Nhà máy ASU sản xuất khí hóa lỏng theo bảy bước sau:

1. Trước khi nén, không khí được lọc sơ bộ để loại bỏ bụi.

2. Không khí được nén, trong đó áp suất đầu ra cuối cùng được xác định bởi hiệu suất thu hồi và trạng thái chất lỏng (khí hoặc lỏng) của sản phẩm. Áp suất điển hình nằm trong khoảng từ 5 đến 10 bar (áp suất dư). Luồng khí cũng có thể được nén đến các áp suất khác nhau để nâng cao hiệu quả của thiết bị tách khí (ASU). Trong quá trình nén, nước được ngưng tụ trong các bộ làm mát trung gian.

3. Luồng khí trong quy trình thường được dẫn qua một lớp vật liệu lọc phân tử, giúp loại bỏ hơi nước còn sót lại, cũng như carbon dioxide, chất có thể đóng băng và làm tắc nghẽn thiết bị làm lạnh. Vật liệu lọc phân tử thường được thiết kế để loại bỏ các hydrocarbon dạng khí khỏi không khí, vì chúng có thể gây ra vấn đề trong quá trình chưng cất không khí tiếp theo và có thể dẫn đến cháy nổ. Lớp vật liệu lọc phân tử cần được tái tạo. Điều này được thực hiện bằng cách lắp đặt nhiều thiết bị hoạt động luân phiên và sử dụng khí thải khô được tạo ra để khử nước.

4. Không khí trong quy trình được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt tích hợp (thường là bộ trao đổi nhiệt dạng tấm cánh) và được làm mát bằng dòng khí lạnh (cả 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 cao áp (HP). Bộ ngưng tụ của cột này cần làm lạnh, được tạo ra bằng cách giãn nở thêm dòng khí giàu oxy hơn qua van hoặc qua bộ giãn nở (máy nén ngược).

5. Ngoài ra, bộ ngưng tụ có thể được làm mát bằng cách trao đổi nhiệt với nồi hơi trong cột chưng cất áp suất thấp (LP) (hoạt động ở áp suất tuyệt đối 1,2-1,3 bar) khi ASU đang sản xuất oxy tinh khiết. Để giảm thiểu chi phí nén, bộ ngưng tụ/nồi hơi 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 bằng nhôm hàn dạng tấm. Độ tinh khiết của oxy điển hình dao động 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 được thực hiện bằng cách sử dụng hiệu ứng JT trong bộ giãn nở, bộ này cung cấp khí nén trực tiếp cho cột áp suất thấp. Do đó, một phần khí nhất định không được tách ra và phải thoát ra khỏi cột áp suất thấp dưới dạng dòng 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), nên argon tích tụ ở phần dưới của cột áp suất thấp. Khi argon được sản xuất, một đường dẫn hơi được lấy từ phía áp suất thấp.

Cột có nồng độ argon cao nhất. Khí argon được dẫn đến một cột khác để tinh chế argon đến độ tinh khiết mong muốn, từ đó chất lỏng được đưa trở lại cùng vị trí trong cột áp suất thấp. Việc sử dụng các vật liệu đóng gói cấu trúc hiện đại có độ giảm áp suất rất thấp cho phép đạt được độ tinh khiết argon dưới 1 ppm. Mặc dù argon chỉ chiếm chưa đến 1% trong khí đầu vào, cột argon-không khí vẫn cần một lượng năng lượng đáng kể do tỷ lệ hồi lưu cao (khoảng 30) cần thiết trong cột argon. Việc làm mát cột argon có thể được thực hiện bằng chất lỏng giàu argon đã được làm lạnh và giãn nở hoặc bằng nitơ lỏng.

7. Cuối cùng, các sản phẩm được tạo ra ở dạng khí được làm nóng bằng luồng không khí đi vào đến nhiệt độ môi trường. Điều này đòi hỏi sự tích hợp nhiệt được thiết kế cẩn thận, phải đảm bảo khả năng chống chịu trước các nhiễu loạn (do việc chuyển đổi các lớp sàng phân tử). Nó cũng có thể yêu cầu làm lạnh bổ sung bên ngoài trong quá trình khởi động.