当前已开采的天然气中CO2含量越来越高,传统醇胺法等的弊端愈发凸显,本文提出二氧化碳雪化分离技术,既获得符合要求的产品气（即CO2含量小于3%）,又能实现CO2产品的捕集回收。本文在理论计算与实验设计两方面进行了探究。应用PR方程和SRK方程分别对CO2-N2二元体系进行相平衡计算,将方程所得结果与现有文献数据对比计算可知,PR方程对CO2-N2二元体系进行相平衡计算的精度高于SRK方程,故将其应用于CO2-N2二元体系结霜点以及露点的计算。同时应用HYSYS软件计算CO2-N2二元体系的结霜温度等相平衡数据,并与PR方程理论计算值进行比较,平均相对误差绝对值较小,可直接应用HYSYS软件进行计算。由所得数据绘制CO2-N2二元体系三相图,获取CO2雪化分离技术的应用条件（确定压力下的雪化温度、温度区间以及允许混合气中CO2的最大含量）。得其一般变化趋势为随着操作压力的不断降低,进行CO2雪化分离时所需温度越来越低,但实现雪化分离的温度区间越来越大,同时可允许混合气中含有越来越多的CO2。为方便后续实验应用,对CO2雪化分离技术所需温度以及所允许混合气中CO2最高含量进行公式拟合,其计算精度满足实际应用需求。研发CO2雪化分离系统实现CO2在实验室条件下的雪化分离。选取“局部低温,有凝结核”方案进行了0.5MPa压力下的CO2雪化分离测试实验,顶部与底部出口处产品的CO2浓度以及气体的回收率或CO2产品的生成率等均与理论相符,验证了CO2雪化分离技术的可行性。并总结了测试实验的不足,提出适当提高操作压力或继续改进装置保温性能等方法以更好脱除CO2。在技术可行的同时,进行了经济可行性的分析,相比传统醇胺法而言,CO2雪化分离技术能耗较低,效果更好。完善测试实验的不足,最后在三种不同操作压力下（1.2MPa,1.0MPa,0.7MPa）进行CO2雪化分离实验,均取得良好结果。底部产品中的CO2浓度均能达到100%;顶部产品气中的CO2浓度也均小于预定目标3%;同时,顶部出口处气体回收率保持在94%以上,CO2产品进入CO2收集罐储存利用。为下一步CO2雪化分离技术的深入研究奠定了良好基础。