1. Distillation fractionnée :
- L'air peut être liquéfié en le refroidissant à des températures extrêmement basses (-196°C) sous haute pression.
- L'air liquéfié est ensuite soumis à une distillation fractionnée.
- Différents gaz ont des points d'ébullition différents, ils se vaporisent donc et peuvent être collectés séparément lorsqu'ils atteignent leur point d'ébullition respectif.
- L'azote bout à -195,8°C, l'oxygène à -183°C et d'autres gaz à différentes températures.
2. Séparation cryogénique :
- Cette méthode s'appuie également sur les différents points d'ébullition des gaz.
- L'air est refroidi à des températures très basses, mais pas aussi basses que lors de la distillation fractionnée.
- L'azote, ayant un point d'ébullition plus bas, se vaporise en premier et peut être séparé des gaz restants.
3. Adsorption modulée en pression (PSA) :
- Le PSA est une méthode largement utilisée pour la séparation de l'air à l'échelle industrielle.
- Il utilise des adsorbants solides, tels que des zéolites ou du charbon actif, qui adsorbent sélectivement différents gaz à différentes pressions.
- L'azote est préférentiellement adsorbé à des pressions plus élevées, tandis que l'oxygène et d'autres gaz traversent l'adsorbant.
- En alternant cycles de pressurisation et de dépressurisation, l'azote est libéré et collecté, tandis que de l'air enrichi en oxygène est obtenu.
4. Séparation membranaire :
- Cette méthode implique l'utilisation de membranes semi-perméables qui laissent passer certains gaz tout en en bloquant d'autres.
- L'air passe à travers la membrane et les molécules d'azote, étant plus petites, la traversent plus facilement que les molécules d'oxygène.
- Le flux d'azote séparé peut être collecté et de l'air enrichi en oxygène est obtenu de l'autre côté de la membrane.
Ces techniques sont couramment utilisées dans diverses industries, notamment la production d’oxygène pour des applications médicales, industrielles et spatiales, ainsi que la production d’azote pour la synthèse d’engrais et d’autres processus industriels.
