变压吸附脱碳（PSA）工序是柳州化工股份有限公司重要的技术岗位之一，主要任务就是脱除变换气中的CO2，并送出合格的净化气作为合成氨的原料气，同时将得到的CO2产品气送至尿素或联碱工序。但PSA装置自运行以来，一直存在有效气体回收率偏低的问题，原设计值为H2回收率≥99.5%、N2回收率≥98.0%、CO回收率≥97.0%，但在实际生产中，H2、N2、CO的平均回收率分别为98.5%、96.0%、96.0%，均未达到设计值。为适应公司增产增效、节能降耗的需要，我们针对PSA装置有效气体回收率偏低的问题进行了原因分析，并采取了相应的改造措施。
原因分析
（1）吸附压力偏低。PSA装置的设计压力为2.0 MPa左右，实际生产中PSA系统的压力经常在1.75～1.80 MPa。当系统压力偏低时，只能通过调整吸附周期和缩短循环吸附时间来保证送出合格的净化气，吸附时间的减少必然会使有效气体的回收率降低。
（2）净化气出口CO2含量控制不合理。在12机满生产（气量135000 m3/h）时，净化气出口CO2含量控制为≤1.3%，在40万t/a合成氨技改工程完成后，生产负荷基本维持在14～16机满生产（气量157500～180000 m3/h），但净化气出口CO2含量仍然控制在≤1.3%，势必造成操作中以减少吸附时间为代价来保证指标的执行，这必然会降低有效气体的回收率。
（3）程控阀内漏。程控阀内漏影响了吸附剂的再生，阀门内漏串气使有效气体被放空或在CO2产品气中损失，从而降低了有效气体回收率。从切塔修理的情况来看，程控阀内漏主要是阀门中的O型圈和密封垫破损、断裂较多。设备检修人员分析，主要是由于装置程控阀动作比较频繁，而所选用的O型圈和密封垫的材料不合适。
改造措施
（1）在不影响后工序的前提下，把净化气出口压力调节阀（PV-201）适当关小，通过憋压提高PSA系统的压力，从而提高吸附再生效果。
（2）为了解决净化气出口CO2含量控制不合理的问题，确定净化气出口CO2含量如下：生产负荷在14机以下，净化气出口CO2含量控制≤1.30%；生产负荷在14机以上，净化气出口CO2含量控制≤1.50%。工艺指标调整后，吸附周期由原来的60 s左右延长至80 s左右，有效气体回收率得到了提高。
（3）更换程控阀O型圈和密封垫的材料。为解决O型圈和密封垫材料不合适的问题，更换了供应厂家，材料由原来的聚四氟乙烯改为聚醚醚酮（PEEK）。更换后，减少了程控阀的内漏，提高了吸附再生效果。
实施效果
（1）有效气体的回收率得到了一定的提高。H2 、N2、CO的平均回收率分别提高了0.8%、2.4%、0.2%，这对提高合成氨的日产量起到了很大的作用。目前合成氨日产量超过1000 t，为公司的效益增长做出了很大的贡献。
（2）减少了程控阀内漏的发生，延长了阀门的使用周期，从而减少了设备检修费用。同时，也进一步提高了公司的问题意识和改进意识。