O instalație de separare a aerului este o instalație industrială care separă aerul natural sau aerul atmosferic în gazele sale componente. Gazele recoltate în proces includ oxigen, azot și argon, precum și unele gaze inerte, cum ar fi neonul, xenonul și criptonul. Deoarece azotul și oxigenul sunt cele mai comune două gaze din atmosfera pământului, aceste două elemente alcătuiesc cea mai mare parte a gazelor recoltate în acest proces.
Procesul folosit într-o instalație de separare a aerului se numește distilare criogenică. Prin răcirea aerului atmosferic la temperaturi extrem de scăzute, gazele componente pot fi separate și recoltate. Formele lichide de azot sau oxigen pot fi, de asemenea, recoltate la unele plante.
Procesul de distilare criogenică este o procedură în patru etape. În prima etapă, aerul atmosferic este curățat și comprimat la un interval de presiune de 5 până la 10 bari (4-9 atmosfere). Procesul de curățare îndepărtează praful și contaminanții care ar putea interfera cu procesul de răcire. Procesul de compresie încălzește aerul pentru a elimina urmele de umiditate înainte de a trece aerul comprimat într-un schimbător de căldură pentru răcire.
Când aerul comprimat a fost răcit, următorul pas este purificarea. Acest proces presupune trecerea aerului printr-o sită moleculară, care filtrează aerul printr-un proces numit adsorbție. În acest proces, gazele sau moleculele sunt atrase de o suprafață adsorbantă și formează un strat deasupra materialului adsorbant. Sitele moleculare sunt concepute pentru a elimina dioxidul de carbon, apa și gazele de hidrocarburi.
După ce aerul este purificat, acesta poate fi trecut în siguranță în camera de răcire și distilare. Camera de răcire este formată dintr-un schimbător de căldură și fluxuri criogenice. Când aerul este trecut prin această cameră, acesta atinge temperaturi suficient de scăzute pentru a permite distilarea gazelor componente.
Distilarea aerului are loc în coloana de distilare. În funcție de gazele care trebuie colectate, aerul poate trece prin mai mult de o coloană de distilare. Această componentă folosește agent frigorific și un expansor sau supapă pentru a genera un efect Joule-Thomson, care face ca gazele componente ale aerului să se răcească și să atingă o stare lichidă. Gazele lichefiate sunt apoi colectate și încălzite la temperatura ambiantă pentru depozitare sau utilizare.
Gazele produse de o instalație de separare a aerului sunt utilizate în multe procese industriale. În unele cazuri, aceste forme gazoase ale acestor elemente sunt transportate către utilizatorii industriali prin conducte directe. În alte cazuri, elementele recoltate pot fi depozitate sub formă lichidă sau gazoasă pentru transport și utilizare ulterioară. Cantități mai mari de gaze distilate sunt de obicei transportate sub formă lichidă de camioane-cisternă. Cantități mai mici pot fi transportate în butelii sub presiune sub formă de gaz.