Завод ASU производит сжиженный газ в семь этапов:

1. Перед сжатием воздух предварительно фильтруется от пыли.

2. Воздух сжимается, при этом конечное давление на выходе определяется степенью извлечения и состоянием (газ или жидкость) продуктов. Типичные значения давления составляют от 5 до 10 бар избыточного давления. Воздушный поток также может сжиматься до различных давлений для повышения эффективности установки разделения воздуха. Во время сжатия вода конденсируется в промежуточных охладителях.

3. Технологический воздух обычно пропускается через слой молекулярных сит, который удаляет остаточный водяной пар, а также углекислый газ, который может замерзнуть и засорить криогенное оборудование. Молекулярные сита часто проектируются для удаления из воздуха любых газообразных углеводородов, поскольку они могут представлять проблему при последующей дистилляции воздуха, что может привести к взрывам. Слой молекулярных сит необходимо регенерировать. Это делается путем установки нескольких блоков, работающих в попеременном режиме, и использования сухого побочного 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 богатый азотом, дистиллируется до почти чистого азота (обычно < 1 ppm) в колонне дистилляции высокого давления (ВД). Конденсатор этой колонны требует охлаждения, которое достигается за счет дальнейшего расширения более богатого кислородом потока через клапан или через расширитель (обратный компрессор).

5. В качестве альтернативы конденсатор может охлаждаться путем обмена теплом с ребойлером в колонне дистилляции низкого давления (LP) (работающей при 1,2–1,3 бар абс.), когда установка разделения воздуха производит чистый кислород. Для минимизации затрат на сжатие комбинированный конденсатор/ребойлер колонн высокого и низкого давления должен работать с разницей температур всего 1–2 градуса Кельвина, что требует использования пластинчато-ребристых паяных алюминиевых теплообменников. Типичная чистота кислорода составляет от 97,5% до 99,5% и влияет на максимальное извлечение кислорода. Холодильное оборудование, необходимое для производства жидких продуктов, обеспечивается за счет эффекта Яна-Теллера в расширителе, который подает сжатый воздух непосредственно в колонну низкого давления. Следовательно, определенная часть воздуха не должна отделяться 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) находится между температурами кипения кислорода (90,2 К) и азота (77,4 К), аргон накапливается в нижней части колонны низкого давления. При образовании аргона из колонны низкого давления отбирается паровой поток.

Колонна, где концентрация аргона наиболее высока. Аргон направляется в другую колонку, где происходит ректификация до желаемой чистоты, после чего жидкость возвращается в ту же колонку низкого давления. Использование современных структурированных насадок с очень низким перепадом давления позволяет достичь чистоты аргона менее 1 ppm. Хотя аргон присутствует в менее чем 1% поступающего потока, для работы воздушно-аргоновой колонны требуется значительное количество энергии из-за высокого коэффициента рефлюкса (около 30), необходимого в аргоновой колонне. Охлаждение аргоновой колонны может осуществляться с помощью холодной расширенной насыщенной жидкости или жидкого азота.

7. Наконец, продукты, полученные в газообразном состоянии, нагреваются против поступающего воздуха до температуры окружающей среды. Это требует тщательно продуманной системы теплообмена, которая должна быть устойчива к возмущениям (из-за переключения слоев молекулярных сит). Также может потребоваться дополнительное внешнее охлаждение во время запуска.