中国海洋石油化学股份有限公司富岛一期化肥装置，以涯城13-1气田天然气为原料，采用烃类蒸汽转化技术生产30万吨/年合成氨、52万吨/年尿素。涯城13-1天然气组分中含甲烷83%，总含烃达91%，另含少量的CO₂、N₂等，热值约8650Kcal/Nm³（简称富气）。随着13-1气田枯竭及供气合同到期，而新南海中生层气田开发还需七、八年，因此近年富岛一期化肥原料替代已十分迫切。目前海南已开采出的乐东气田、东方气田天然气的量可满足富岛一期化肥近几年过渡使用，但该气田的天然气高含20%CO₂、高含16%N₂，CH4含量仅60⁶4%左右，热值约为5560Kcal/Nm³（简称贫气）。使用贫气替代富气，需要对现有的合成氨装置进行大的技术改造，这将花费较长的时间与资金，影响生产产量和开车成本。因仅是几年时间的过渡，公司希望以较少的投入及较短的时间完成改造任务，对替代工艺路线方案进行研究，提出最好将贫气分离净化后达到原富气的组分，现有装置不做改动。为此，需对贫天然气分离净化工艺进行研究。脱除贫天然气中高含的CO₂和N₂。本文在比较不同脱碳、脱氮方法的基础上，采用先进的aMDEA法脱除贫天然气中二氧化碳、深冷脱氮的方法。首先采用化工流程模拟软件PROⅡ中自带的热力学方法Amine法对工厂现有工业装置aMDEA法脱除合成气中二氧化碳进行模拟计算，计算值与工厂实际运行结果吻合较好。在此基础上，采用Amine热力学方法对aMDEA法脱除贫天然气中二氧化碳的流程进行模拟与优化，得到优化的工艺参数：贫天然气进料温度32℃，贫液进料温度50℃，半贫液进料温度75℃，贫液液气比1：1.2～1.3，半贫液液气比1：8.5～9.5，吸收塔理论板数20块，吸收塔压力2900Kpa，贫液进料板数3，半贫液进料板数10，解吸塔理论板数17，解吸塔压力172Kpa。对脱碳后合成气脱水后，采用SRK热力学方法对工厂现有工业装置采用深冷分离方法脱氮模拟计算，计算值与工厂实际运行结果吻合较好。在此基础上，采用SRK热力学方法对贫天然气深冷分离精馏塔参数、不同脱氮流程进行模拟计算与优化。结果为：精馏塔理论板数20块左右，回流比3.3～3.5，精馏压力为脱碳压力或略低于脱碳压力，采用双塔脱氮流程，具有运行费用低的特点。