Die ASU-Anlage produziert Flüssiggas in den folgenden sieben Schritten:

1. Vor der Komprimierung wird die Luft vorab von Staub gefiltert.

2. Luft wird komprimiert, wobei der endgültige Förderdruck durch die Rückgewinnung und den flüssigen Zustand (Gas oder Flüssigkeit) der Produkte bestimmt wird.Typische Drücke liegen zwischen 5 und 10 bar Überdruck.Der Luftstrom kann auch auf unterschiedliche Drücke komprimiert werden, um die Effizienz der ASU zu steigern.Bei der Verdichtung wird Wasser in Zwischenkühlern auskondensiert.

3. Die Prozessluft wird im Allgemeinen durch ein Molekularsiebbett geleitet, das sämtlichen verbleibenden Wasserdampf sowie Kohlendioxid entfernt, das gefrieren und die Kryoausrüstung verstopfen würde.Molekularsiebe dienen häufig dazu, gasförmige Kohlenwasserstoffe aus der Luft zu entfernen, da diese bei der anschließenden Luftdestillation ein Problem darstellen und zu Explosionen führen können.Das Molekularsiebbett muss regeneriert werden.Dies geschieht durch die Installation mehrerer Einheiten, die im Wechselbetrieb arbeiten und das trockene mitproduzierende Abgas zur Desorption des Wassers nutzen.

4. Prozessluft wird durch einen integrierten Wärmetauscher (normalerweise ein Plattenwärmetauscher) geleitet und gegen kryogene Produkt- (und Abfall-)ströme gekühlt.Ein Teil der Luft verflüssigt sich zu einer mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit.Das verbleibende Gas ist stickstoffreicher und wird in einer Hochdruck-Destillationskolonne (HP) zu nahezu reinem Stickstoff (typischerweise < 1 ppm) destilliert.Der Kondensator dieser Kolonne benötigt Kühlung, die durch die weitere Expansion des sauerstoffreicheren Stroms über ein Ventil oder durch einen Expander (einen Umkehrkompressor) gewonnen wird.

5 Alternativ kann der Kondensator durch Wärmeaustausch mit einem Rückkessel in einer Niederdruck-Destillationskolonne (LP) (Betrieb bei 1,21,3 bar abs.) gekühlt werden, wenn die ASU reinen Sauerstoff produziert.Um die Kompressionskosten zu minimieren, muss der kombinierte Kondensator/Reboiler der HP/LP-Säulen mit einem Temperaturunterschied von nur 1–2 Grad Kelvin betrieben werden, was Plattenlamellen-Wärmetauscher aus gelötetem Aluminium erfordert.Typische Sauerstoffreinheiten liegen zwischen 97,5 % und 99,5 % und beeinflussen die maximale Sauerstoffrückgewinnung. Die für die Herstellung flüssiger Produkte erforderliche Kühlung wird mithilfe des JT-Effekts in einem Expander erreicht, der Druckluft direkt der Niederdrucksäule zuführt.Daher darf ein bestimmter Teil der Luft nicht abgetrennt werden und muss die Niederdrucksäule als Abfallstrom im oberen Bereich verlassen.

6 Da der Siedepunkt von Argon (87,3 K bei Standardbedingungen) zwischen dem von Sauerstoff (90,2 K) und Stickstoff (77,4 K) liegt, staut sich Argon im unteren Bereich der Niederdrucksäule auf.Bei der Erzeugung von Argon erfolgt eine dampfseitige Entnahme aus dem Niederdruck

Kolonne, in der die Argonkonzentration am höchsten ist.Es wird zu einer anderen Säule geleitet, in der das Argon auf die gewünschte Reinheit rektifiziert wird, von wo aus die Flüssigkeit an die gleiche Stelle in der LP-Säule zurückgeführt wird.Der Einsatz moderner strukturierter Packungen mit sehr geringen Druckverlusten ermöglicht Argonreinheiten von weniger als 1 ppm.Obwohl Argon in weniger als 1 % der einströmenden Menge vorhanden ist, benötigt die Luft-Argonsäule aufgrund des hohen Rückflussverhältnisses (ca. 30) in der Argonsäule eine erhebliche Energiemenge.Die Kühlung der Argonsäule kann durch kalt expandierte, reiche Flüssigkeit oder durch flüssigen Stickstoff erfolgen.

7 Abschließend werden die gasförmig erzeugten Produkte gegen die einströmende Luft auf Umgebungstemperatur erwärmt.Dies erfordert eine sorgfältig ausgearbeitete Wärmeintegration, die Robustheit gegenüber Störungen (aufgrund des Umschaltens der Molekularsiebbetten) gewährleisten muss.Möglicherweise ist während des Startvorgangs auch eine zusätzliche externe Kühlung erforderlich.