1. Compression d'air : L'air est comprimé à haute pression, généralement plusieurs centaines d'atmosphères (atm). Cela augmente la densité de l’air et facilite sa liquéfaction.
2. Refroidissement et condensation : L'air comprimé est ensuite considérablement refroidi, généralement à des températures inférieures à -180 degrés Celsius (-292 degrés Fahrenheit). À ces basses températures, les composants de l'air commencent à se condenser en liquides.
3. Séparation des composants : L'air condensé est ensuite introduit dans une colonne de distillation, qui est un récipient vertical divisé en plusieurs étages. Chaque étape est maintenue à une température et une pression légèrement différentes. À mesure que l’air condensé monte dans la colonne, ses composants commencent à se séparer en fonction de leur point d’ébullition.
- Collecte d'azote : L'azote gazeux a un point d'ébullition plus bas que l'oxygène et les autres composants de l'air. Il reste donc en phase gazeuse et est collecté en tête de colonne de distillation.
- Oxygène et autres composants : L'oxygène et les autres gaz ayant des points d'ébullition plus élevés se condensent aux étages inférieurs de la colonne et sont collectés séparément.
4. Purification : L’azote gazeux collecté peut encore contenir des traces d’impuretés. D’autres étapes de purification, telles que le passage du gaz à travers du charbon actif ou des tamis moléculaires, peuvent être utilisées pour éliminer ces impuretés et obtenir de l’azote gazeux de haute pureté.
5. Stockage et distribution : L'azote gazeux purifié est ensuite stocké dans des cylindres ou des réservoirs à haute pression et distribué à diverses industries et applications qui en ont besoin.
La distillation fractionnée est la principale méthode de production à grande échelle d’azote gazeux à partir de l’air. Cependant, il existe également des techniques alternatives telles que l'adsorption modulée en pression (PSA) et la séparation par membrane, qui sont utilisées pour des applications à plus petite échelle ou pour des exigences spécifiques.
