液氮洗装置的分离过程属于物理过程，没有化学反应。此过程是利用H2与CO、CH4、N2等的沸点相差较大，CO、CH4的沸点比N2、H2的沸点高的特点，将CO、CH4从气相液化溶解到液氮中，从而达到脱除CO、CH4等气体杂质的目的。来自低温甲醇洗装置的合成气经过液氮洗装置的吸附器，以除去合成气中甲醇和CO2，防止甲醇和CO2进入到冷箱中形成固体而堵塞板翅式换热器。

之后进入低温液氮洗冷箱中，在与第一高压氮深冷器E04302和第二高压氮深冷器E04303换热冷却后进入到氮洗涤塔C04301的底部。来自空分装置的中压氮气（设计温度为40℃）其主要作用为液氮洗涤和为合成氨装置控制氢氮比，经过高压氮冷却器E04301、第一高压氮深冷器E04302换热冷却后，低温氮气分为两股：一股进入特殊管式合成气混合器YMI001中与E04303的净化气混合以调节产品合成气中的氢氮比，另一股进入第二高压氮深冷器E04303后由气相变成液相，进入到氮洗涤塔C04301的顶部。

在氮洗涤塔C04301中液氮吸收气体中的Ar,CO和CH4，和一小部分H2。净化后的合成气从C04301的塔顶排出。氮洗塔C04301塔底的液体首先进入回收气闪蒸罐S04301闪蒸，闪蒸出的气相主要为氢气（我们称为"粗氢气"），粗氢气依次在E04303、E04302和E04301换热，回收冷量后返回到低温甲醇洗的压缩机单元K04201进行氢气回收。而闪蒸罐S04301底部的液相则与液氮混合并为一股，在E04303中加热气化，随后进入依次进入E04302和E04301中加热，回收冷量后作为燃料气离开冷箱，进入到燃料气压缩机压缩，压缩后送至燃料气管网。净化后的合成气经过E04303换热后与一股中酸钠和0.44kg氢氧化钠。加入防腐剂后，必须使盐水呈弱碱性（pH=7.5～8.5），这可通过氢氧化钠的加入量进行调整。