稀有氣體是指氬氣、氖氣、
氦氣、
氪氣、氙氣。由于它們的沸點不同，在空氣中的含量又相差懸殊，所以各組分匯集在精餾塔中的不同部位。
氪、氙的沸點最高（在標準大氣壓下，氪的沸點為：-152.9攝氏度、氙的沸點為：-108.1攝氏度），隨加工空氣進入下塔后，氪、氙均冷凝在下塔液空中。再隨液空經節流閥進入上塔，逐板下流匯集于上塔底部的液氧及氣氧中。因此，若想從空分裝置提取氪、氙，通常是將產品氧引入氪塔，用精餾法制取貧氪、氙原料氣。
氖的沸點（-245.9攝氏度），氦的沸點（-268.9攝氏度）相對氦組分要低得多。所以，加工空氣中的氖、氦組分總和低特氣網沸點的氮組分在一起。加工空氣進入下塔后，氖、氦組分隨氮組分一起上升到主冷凝蒸發器的氮側，氣氮被冷凝，而氖、氦由于沸點低，尚不能冷凝，在主冷中成為“不凝性氣體”。因此，可從主冷氮側的頂部引出，作為提取氖、氦的原料氣。
氬的沸點為-185.7攝氏度，介于氧、氮沸點之間，且接近于氧。進入下塔空氣中的氬大部分隨液空進入上塔，小部分隨液氮進入上塔，在上塔的精餾段和提餾均有氬組分的富集區。精餾段的上部主要是氮、氬分離。提餾段的下部主要是氧、氬分離。
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