Oxigênio, nitrogênio, argônio e outros gases raros produzidos pela unidade de separação de ar são amplamente utilizados nas indústrias siderúrgica, química, de refino, de vidro, de borracha, eletrônica, de saúde, alimentícia, de metais, de geração de energia e outras.

1. O princípio de projeto desta planta baseia-se nos diferentes pontos de ebulição de cada gás presente no ar. O ar é comprimido, pré-resfriado e, após a remoção de H2O e CO2, é resfriado no trocador de calor principal até se liquefazer. Após a retificação, o oxigênio e o nitrogênio produzidos podem ser coletados.
2. Esta planta utiliza o processo de purificação de ar por MS com expansão por turbina de reforço. É uma planta de separação de ar comum, que adota enchimento e retificação completos para a produção de argônio.
3. O ar bruto é enviado para o filtro de ar para remoção de poeira e impurezas mecânicas e entra no compressor da turbina de ar, onde é comprimido a 0,59 MPaA. Em seguida, passa para o sistema de pré-resfriamento, onde é resfriado a 17 °C. Em seguida, flui para dois tanques de adsorção com peneira molecular, que funcionam alternadamente para a remoção de H2O, CO2 e C2H2.

* 1. Após a purificação, o ar se mistura com o ar reaquecido em expansão. Em seguida, ele é comprimido pelo compressor de pressão média para ser dividido em 2 fluxos. Uma parte vai para o trocador de calor principal para ser resfriada a -260K e sugada da parte central do trocador de calor principal para entrar na turbina de expansão. O ar expandido retorna ao trocador de calor principal para ser reaquecido e, em seguida, flui para o compressor de reforço de ar. A outra parte do ar é impulsionada pelo expansor de alta temperatura e, após o resfriamento, flui para o expansor de reforço de baixa temperatura. Em seguida, vai para a caixa fria para ser resfriado a ~170K. Parte dele ainda será resfriada e flui para a parte inferior da coluna inferior por meio do trocador de calor. E o outro ar é sugado para o expansor de baixa temperatura. Após a expansão, ele é dividido em 2 partes. Uma parte vai para a parte inferior da coluna inferior para retificação e o restante retorna ao trocador de calor principal e, em seguida, flui para o reforço de ar após ser reaquecido.
2. Após a retificação primária na coluna inferior, o ar líquido e o nitrogênio líquido puro podem ser coletados na coluna inferior. O nitrogênio líquido residual, o ar líquido e o nitrogênio líquido puro fluem para a coluna superior através do ar líquido e do resfriador de nitrogênio líquido. Após a retificação, o oxigênio líquido com 99,6% de pureza pode ser coletado na parte inferior da coluna superior e liberado da caixa fria como produto.
3. Parte da fração de argônio na coluna superior é sugada para a coluna de argônio bruto. Há duas partes na coluna de argônio bruto. O refluxo da segunda parte é conduzido para o topo da primeira por meio de uma bomba de líquido como refluxo. É retificado na coluna de argônio bruto para obter 98,5% de Ar e 2 ppm de O2 de argônio bruto. Em seguida, é conduzido para o centro da coluna de argônio puro por meio de um evaporador. Após a retificação na coluna de argônio puro, o argônio líquido (99,999% de Ar) pode ser coletado na parte inferior da coluna de argônio puro.
4. O nitrogênio residual do topo da coluna superior flui da caixa fria para o purificador como ar regenerativo, o restante vai para a torre de resfriamento.
5. O nitrogênio do topo da coluna auxiliar da coluna superior flui para fora da caixa fria como produção através do resfriador e do trocador de calor principal. Se não houver necessidade de nitrogênio, ele pode ser fornecido para a torre de resfriamento de água. Se a capacidade de resfriamento da torre de resfriamento de água não for suficiente, um resfriador precisa ser instalado.