На заводе ASU жидкий газ производится в следующие семь этапов:

1.Перед сжатием воздух предварительно очищается от пыли.

2. Воздух сжимается, где конечное давление подачи определяется восстановлением и состоянием текучести (газ или жидкость) продуктов. Типичные давления находятся в диапазоне от 5 до 10 бар. Поток воздуха также может сжиматься до различных давлений для повышения эффективности ASU. Во время сжатия вода конденсируется в промежуточных охладителях.

3. Технологический воздух обычно пропускается через слой молекулярного сита, который удаляет все оставшиеся пары воды, а также углекислый газ, который может замерзнуть и закупорить криогенное оборудование. Молекулярные сита часто проектируются для удаления любых газообразных углеводородов из воздуха, поскольку они могут стать проблемой при последующей перегонке воздуха, что может привести к взрывам. Слой молекулярного сита необходимо регенерировать. Это делается путем установки нескольких блоков, работающих в попеременном режиме, и использования сухого попутно произведенного отработанного газа для десорбции воды.

4.Технологический воздух проходит через встроенный теплообменник (обычно пластинчато-ребристый теплообменник) и охлаждается криогенными потоками продукта (и отходов). Часть воздуха сжижается, образуя жидкость, обогащенную кислородом. Оставшийся газ более богат азотом и перегоняется до почти чистого азота (обычно < 1 ppm) в дистилляционной колонне высокого давления (ВД). Конденсатор этой колонны требует охлаждения, которое достигается путем дальнейшего расширения потока, богатого кислородом, через клапан или через экспандер (обратный компрессор).

5 В качестве альтернативы конденсатор может охлаждаться путем обмена теплом с ребойлером в дистилляционной колонне низкого давления (НД) (работающей при 1,2–1,3 бар абс.), когда ВРУ производит чистый кислород. Для минимизации затрат на сжатие комбинированный конденсатор/ребойлер колонн ВД/НД должен работать с разницей температур всего в 1–2 градуса Кельвина, что требует пластинчато-ребристых паяных алюминиевых теплообменников. Типичная чистота кислорода составляет от 97,5% до 99,5% и влияет на максимальное извлечение кислорода. Охлаждение, необходимое для производства жидких продуктов, достигается с использованием эффекта Джоуля-Томсона в расширителе, который подает сжатый воздух непосредственно в колонну низкого давления. Следовательно, определенная часть воздуха не должна разделяться и должна покидать колонну низкого давления в виде отработанного потока из ее верхней секции.

6 Поскольку температура кипения аргона (87,3 К при стандартных условиях) лежит между температурами кипения кислорода (90,2 К) и азота (77,4 К), аргон накапливается в нижней части колонны низкого давления. При производстве аргона паровая сторона отбирается из колонны низкого давления

Колонна, в которой концентрация аргона самая высокая. Он отправляется в другую колонну, ректификующую аргон до желаемой чистоты, из которой жидкость возвращается в то же место в колонне низкого давления. Использование современных структурированных насадок, которые имеют очень низкие перепады давления, позволяет получить чистоту аргона менее 1 ppm. Хотя аргон присутствует в количестве менее 1% от входящего потока, воздушно-аргоновая колонна требует значительного количества энергии из-за требуемого высокого коэффициента орошения (около 30) в аргоновой колонне. Охлаждение аргоновой колонны может осуществляться от холодной расширенной богатой жидкости или жидким азотом.

7 Наконец, продукты, произведенные в газообразной форме, нагреваются против входящего воздуха до температуры окружающей среды. Это требует тщательно продуманной тепловой интеграции, которая должна обеспечивать устойчивость к помехам (из-за переключения слоев молекулярных сит). Также может потребоваться дополнительное внешнее охлаждение во время запуска.