为进一步优化旋风分离管的结构和提高分离效率，满足当前海洋油气田开采对天然气净化的分离性能要求，本文针对海上油气田天然气开采净化中存在的问题，设计了一种高效的导叶式旋流分离器，并对其进行数值仿真和实验研究。应用FLUENT软件对导叶式旋流分离管内部的三相旋流分离进行数值模拟研究，这包括旋风管内气相流场的研究和气固及气液分离的数值模拟，在文献调研和数值模拟以及实验测量的基础上，对旋风管内气、液、固三相流流动规律进行了研究，研究内容如下：1)讨论分析天然气净化中常用的几种分离技术。这些技术的优缺点和导叶式旋流分离的主要优点，确定研究的主要目标参数值：①、在设计流量范围内可以基本除净8μm以上的固体颗粒和5μm以上液滴；②、在中低压情况下，旋风分离器压降小于25KPa。2)通过建立导叶式旋流分离管数值模型，对旋风管内气液两相流和气固两相流的流动规律进行研究，优化旋风管结构。同时模拟实际工况进行数值模拟计算。在单管数值模拟中考虑解决天然气“夹带”杂质流向下游的情况，重点放在提高分离效率和减少压降阻力这对矛盾，找到旋流分离规律。3)实验研究分析：进行导叶式旋风管气固分离实验、气液分离实验、气相流场以及多管组合的分离实验研究，来验证数值模拟的准确可靠性。