Gli impianti di ossigeno producono principalmente ossigeno utilizzando il metodo di separazione criogenica dell'aria, il cui processo specifico è il seguente:
Pretrattamento dell'aria: l'aria viene filtrata per rimuovere polvere e impurità, quindi pressurizzata da un compressore.
Raffreddamento e liquefazione: l'aria pressurizzata viene raffreddata allo stato liquido utilizzando un'unità di refrigerazione.
Separazione per distillazione: in una colonna di distillazione, utilizzando la differenza del punto di ebollizione tra ossigeno (punto di ebollizione -183 gradi) e azoto (punto di ebollizione -196 gradi), l'azoto viene vaporizzato e separato mediante riscaldamento e distillazione, lasciando principalmente ossigeno liquido.
Raccolta dei prodotti: dopo la vaporizzazione, l'ossigeno liquido produce l'ossigeno ad alta-purezza desiderato, in genere con una purezza superiore al 99,6%.
Questo metodo utilizza cambiamenti fisici per separare l'ossigeno e l'azoto. Le materie prime sono ampiamente disponibili e poco costose, il che lo rende adatto alla produzione industriale su larga-scala. Inoltre, esistono altri metodi di produzione di ossigeno come l'adsorbimento con setacci molecolari e l'elettrolisi dell'acqua, ma il metodo di separazione criogenica dell'aria è il metodo principale utilizzato a livello industriale.