一种三塔流程变压吸附气体分离工艺，使用三个周期性循环交替吸附工作、再生的吸附塔，工作时，从吸附塔的进气口通入压缩原料气，成品气从出气口排出，再生时，先从该吸附塔的出气口逆向回吹压缩原料气进行初步再生，经设定时间后再改为逆向回吹成品气进行深度再生，再经设定时间后停止再生，切换为工作状态；吸附塔逆向回吹再生的总时间为切换总周期的1/3，即始终为一塔再生、二塔吸附工作。本发明的工艺使用初步和深度再生，回吹清洗效果好，可以大幅降低分子筛再生的时间，使再生时间降到吸附工作时间的一半以下，整个流程切换周期中的吸附工作时间比例大大增加，生产效率提高，减少成品气回吹消耗量，并有效降低工艺能耗和生产成本。