近年来在新疆发现几个气田属高含蜡气田,产气具有含蜡量高的特点,直接影响了天然气开采、集输、处理过程中的安全及经济效益。如高含蜡天然气低温脱烃过程中的蜡堵问题,给天然气处理带来了巨大的隐患。目前国内外对天然气脱蜡方法的研究相对较少,尤其是含蜡天然气离心脱蜡技术的研究较为缺乏,本文以轴流导叶式旋风分离器为研究主体,旨在研究含蜡天然气离心分离过程中的流场分布规律及气液分离特性。为了得到适宜的气液分离条件,本文以气液相平衡理论为基础,对含蜡天然气相平衡过程进行计算分析。利用MATLAB编程对几组状态方程进行烃类混合物相平衡计算,选出一个计算精度最高的方程来计算含蜡天然气的相平衡过程,并得出10℃、8 MPa为较为合适的天然气-液滴分离条件。为了验证所建模型的准确性,以空气和水为介质,利用商业软件模拟了轴流导叶式旋风分离器的内流场,分析了气相压力场、速度场和湍流强度的分布规律以及不同粒径液滴的运动轨迹,得到了不同进气速度和液滴粒径下的分离效率和压降,并与文献中的实验结果进行比较,结果显示所建立的模型能够准确地模拟气液相分离过程。利用所建模型模拟了含蜡天然气离心分离过程,得到了分离器内液滴的浓度分布特性及分离效率,并研究了液滴尺寸、进气速度、液滴浓度和导叶片个数对分离性能的影响,结果如下:(1)分离效率随液滴粒径、进气速度和液滴浓度的增加而增加,随叶片个数的增加而减小;(2)对分离器的设计和选择上,应综合考虑分离效率、能耗和磨损等因素。最后,根据轴流导叶式分离器的结构特点选择计算模型,对分离器内不同区域的压降和气相速度以及液滴的分离效率进行理论计算,并与模拟结果进行对比,可知气相速度和切割粒径的理论计算与模拟值都比较吻合,而压力损失和分离效率的理论计算值精度还有待提高。