A planta ASU produz gás liquefeito conforme as seguintes sete etapas:

1.Antes da compressão, o ar é pré-filtrado de poeira.

2. O ar é comprimido onde a pressão final de entrega é determinada pelas recuperações e pelo estado fluido (gás ou líquido) dos produtos.As pressões típicas variam entre 5 e 10 bar manométrica.A corrente de ar também pode ser comprimida a diferentes pressões para aumentar a eficiência da ASU.Durante a compressão, a água é condensada em resfriadores entre estágios.

3. O ar do processo geralmente passa por uma peneira molecular, que remove qualquer vapor de água remanescente, bem como dióxido de carbono, que congelaria e obstruiria o equipamento criogênico.As peneiras moleculares são frequentemente projetadas para remover quaisquer hidrocarbonetos gasosos do ar, uma vez que estes podem ser um problema na destilação do ar subsequente que pode levar a explosões.O leito das peneiras moleculares deve ser regenerado.Isto é feito instalando múltiplas unidades operando em modo alternado e usando o gás residual seco coproduzido para dessorver a água.

4. O ar do processo é passado através de um trocador de calor integrado (geralmente um trocador de calor de aletas de placas) e resfriado contra fluxos criogênicos de produtos (e resíduos).Parte do ar se liquefaz para formar um líquido enriquecido em oxigênio.O gás restante é mais rico em nitrogênio e é destilado em nitrogênio quase puro (normalmente <1ppm) em uma coluna de destilação de alta pressão (HP).O condensador desta coluna requer refrigeração que é obtida expandindo ainda mais o fluxo mais rico em oxigênio através de uma válvula ou através de um expansor (um compressor reverso).

5 Alternativamente, o condensador pode ser resfriado trocando calor com uma caldeira em uma coluna de destilação de baixa pressão (LP) (operando a 1,21,3 bar abs.) quando a ASU estiver produzindo oxigênio puro.Para minimizar o custo de compressão, o condensador/reboiler combinado das colunas HP/LP deve operar com uma diferença de temperatura de apenas 1-2 graus Kelvin, exigindo trocadores de calor de alumínio brasado com aletas de placa.As purezas típicas de oxigênio variam de 97,5% a 99,5% e influenciam a recuperação máxima de oxigênio. A refrigeração necessária para a produção de produtos líquidos é obtida usando o efeito JT em um expansor que alimenta ar comprimido diretamente na coluna de baixa pressão.Assim, uma certa parte do ar não deve ser separada e deve deixar a coluna de baixa pressão como um fluxo residual da sua secção superior.

6 Como o ponto de ebulição do argônio (87,3 K em condições padrão) fica entre o do oxigênio (90,2 K) e o do nitrogênio (77,4 K), o argônio se acumula na seção inferior da coluna de baixa pressão.Quando o argônio é produzido, uma extração lateral de vapor é obtida da baixa pressão

Coluna onde a concentração de argônio é mais alta.Ele é enviado para outra coluna retificando o Argônio até a pureza desejada, a partir da qual o líquido retorna ao mesmo local da coluna LP.O uso de gaxetas estruturadas modernas com quedas de pressão muito baixas permite purezas de argônio inferiores a 1 ppm.Embora o argônio esteja presente em menos de 1% da entrada, a coluna de ar-argônio requer uma quantidade significativa de energia devido à alta taxa de refluxo necessária (cerca de 30) na coluna de argônio.O resfriamento da coluna de argônio pode ser fornecido a partir de líquido rico expandido a frio ou por nitrogênio líquido.

7 Finalmente, os produtos produzidos na forma de gás são aquecidos contra o ar que entra até a temperatura ambiente.Isto requer uma integração de calor cuidadosamente elaborada que deve permitir robustez contra perturbações (devido à troca dos leitos da peneira molecular).Também pode exigir refrigeração externa adicional durante a inicialização.