兖矿鲁南化工有限公司15万t/a丁醇项目配套原料气（温度约40 ℃、压力3.0 MPa）处理量27500 m3/h的变压吸附制气装置采用成都天立化工科技有限公司的“一种两段全回收变压吸附气体分离方法”专利技术，以89工程变压吸附工序一氧化碳提纯段顶部出口含氢混合气为原料制取纯度≥99.99%（体积分数，下同）的产品氢气（产量9450 m3/h、温度≤45 ℃、压力≥2.9 MPa）及CO︰H2 =1.02的合成气（产量13000 m3/h、温度≤45 ℃、压力≥2.9 MPa）供丁醇装置使用。
该变压吸附制气装置由CO提纯工段（PSA-CO）和制氢工段（PSA-H2）2个工序组成。其中CO提纯工序采用23台吸附塔、三塔同时吸附、16次均压、连续逆放进行解吸的工艺；制氢工序采用9台吸附塔、两塔同时吸附、4次均压、逆放和3次吹扫进行解吸的工艺。
来自89工程的3.0 MPa（G）、40 ℃含氢混合气首先进入第一级变压吸附，即CO提纯工序，在吸附剂的选择吸附下，原料气中大部分CO和微量CO2被吸附下来，由吸附塔顶部出口（非吸附相）获得纯度90%～92%的富氢气（大部分去制氢工序，少部分去甲醇工段），同时由底部逆放解吸（吸附相）获得纯度≥98.5%的CO产品气，经加压后与部分原料气（含氢混合气）配制获得满足丁醇合成工序要求的合成气。该工序的主要设备包括23台吸附塔和1台合成气缓冲罐。CO提纯工序选用的吸附剂为氧化铝（下层）和变压吸附专用分子筛（上层）。
来自CO提纯工序的2.95 MPa(G)、40 ℃富氢气进入第二级变压吸附，即制氢工序，在吸附剂的选择吸附下，进一步脱除富氢气中的CO和少量N2，在非吸附相获得纯度≥99.99%的H2产品气。该工序的主要设备包括9台吸附塔、1台产品氢气缓冲罐、3台顺放气缓冲罐和1台解吸气缓冲罐。变压吸附制氢工序选用的吸附剂为变压吸附专用分子筛。
该装置至2013年5月投入运行以来，系统运行稳定，但也存在着系统不能满负荷运行、原料气组分与设计偏差较大等诸多问题，导致装置生产的副产品气纯度和流量出现波动。针对装置在设计、安装、试车及生产中暴露出的一些问题 ，公司开展了以下技术改造。
1.优化合成气配气系统
丁醇装置试开车时发现丁醇系统对合成气氢碳比要求较高，而原始设计配比波动较大。经过与设计院沟通交流，将合成气配气来源由干燥段2#横管改为1#横管。改造后稳定了合成气原料气组分，使合成气纯度波动由6%降至0.3%，并通过系统优化降低了干燥段1#管露点温度，减少了合成气带水。
2.优化改造放空系统
（1）合成气出口添加放空自调阀。目的在于保证制氢系统开车过程中合成气配比的准确，同时当丁醇装置紧急停车时合成气放空作为保压使用，可防止气量大幅波动，提高装置的安全性。
（2）CO提纯工序顺放增加放空阀。原始设计中CO提纯工序顺放气直接接入压缩机回收，管线上没有设置放空阀，当压缩机必须停车时，顺放气不能及时放空，导致CO产品气纯度不合格，醋酸系统被迫切气。
（3）七段逆放增加放空。目的是降低开车时逆放压力，缩短系统开车时间，同时当系统窜压时可以作为紧急放空阀使用，防止低压缓冲罐超压。
3.优化改造液压驱动系统
液压驱动系统原始设计仅有2台油箱、4台油泵，若系统出现漏油不能及时发现处理，很快就会造成油泵抽空、油压迅速下降，系统程控阀大量失控，吸附塔内高压气体窜至低压缓冲罐内，造成低压设备超压爆炸；另外，作为电气保护的热继电器设计偏小，导致设备经常跳车，给安全运行带来较大隐患。为了避免上述恶性事故的发生，增加了1台副油箱和UPS电源，以延长液压驱动系统事故状态下持续供油的时间，从而大大提高了装置的安全性。
变压吸附制氢装置自2013年5月试开车成功后，运行至今，生产稳定，优化改造效果明显，产品H2纯度保持在99.99%以上，合成气配比稳定，能够满足15万t/a丁醇装置的生产需求，但副产CO产品气纯度低、富氢气流量波动大、程控阀气封填料漏气等问题还有待在今后的生产运行中不断摸索、优化以得到解决。