Pabrik pemisahan udara adalah fasilitas industri yang memisahkan udara alami, atau udara atmosfer, menjadi gas komponennya. Gas yang dipanen dalam proses ini meliputi oksigen, nitrogen, dan argon, serta beberapa gas inert seperti neon, xenon, dan kripton. Karena nitrogen dan oksigen adalah dua gas paling umum di atmosfer bumi, kedua elemen ini membentuk sebagian besar gas yang dipanen dalam proses ini.
Proses yang digunakan di pabrik pemisahan udara disebut distilasi kriogenik. Dengan mendinginkan udara atmosfer ke suhu yang sangat rendah, komponen gas dapat dipisahkan dan dipanen. Bentuk cair nitrogen atau oksigen juga dapat dipanen di beberapa tanaman.
Proses distilasi kriogenik adalah prosedur empat langkah. Pada langkah pertama, udara atmosfer dibersihkan dan dikompresi ke kisaran tekanan 5 hingga 10 bar (4-9 atmosfer). Proses pembersihan menghilangkan debu dan kontaminan yang dapat mengganggu proses pendinginan. Proses kompresi memanaskan udara untuk menghilangkan jejak uap air sebelum melewatkan udara terkompresi ke penukar panas untuk pendinginan.
Ketika udara terkompresi telah didinginkan, langkah selanjutnya adalah pemurnian. Proses ini melibatkan melewatkan udara melalui saringan molekuler, yang menyaring udara dengan proses yang disebut adsorpsi. Dalam proses ini, gas atau molekul tertarik ke permukaan adsorben dan membentuk lapisan di atas bahan adsorben. Saringan molekuler dirancang untuk menghilangkan karbon dioksida, air, dan gas hidrokarbon.
Setelah udara dimurnikan, dapat dengan aman dilewatkan ke ruang pendingin dan distilasi. Ruang pendingin terdiri dari penukar panas dan aliran kriogenik. Ketika udara melewati ruang ini, mencapai suhu yang cukup rendah untuk memungkinkan distilasi komponen gas.
Penyulingan udara terjadi di kolom distilasi. Tergantung pada gas yang akan dipanen, udara dapat melewati lebih dari satu kolom distilasi. Komponen ini menggunakan refrigeran dan expander atau katup untuk menghasilkan efek Joule-Thomson, yang menyebabkan komponen gas di udara menjadi dingin dan mencapai keadaan cair. Gas cair kemudian dikumpulkan dan dihangatkan sampai suhu sekitar untuk disimpan atau digunakan.
Gas yang dihasilkan oleh pabrik pemisahan udara digunakan dalam banyak proses industri. Dalam beberapa kasus, bentuk gas dari elemen-elemen ini diangkut ke pengguna industri melalui pipa langsung. Dalam kasus lain, elemen yang dipanen dapat disimpan dalam bentuk cair atau gas untuk transportasi dan penggunaan selanjutnya. Jumlah yang lebih besar dari gas suling biasanya diangkut dalam bentuk cairnya dengan truk tangki. Jumlah yang lebih kecil dapat diangkut dalam silinder bertekanan sebagai gas.