere divisa in 2 flussi. Una parte viene inviata allo scambiatore di calore principale per essere raffreddata a -260 °C e aspirata dalla parte centrale dello scambiatore di calore principale per entrare nella turbina di espansione. L'aria espansa ritorna allo scambiatore di calore principale per essere riscaldata, dopodiché fluisce verso il compressore di sovralimentazione dell'aria. L'altra parte d'aria viene spinta dall'espansore ad alta temperatura e, dopo il raffreddamento, fluisce verso l'espansore di sovralimentazione a bassa temperatura. Quindi passa alla cold box per essere raffreddata a ~170 °C. Una parte di essa viene ancora raffreddata e fluisce verso il fondo della colonna inferiore tramite lo scambiatore di calore. L'altra aria viene aspirata verso l'espansore a bassa temperatura. Dopo l'espansione, viene divisa in 2 parti. Una parte viene inviata al fondo della colonna inferiore per la rettifica, il resto ritorna allo scambiatore di calore principale e quindi fluisce verso il sovralimentazione dell'aria dopo essere stato riscaldato.
2. Dopo la rettifica primaria nella colonna inferiore, l'aria liquida e l'azoto liquido puro possono essere raccolti nella colonna inferiore. L'azoto liquido, l'aria liquida e l'azoto liquido puro di scarto confluiscono nella colonna superiore attraverso un refrigeratore ad aria liquida e azoto liquido. Vengono nuovamente rettificati nella colonna superiore, dopodiché l'ossigeno liquido puro al 99,6% può essere raccolto sul fondo della colonna superiore e rilasciato dalla cold box come prodotto finale.
3. Una parte della frazione di argon nella colonna superiore viene aspirata nella colonna di argon grezzo. La colonna di argon grezzo è composta da 2 parti. Il riflusso della seconda parte viene convogliato alla sommità della prima tramite una pompa per liquidi come riflusso. Viene rettificato nella colonna di argon grezzo per ottenere il 98,5% di Ar (2 ppm di O2) di argon grezzo. Quindi viene convogliato al centro della colonna di argon puro tramite un evaporatore. Dopo la rettifica nella colonna di argon puro, l'argon liquido (99,999% di Ar) può essere raccolto sul fondo della colonna di argon puro.
4. L'azoto di scarto proveniente dalla parte superiore della colonna superiore fuoriesce dalla scatola fredda e viene inviato al purificatore sotto forma di aria rigenerativa, mentre il resto viene inviato alla torre di raffreddamento.
5. L'azoto proveniente dalla parte superiore della colonna secondaria della colonna superiore fuoriesce dalla cold box tramite il refrigeratore e lo scambiatore di calore principale. Se non è necessario, l'azoto può essere inviato alla torre di raffreddamento ad acqua. Se la capacità di raffreddamento della torre di raffreddamento ad acqua non è sufficiente, è necessario installare un refrigeratore.