根据煤层气抽采过程中混入空气所形成的含氮氧煤层气与传统天然气组分的差异,采用低温液化分离技术进行含氮氧煤层气中甲烷回收是本文研究的重点。本文采用HYSYS模拟软件对含氧煤层气的液化、低温分离进行模拟研究,并以不同的优化目标对整个液化分离流程采用遗传算法进行优化。遗传算法方面根据天然气液化流程优化的特点对标准的遗传算法进行改进,提出了适合于天然气液化流程优化的改进遗传算法。对不同含氮氧煤层气采用?分析方法,寻求最优的操作工况,最终确定了采用煤层气低压节流进塔操作工艺的合理性。液化循环阶段,采用最优化手段分别模拟优化了氮气膨胀液化循环和SMR液化循环,确定了SMR液化循环作为液化分离阶段提供冷源流程的合理性。在保证整个甲烷回收过程安全的前提下,经研究确定以最大甲烷回收率作为直接液化分离的优化目标。针对直接液化分离存在的能耗高、尾气利用不合理问题,提出了结合吸收式制冷的新型含氮氧煤层气直接液化分离流程,新流程大幅度降低单位产品的能耗,并实现尾气中甲烷资源的充分利用。最后通过对含氮氧煤层气脱氧液化分离与直接液化分离这两种处理工艺进行综合性比较,给出具有一定应用价值的合理建议。