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很多人分不清气体分离和低温液化，其实两者关联但目的不同。气体分离的核心是把混合气体中的不同成分分开，得到单一或混合的目标气体，比如把空气分成氧气、氮气、氩气，不管是气态还是液态都可以，方法有低温精馏、变压吸附、膜分离等。​
低温液化是气体分离的一种手段，也是单独的工艺，核心是把气体变成液体状态，方便储存和运输。比如把分离出来的气态氧气，通过低温降温加压变成液氧，液氧体积只有气态的 1/800，储存槽体积小，运输时能装更多，成本更低。​
简单说，低温液化可以是气体分离的一步，比如低温精馏法中，先液化空气再分离；也可以单独为了储存运输而液化，比如把已经分离好的气态氮气液化。选的时候，要是需要大量储存或长途运输气体，就需要低温液化设备；要是只需要现场使用气态气体，直接用气体分离设备就行。