近年来CO₂排放量不断增加,造成了日益严重的环境问题,控制工业过程CO₂排放是减少和控制碳排放的重要手段,工业过程捕集到的CO₂还可以用于二氧化碳驱油等领域,研究净化厂含CO₂尾气捕集技术具有重要意义。本文针对长庆油田CO₂捕集项目,选择了靖边天然气净化厂焚烧装置产生的气体作为CO₂捕集气源,对燃烧后捕集CO₂的多种方法原理和工艺进行分析,使用HYSYS软件建立了化学吸收法、变压吸附法和低温分馏法的模拟模型,经过对比,化学吸收法的能耗较低,且CO₂捕集率能够达到95%,确定了采用化学吸收法作为净化厂酸气焚烧尾气CO₂捕集工艺。在HYSYS建立的化学吸收法捕集工艺模型基础上进行了深入研究,模拟模型中使用MDEA-PZ混合胺溶液,对捕集CO₂工艺中的吸收过程、解析过程和整体循环过程主要操作参数进行了灵敏度分析,为CO₂捕集工程提供最佳工艺参数,从而达到增加CO₂捕集率,减少能耗,降低捕集成本的目标。吸收模拟过程中,研究了多种变量对CO₂吸收率的影响,其中塔板数,贫液流量,贫液浓度,贫液温度和吸收塔压力对CO₂吸收率影响较大,而原料气温度影响较小,比较了不同条件下吸收塔内CO₂负荷,最终确定吸收压力620kPa,MDEA质量分率20%,贫液温度50℃,贫液流量225m³/h,16层塔板的最优工艺参数。解吸过程中,分析了重沸器负荷、重沸器压力对CO₂解吸率的影响,考察了重沸器压力对贫液温度的影响,其中重沸器压力增大到一定程度会使CO₂解吸率下降,结果显示重沸器最佳热负荷为15000kW,最佳压力为200kPa。将解吸后的贫液循环回吸收塔,对捕集全流程进行分析,发现解析过程溶液中残留的CO₂对捕集率有一定影响,同时会对吸收过程中吸收率的计算造成误差。通过改变贫液流量和重沸器热负荷,证明了各参数设置的合理性,经计算该工程CO₂捕集率达到95%,CO₂年捕集量可达13万吨。该工艺方案能够在保证CO₂捕集率的情况下采用节约能耗的最优参数,对CO₂捕集具有一定的工程指导意义。最后为降低捕集工程的能耗,节省运行费用,分析发现液化CO₂丙烷制冷过程的能耗能够进一步优化,搭建MATLAB与HYSYS软件混合仿真平台,采用SQP算法对制冷过程能耗进行优化,最终优化结果使丙烷压缩机能耗降低了13%。