L'oxygène, l'azote, l'argon et d'autres gaz rares produits par une unité de séparation d'air sont largement utilisés dans les industries sidérurgique, chimique, de raffinage, du verre, du caoutchouc, électronique, de la santé, alimentaire, métallurgique, de production d'énergie et autres.

1. Le principe de conception de cette installation repose sur les différents points d'ébullition des gaz présents dans l'air. L'air est comprimé, prérefroidi et débarrassé de son H₂O et de son CO₂, puis refroidi dans l'échangeur de chaleur principal jusqu'à liquéfaction. Après rectification, l'oxygène et l'azote produits peuvent être récupérés.
2. Cette installation est un système de purification d'air par turbine détendeuse. Il s'agit d'une installation de séparation d'air classique, utilisant un processus complet de remplissage et de rectification pour la production d'argon.
3. L'air brut est filtré pour éliminer la poussière et les impuretés mécaniques, puis comprimé à 0,59 MPa dans une turbine à air. Il est ensuite acheminé vers un système de prérefroidissement où il est refroidi à 17 °C. Enfin, il est dirigé vers deux réservoirs d'adsorption à tamis moléculaire fonctionnant successivement pour éliminer H₂O, CO₂ et C₂H₂.

1. Après purification, l'air est mélangé à de l'air réchauffé en expansion. Il est ensuite comprimé par un compresseur moyenne pression pour être divisé en deux flux. Une partie est dirigée vers l'échangeur de chaleur principal pour être refroidie à -260 K, puis aspirée au centre de celui-ci pour entrer dans la turbine de détente. L'air détendu retourne à l'échangeur de chaleur principal pour être réchauffé, puis est dirigé vers le compresseur de surpression. L'autre partie de l'air est dilatée par un détendeur haute température, puis, après refroidissement, est dirigée vers un détendeur basse température. Elle est ensuite dirigée vers une chambre froide pour être refroidie à environ 170 K. Une partie de cet air, encore refroidie, est dirigée vers le bas de la colonne inférieure via un échangeur de chaleur. L'autre partie est aspirée vers le détendeur basse température. Après détente, elle est divisée en deux parties. Une partie est dirigée vers le bas de la colonne inférieure pour rectification, l'autre partie retourne à l'échangeur de chaleur principal, puis est dirigée vers le compresseur de surpression après réchauffage.
2. Après une première rectification dans la colonne inférieure, l'air liquide et l'azote liquide pur sont collectés. L'azote liquide résiduel, l'air liquide et l'azote liquide pur sont acheminés vers la colonne supérieure via un refroidisseur d'air et d'azote liquide. Ils y subissent une seconde rectification, puis l'oxygène liquide d'une pureté de 99,6 % est collecté au fond de la colonne supérieure et évacué de l'enceinte froide pour la production.
3. Une partie de la fraction d'argon présente dans la colonne supérieure est aspirée vers la colonne d'argon brut. Cette dernière est composée de deux sections. Le reflux de la seconde section est acheminé vers le haut de la première section par une pompe à liquide. Il est ensuite rectifié dans la colonne d'argon brut pour obtenir de l'argon brut à 98,5 % d'Ar et 2 ppm d'O₂. Ce dernier est ensuite transféré vers le milieu de la colonne d'argon pur via un évaporateur. Après rectification dans la colonne d'argon pur, l'argon liquide (99,999 % d'Ar) est recueilli au fond de cette colonne.
4. L'azote résiduel provenant du haut de la colonne supérieure s'écoule de la boîte froide vers le purificateur sous forme d'air régénérant, le reste allant à la tour de refroidissement.
5. L'azote provenant du haut de la colonne auxiliaire de la colonne supérieure s'écoule de la boîte froide au fur et à mesure de sa production, via le refroidisseur et l'échangeur de chaleur principal. Si l'azote n'est pas nécessaire, il peut être acheminé vers la tour de refroidissement d'eau. Si la capacité frigorifique de la tour de refroidissement d'eau est insuffisante, un refroidisseur supplémentaire doit être installé.