La planta de ASU produce gas líquido siguiendo los siguientes siete pasos:

1.Antes de la compresión, el aire se filtra previamente para eliminar el polvo.

2.El aire se comprime donde la presión de entrega final está determinada por las recuperaciones y el estado fluido (gas o líquido) de los productos.Las presiones típicas oscilan entre 5 y 10 bar manométricos.La corriente de aire también se puede comprimir a diferentes presiones para mejorar la eficiencia de la ASU.Durante la compresión, el agua se condensa en refrigeradores entre etapas.

3. El aire del proceso generalmente pasa a través de un lecho de tamiz molecular, que elimina el vapor de agua restante, así como el dióxido de carbono, que congelaría y obstruiría el equipo criogénico.Los tamices moleculares suelen estar diseñados para eliminar los hidrocarburos gaseosos del aire, ya que pueden suponer un problema en la posterior destilación del aire y provocar explosiones.El lecho de tamices moleculares debe regenerarse.Esto se hace instalando múltiples unidades que funcionan en modo alterno y utilizando el gas residual seco coproducido para desorber el agua.

4. El aire de proceso pasa a través de un intercambiador de calor integrado (normalmente un intercambiador de calor de placas y aletas) y se enfría contra corrientes criogénicas de producto (y residuos).Parte del aire se licua para formar un líquido que se enriquece en oxígeno.El gas restante es más rico en nitrógeno y se destila hasta obtener nitrógeno casi puro (normalmente < 1 ppm) en una columna de destilación de alta presión (HP).El condensador de esta columna requiere refrigeración que se obtiene expandiendo aún más la corriente más rica en oxígeno a través de una válvula o mediante un expansor (un compresor inverso).

5 Alternativamente, el condensador se puede enfriar intercambiando calor con un recalentador en una columna de destilación de baja presión (LP) (que funciona a 1,21,3 bar abs.) cuando la ASU produce oxígeno puro.Para minimizar el costo de compresión, el condensador/rehervidor combinado de las columnas HP/LP debe funcionar con una diferencia de temperatura de solo 1 a 2 grados Kelvin, lo que requiere intercambiadores de calor de aluminio soldado con aletas de placas.Las purezas típicas del oxígeno oscilan entre el 97,5 % y el 99,5 % e influyen en la recuperación máxima de oxígeno. La refrigeración necesaria para producir productos líquidos se obtiene utilizando el efecto JT en un expansor que alimenta aire comprimido directamente a la columna de baja presión.Por lo tanto, una cierta parte del aire no debe separarse y debe salir de la columna de baja presión como corriente residual desde su sección superior.

6 Debido a que el punto de ebullición del argón (87,3 K en condiciones estándar) se encuentra entre el del oxígeno (90,2 K) y el del nitrógeno (77,4 K), el argón se acumula en la sección inferior de la columna de baja presión.Cuando se produce argón, se toma una extracción del lado de vapor del sistema de baja presión.

Columna donde la concentración de argón es mayor.Se envía a otra columna rectificando el argón a la pureza deseada desde donde el líquido regresa al mismo lugar en la columna LP.El uso de empaquetaduras estructuradas modernas que tienen caídas de presión muy bajas permiten purezas de argón de menos de 1 ppm.Aunque el argón está presente en menos del 1% del entrante, la columna de argón de aire requiere una cantidad significativa de energía debido a la alta relación de reflujo requerida (aproximadamente 30) en la columna de argón.El enfriamiento de la columna de argón se puede realizar a partir de un líquido rico expandido en frío o mediante nitrógeno líquido.

7 Finalmente, los productos producidos en forma de gas se calientan contra el aire entrante hasta alcanzar la temperatura ambiente.Esto requiere una integración de calor cuidadosamente diseñada que debe permitir robustez contra perturbaciones (debido al cambio de los lechos de tamiz molecular).También puede requerir refrigeración externa adicional durante el arranque.