Dans un système de séparation d'air cryogénique, une alimentation en air atmosphérique est compressée et refroidie pour éliminer la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et les hydrocarbures avant d'entrer dans la boîte à vide, où une colonne de distillation sépare l'air en azote gazeux et un flux résiduel enrichi en oxygène. L'azote gazeux s'écoule ensuite dans la conduite d'alimentation vers les applications en aval où le produit peut être comprimé pour répondre aux exigences de pression.
Les usines d'azote cryogénique peuvent fournir du gaz haute pureté à des taux inférieurs à 25 000 pieds cubes standard par heure (scfh) pour plus de 2 millions de scfh. Ils atteignent généralement des puretés standard de 5 ppm d'oxygène dans l'azote, bien que des puretés plus élevées soient possibles.