低温空气分离氮气生产使用空气作为原料，将其压缩、净化和热交换以将空气液化为液态空气。液态空气主要是液态氧和液态氮的混合物。液氧和液氮具有不同的沸点，并且通过精馏分离它们以获得氮。
1.空气压缩和净化
空气经过空气滤网以去除灰尘和机械杂质，然后进入空气压缩机，压缩至所需压力，然后送至空气冷却器以降低空气温度。然后进入空气干燥净化器以去除空气中的水分，二氧化碳，乙炔和其他碳氢化合物。
2.空气分离
净化后的空气进入空气分离塔中的主热交换器，被回流气体（产品氮气，废气）冷却至饱和温度，并被送至精馏塔的底部，氮从塔的顶部获得，液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发，同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气，冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液，另一部分作为液氮产品出空分塔。
来自冷凝式蒸发器的废气通过主热交换器再加热到约130K，并进入膨胀机进行膨胀和制冷，从而为空气分离塔提供冷量。一部分膨胀的气体用于分子筛的再生和冷吹，然后通过消音器排出至大气。
3.液氮汽化
来自空气分离塔的液氮进入液氮贮槽贮存。检修空气分离设备时，贮槽中的液氮进入汽化器并被加热，然后被送至产品氮管道。上述低温高纯氮工艺可以生产纯度≥99.999％的氮。
