W konwencjonalnych jednostkach separacji powietrza produkty tlenu i azotu są pobierane-ze strumieni tlenu i azotu pod niskim ciśnieniem w górnej kolumnie. Po ponownym podgrzaniu w wymiennikach ciepła opuszczają komorę chłodniczą pod ciśnieniem bezwzględnym około 0,12 MPa. Następnie sprężarka tlenu spręża gaz do wymaganego ciśnienia (3,1 MPa) w celu dostarczenia go użytkownikom.
Z kolei proces wewnętrznego sprężania ciekłego tlenu pobiera ciekły tlen z reboilera-skraplacza, spręża go do wymaganego ciśnienia (około 3,1 MPa) za pomocą pompy ciekłego tlenu, a następnie ponownie podgrzewa i odparowuje w wymiennikach ciepła przed dostarczeniem użytkownikom. Innymi słowy, kompresja do wymaganego ciśnienia następuje wewnątrz zimnej skrzynki.
W porównaniu z procesem konwencjonalnym, proces sprężania wewnętrznego charakteryzuje się następującymi cechami:
Nie jest wymagana sprężarka tlenu.Sprężanie cieczy do tego samego ciśnienia zużywa znacznie mniej energii niż sprężanie równoważnej ilości gazu. Ponadto pompy ciekłego tlenu są kompaktowe, proste konstrukcyjnie i znacznie tańsze niż sprężarki tlenu.
Bezpieczniejsze niż kompresja gazowego tlenu.Sprężanie ciekłego tlenu wiąże się z mniejszym ryzykiem bezpieczeństwa w porównaniu ze sprężaniem gazowego tlenu.
Zwiększone bezpieczeństwo operacyjne.Ciągłe pobieranie znacznych ilości ciekłego tlenu z głównego skraplacza zapobiega gromadzeniu się i koncentracji węglowodorów, wspierając w ten sposób bezpieczniejszą pracę sprzętu.
Wyższe koszty wymienników ciepła.Ponieważ tlen odparowuje i jest ponownie podgrzewany pod podwyższonym ciśnieniem, kanały tlenu w wymiennikach ciepła muszą wytrzymywać wysokie ciśnienie, co zwiększa koszty sprzętu w porównaniu z procesem konwencjonalnym. Projekt musi również dokładnie uwzględniać kwestie integralności strukturalnej i bezpieczeństwa.
Zwiększone zużycie energii przez sprężarkę powietrza.Duże uwalnianie zimna podczas odparowywania ciekłego tlenu powoduje większą różnicę temperatur na ciepłym końcu wymienników ciepła, co oznacza stosunkowo większą utratę zimna. Aby utrzymać równowagę zimna, wymagane jest wyższe ciśnienie powietrza zasilającego, co zwiększa zużycie energii w głównej sprężarce powietrza.
Ogólnie rzecz biorąc, zwiększone zużycie energii przez sprężarkę powietrza z grubsza równoważy-lub nieznacznie przekracza-oszczędności energii uzyskiwane dzięki pompie ciekłego tlenu. Koszty sprzętu są również zasadniczo porównywalne lub nieznacznie niższe. Jednak z punktu widzenia bezpieczeństwa i niezawodności proces kompresji wewnętrznej oferuje wyraźne zalety. Dzięki zastosowaniu pomp do cieczy o zmiennej-częstotliwości można z dużą elastycznością regulować natężenie przepływu produktów zawierających tlen i azot, co poprawia stabilność czystości produktu. W związku z tym proces ten jest szeroko stosowany na arenie międzynarodowej.
