目前业界常用的空分制氧方法主要有深冷法、变压吸附（PSA）法和膜分离（MS）法。与深冷法相比，后两种方法的操作温度接近常温，因此PSA和MS统称为非低温气体分离方法。
1.深冷方法
深冷法的全称是深冻空分法，又称低温精馏法。这种方法的基本工作原理是先将空气压缩冷却，然后利用氧气和氮气成分的沸点差异（在大气压下氧气的沸点为90K，氮气的沸点为77K）)，气体在精馏塔板上液化。，液体接触，进行质热交换，高沸点的氧成分不断从蒸汽中冷凝成液体，低沸点的氮成分不断转移到蒸汽中，使上升中的氮含量蒸汽不断增加。下游液体中的含氧量越来越高，使氧气和氮气分离，即为空气精馏。这种方法，无论是空气液化还是精馏，都是在K以下的温度下进行的，所以称为低温空分。
2.变压吸附
变压吸附（PSA）法首先由埃索公司于年研制成功，随后美国联合碳公司将变压吸附技术应用于氢气分离，实现了产业化。从那时起，PSA技术已被用于各种气体分离。
目前主要有以下几个方面：
①空分制氧；
②空分制氮；
③空气除湿；
④氢气的分离提纯；
⑤二氧化碳和一氧化碳的分离提纯；
⑥CH4、C2H4的分离浓缩及各种气体的净化。
江苏嘉裕PSA空分厂
变压吸附法即PSA法，又称分子筛空分法。其基本原理是分子筛选择性地吸附空气中的氧和氮成分，分离空气得到氧气。当空气稍加升压通过分子筛吸附塔的吸附层时，氮分子被优先吸附，氧分子留在气相中成为产物氧。当吸附剂中氮组分的吸附达到饱和时，吸附剂表面吸附的氮分子被解吸并通过减压或抽真空被送出边界区域，从而恢复吸附剂的吸附能力。为了实现吸附剂更好的解吸和再生，
变压吸附空分工艺
根据脱附方式的不同，制氧工艺主要有三种形式：变压吸附PSA（正压吸附，常压脱附）；真空吸附VSA（常压吸附、负压解吸）；真空变压吸附VPSA（正压吸附，负压解吸）。PSA用于投资小，设备简单，但能耗高。适用于小规模制氧。VPSA设备相对复杂，但效率高，能耗低。适合大规模制氧。VSA介于两者之间。人群之中。变压吸附技术在中小型空分装置中的应用越来越广泛，它与传统的低温精馏方法竞争。变压吸附空分规模的发展趋势是向中大型发展。
江苏嘉裕PSA制氧机
3、膜分离法
膜分离的基本原理是在压力作用下，根据空气中各种成分透过膜的渗透率不同，实现气体分离。气体通过膜的常见分离机制有两种：一种是气体通过多孔膜的微孔扩散机制，包括分子扩散、粘性流、克努森扩散和表面扩散；另一个是溶解-扩散机理，包括（1）吸附过程：膜与气体接触，气体溶解在膜表面；(2)扩散过程：由于气体溶解产生浓度梯度，气体在膜内向前扩散；(3)解吸过程：气体到达膜的另一侧，
基本流程：
膜技术的关键是制造高通量、高选择性、长寿命、易清洗的膜材料，同时将它们组合成具有高透气性和高分离效率的膜组件。气体分离膜材料主要分为高分子材料、无机材料和金属材料三大类。常见的气体分离膜组件有平板式、卷筒式和中空纤维式三种。
江苏嘉裕膜空分厂
由于氮气中常透入氧气，膜分离法很难生产纯氧，所以主要用于生产富氧空气，而不是纯氧。它基本上不用于工业应用，只能小规模生产。降低投资成本。由于膜分离具有高效、低能耗、设备简单、流程短、操作方便、无运转部件、占地面积小、过程无相变、不再生、适应性强等特点，具有广阔的发展前景和应用领域。.目前，膜空分法产生氧气，富氧浓度达到25%～60%左右。随着富氧技术在各个行业的应用越来越多，
各种方法的优缺点比较
深冷法的优点是氧气纯度高（至99.6%O2），副产物多（可同时生产高纯度氮气和氧气）；所需气量越大，经济性越好；储运方便、经济。缺点是单位制氧能耗高，建设投资大，制氧成本高；从工艺上看，深冷法比变压吸附法耗时长，工艺复杂，但装置容量可以做的高。大，需要使用更多种类和数量的设备，并且需要承受高压或超低温。启停周期长，一次性投资大，所以一般用于大规模制氧；由于可以同时生产氮气，大型空分装置的成本较低。
变压吸附制氧法具有资金投入小、水电耗低、运行成本低、安全性能好、操作维护简单、供氧启动快、自动化程度高、人工少等优点。.缺点是纯氧和纯氩，没有成功设计和建造超大型制氧机的例子。因此，对于不需要使用纯氧和纯氩的厂家，耗氧量不超过m3/h，使用纯氮不或少的，应优先选用变压吸附法；氮气，或使用超过10,m3/h的氧气用户应该更喜欢深冷方法。
膜式空分具有节能、方便、安全等优良特性；该膜分离技术工艺和操作简单，可提供纯度为30%～40%的氧气，适用于小型富氧生产设备。但是，也有一些缺点。可用氮气纯度为99%，生产纯度99%以上的氮气不经济；启停方便；并且能耗大。生产纯度为99%的氮气时，能耗约为0.75kWh。/m3;生产98%纯氮时，能耗约为0.55kWh/m3；一次性投资相对较高。