Nhà máy ASU sản xuất Khí hóa lỏng theo Bảy bước sau:

1. Trước khi nén, không khí được lọc sạch bụi.

2. Không khí được nén, trong đó áp suất đầu ra cuối cùng được xác định bởi độ thu hồi và trạng thái lưu chất (khí hoặc lỏng) của sản phẩm. Áp suất điển hình dao động từ 5 đến 10 bar. Luồng khí cũng có thể được nén đến các áp suất khác nhau để tăng hiệu suất của ASU. Trong quá trình nén, nước được ngưng tụ trong bộ làm mát liên tầng.

3. Không khí trong quy trình thường được dẫn qua một lớp sàng phân tử, giúp loại bỏ bất kỳ hơi nước còn sót lại nào, cũng như carbon dioxide, vốn có thể đóng băng và làm tắc nghẽn thiết bị đông lạnh. Sàng phân tử thường được thiết kế để loại bỏ bất kỳ hydrocarbon dạng khí nào khỏi không khí, vì chúng có thể gây ra vấn đề trong quá trình chưng cất khí tiếp theo, có thể dẫn đến nổ. Lớp sàng phân tử phải được tái sinh. Điều này được thực hiện bằng cách lắp đặt nhiều thiết bị hoạt động luân phiên và sử dụng khí thải khô được đồng sản xuất để tách nước.

4. Không khí quy trình được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt tích hợp (thường là bộ trao đổi nhiệt dạng tấm) và được làm mát bằng luồng khí lạnh của sản phẩm (và chất thải). Một phần không khí hóa lỏng tạo thành chất lỏng giàu oxy. Phần khí còn lại giàu nitơ hơn và được chưng cất thành nitơ gần như tinh khiết (thường < 1ppm) trong cột chưng cất áp suất cao (HP). Bộ ngưng tụ của cột này cần được làm lạnh bằng cách giãn nở luồng khí giàu oxy hơn qua van hoặc thông qua bộ giãn nở (máy nén ngược).

5 Ngoài ra, bình ngưng tụ có thể được làm mát bằng cách trao đổi nhiệt với nồi hơi lại trong cột chưng cất áp suất thấp (LP) (hoạt động ở áp suất 1,21,3 bar abs.) khi ASU sản xuất oxy nguyên chất. Để giảm thiểu chi phí nén, bình ngưng tụ/nồi hơi lại kết hợp của các cột HP/LP phải hoạt động với chênh lệch nhiệt độ chỉ 1-2 độ Kelvin, yêu cầu bộ trao đổi nhiệt nhôm hàn lá thép. Độ tinh khiết của oxy điển hình nằm trong khoảng từ 97,5% đến 99,5% và ảnh hưởng đến khả năng thu hồi oxy tối đa. Việc làm lạnh cần thiết để sản xuất các sản phẩm lỏng đạt được bằng cách sử dụng hiệu ứng JT trong một bộ giãn nở cung cấp khí nén trực tiếp cho cột áp suất thấp. Do đó, một phần không khí nhất định không được tách ra và phải rời khỏi cột áp suất thấp dưới dạng dòng khí thải từ phần trên của nó.

6 Vì điểm sôi của argon (87,3 K ở điều kiện tiêu chuẩn) nằm giữa điểm sôi của oxy (90,2 K) và nitơ (77,4 K), argon tích tụ ở phần dưới của cột áp suất thấp. Khi argon được tạo ra, một luồng hơi được lấy từ cột áp suất thấp.

Cột có nồng độ argon cao nhất. Khí argon được đưa đến một cột khác để tinh chỉnh Argon đến độ tinh khiết mong muốn, từ đó chất lỏng được đưa trở lại cùng vị trí trong cột LP. Việc sử dụng các vật liệu đệm cấu trúc hiện đại với độ chênh lệch áp suất rất thấp cho phép đạt được độ tinh khiết của argon dưới 1 ppm. Mặc dù argon chỉ chiếm chưa đến 1% lượng khí đầu vào, cột argon khí đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể do tỷ lệ hồi lưu cao (khoảng 30) trong cột Argon. Việc làm mát cột argon có thể được cung cấp từ chất lỏng giàu giãn nở lạnh hoặc bằng nitơ lỏng.

7 Cuối cùng, các sản phẩm được tạo ra dưới dạng khí được làm nóng bằng cách tiếp xúc với không khí đầu vào đến nhiệt độ môi trường. Điều này đòi hỏi một hệ thống tích hợp nhiệt được thiết kế cẩn thận, đảm bảo khả năng chống nhiễu (do sự chuyển đổi của các lớp sàng phân tử). Nó cũng có thể cần thêm hệ thống làm lạnh bên ngoài trong quá trình khởi động.