在工业生产中实现CO₂减排是一项艰巨的挑战，也是应对全球变暖的重要技术路线。CO₂捕集技术已得到了一定程度的发展，其中低温液化法具有可行性和经济性。利用工艺流程模拟软件Aspen Plus对低温液化分离CO₂工艺进行全流程模拟，选择3种物性方法对混合气的泡露点线进行模拟分析，基于某公司排放的含有高浓度CO₂的CO₂/N₂混合气为碳源，并对比文献数据，选择PR（Peng Robinson）状态方程作为本工艺的物性方法。分析了液化压力和温度对混合气液化率及CO₂纯度的影响，以CO₂液化率不低于90%、纯度不低于99.5%为目标，确定了最佳液化条件。为了最大限度地减少能耗，优化了冷却介质流量、冷凝温差、蒸发温度等工段参数，在最优条件下，CO₂液化率达91.80%、纯度达99.50%，液化单位总能耗最低为12.22 kW·h/kmol。该研究可为低温液化分离CO₂工艺设计与性能优化提供理论支持和技术参考。