En luftseparationsanläggning är en industriell anläggning som separerar naturligt förekommande luft, eller atmosfärisk luft, i sina ingående gaser. Gaserna som skördas i processen inkluderar syre, kväve och argon, såväl som vissa inerta gaser som neon, xenon och krypton. Eftersom kväve och syre är de två vanligaste gaserna i jordens atmosfär, utgör dessa två grundämnen huvuddelen av de gaser som skördas i denna process.
Processen som används i en luftseparationsanläggning kallas kryogen destillation. Genom att kyla den atmosfäriska luften till extremt låga temperaturer kan ingående gaser separeras och skördas. Flytande former av kväve eller syre kan också skördas vid vissa växter.
Den kryogena destillationsprocessen är en fyrastegsprocedur. I det första steget renas atmosfärsluften och komprimeras till ett tryckområde på 5 till 10 bar (4-9 atmosfärer). Rengöringsprocessen tar bort damm och föroreningar som kan störa kylningsprocessen. Kompressionsprocessen värmer upp luften för att avlägsna spår av fukt innan den förs till en värmeväxlare för kylning.
När den komprimerade luften har kylts är nästa steg rening. Denna process innebär att luften passerar genom en molekylsil, som filtrerar luften genom en process som kallas adsorption. I denna process attraheras gaser eller molekyler till en adsorberande yta och bildar ett skikt ovanpå det adsorberande materialet. Molekylsilarna är designade för att ta bort koldioxid, vatten och kolvätegaser.
Efter att luften har renats kan den säkert föras till kyl- och destillationskammaren. Kylkammaren består av en värmeväxlare och kryogena strömmar. När luften passeras genom denna kammare når den tillräckligt låga temperaturer för att möjliggöra destillation av ingående gaser.
Destillationen av luften sker i destillationskolonnen. Beroende på de gaser som ska skördas kan luften passera genom mer än en destillationskolonn. Denna komponent använder köldmedium och en expander eller ventil för att generera en Joule-Thomson-effekt, som gör att luftens ingående gaser svalnar och når ett flytande tillstånd. De flytande gaserna samlas sedan upp och värms till omgivningstemperatur för lagring eller användning.
De gaser som produceras av en luftseparationsanläggning används i många industriella processer. I vissa fall transporteras dessa gasformiga former av dessa element till industriella användare via direkta rörledningar. I andra fall kan de skördade elementen lagras i flytande eller gasform för senare transport och användning. Större mängder av de destillerade gaserna transporteras vanligtvis i flytande form med tankbilar. Mindre kvantiteter kan transporteras i trycksatta flaskor som gas.