Zakład ASU produkuje gaz płynny w następujących siedmiu krokach:

1. Przed sprężeniem powietrze jest wstępnie filtrowane z pyłu.

2. Powietrze jest sprężane, a końcowe ciśnienie dostawy jest określane przez odzysk i stan płynny (gaz lub ciecz) produktów. Typowe ciśnienia mieszczą się w zakresie od 5 do 10 barów. Strumień powietrza może być również sprężany do różnych ciśnień w celu zwiększenia wydajności ASU. Podczas sprężania woda jest skraplana w chłodnicach międzystopniowych.

3. Powietrze procesowe jest zazwyczaj przepuszczane przez złoże sita molekularnego, które usuwa pozostałą parę wodną, ​​a także dwutlenek węgla, który zamarzłby i zatkał sprzęt kriogeniczny. Sita molekularne są często projektowane w celu usuwania z powietrza wszelkich węglowodorów gazowych, ponieważ mogą one stanowić problem w późniejszej destylacji powietrza, co może prowadzić do wybuchów. Złoże sit molekularnych musi zostać zregenerowane. Odbywa się to poprzez zainstalowanie wielu jednostek pracujących w trybie naprzemiennym i wykorzystanie suchego współprodukowanego gazu odpadowego do desorpcji wody.

4. Powietrze procesowe przechodzi przez zintegrowany wymiennik ciepła (zwykle płytowy wymiennik ciepła) i jest chłodzone strumieniami kriogenicznymi produktu (i odpadów). Część powietrza skrapla się, tworząc ciecz wzbogaconą w tlen. Pozostały gaz jest bogatszy w azot i jest destylowany do prawie czystego azotu (zwykle < 1 ppm) w kolumnie destylacyjnej wysokiego ciśnienia (HP). Skraplacz tej kolumny wymaga chłodzenia, które uzyskuje się poprzez dalsze rozprężanie strumienia bogatszego w tlen przez zawór lub przez ekspander (sprężarkę odwrotną).

5 Alternatywnie skraplacz może być chłodzony poprzez wymianę ciepła z reboilerem w niskociśnieniowej (LP) kolumnie destylacyjnej (pracującej przy ciśnieniu 1,21,3 bar abs.), gdy ASU produkuje czysty tlen. Aby zminimalizować koszty sprężania, połączony skraplacz/reboiler kolumn HP/LP musi pracować przy różnicy temperatur wynoszącej zaledwie 1-2 stopnie Kelvina, co wymaga płytowych żebrowanych lutowanych aluminiowych wymienników ciepła. Typowe czystości tlenu mieszczą się w zakresie od 97,5% do 99,5% i wpływają na maksymalny odzysk tlenu. Chłodzenie wymagane do produkcji produktów ciekłych jest uzyskiwane przy użyciu efektu JT w rozprężaczu, który podaje sprężone powietrze bezpośrednio do kolumny niskiego ciśnienia. W związku z tym pewna część powietrza nie ma być oddzielana i musi opuścić kolumnę niskiego ciśnienia jako strumień odpadowy z jej górnej sekcji.

6 Ponieważ temperatura wrzenia argonu (87,3 K w warunkach standardowych) mieści się pomiędzy temperaturą wrzenia tlenu (90,2 K) a temperaturą wrzenia azotu (77,4 K), argon gromadzi się w dolnej części kolumny niskiego ciśnienia. Podczas produkcji argonu pobiera się strumień pary z kolumny niskiego ciśnienia

Kolumna, w której stężenie argonu jest najwyższe. Jest on przesyłany do innej kolumny rektyfikacji argonu do pożądanej czystości, z której ciecz jest zwracana do tego samego miejsca w kolumnie LP. Zastosowanie nowoczesnych wypełnień strukturalnych, które mają bardzo niskie spadki ciśnienia, umożliwia uzyskanie czystości argonu mniejszej niż 1 ppm. Chociaż argon jest obecny w mniej niż 1% wchodzącego, kolumna argonu powietrznego wymaga znacznej ilości energii ze względu na wysoki współczynnik refluksu wymagany (około 30) w kolumnie argonowej. Chłodzenie kolumny argonowej może być dostarczane z zimnej, rozprężonej, bogatej cieczy lub ciekłego azotu.

7 Na koniec produkty wytworzone w formie gazowej są podgrzewane w stosunku do wlotowego powietrza do temperatury otoczenia. Wymaga to starannie opracowanej integracji ciepła, która musi zapewniać odporność na zakłócenia (spowodowane przełączaniem łóż sit molekularnych). Może to również wymagać dodatkowego zewnętrznego chłodzenia podczas rozruchu.