N2与CH4分子直径相近,两者分离技术是困扰低浓度煤层气浓缩工艺发展的技术难题之一。采用两级变压吸附技术分离提纯低浓度煤层气中的N2与CH4,选取氮烷分离专用碳分子筛,集成创新碳分子筛充填工艺,同时为平衡分离性能与工艺成本间关系,将相同结构设计与碳分子筛的不同混合比例设计相结合,最终完成煤层气中氮烷分离技术工艺设计。现场实践表明,两级变压吸附浓缩技术可将CH4浓度为24%的原料气,逐级浓缩后,渐次从51%提至86%,且CH4回收率超过65%,实现了低浓度煤层气的N2与CH4的分离提纯浓缩目标,为低浓度煤层气的利用创造了技术条件。