当今,我国是世界上甲醇需求和产能较大的国家之一,甲醇工业正处在快速发展的时期。甲醇的市场和工业需求极大的促使人们对甲醇生产工艺和设备进行优化改革。对于甲醇的生产工艺,在过去的30多年里,人们将研究的目标放在了反应器、催化剂和压缩机等部分,并且已经取得了非常巨大的成果。近年来,甲醇气液分离器的设计、优化成为当前的热点课题。由于计算流体力学(Computation Fluid Dynamics,CFD)具有传统的理论分析法所不具备的优点,本文以CFD商业软件中的Fluent软件为基本手段,并结合实验研究的方法对合成气制甲醇生产工艺过程中的气液分离设备进行模拟和优化研究。本文以合成气制甲醇流程中的甲醇气液分离工艺为背景,以计算流体力学为基础,结合甲醇气液分离动力学模型,分别对旋流板式、重力式和折流板式三种甲醇气液分离方式进行了模拟研究,借助Fluent软件进行计算求解,再用后处理软件对流体迹线、组分密度场和压力场的分布进行显示。同时借助Fluent软件对三种甲醇气液分离器的结构参数和操作参数进行模拟优化,得到了最优结构参数和操作参数条件:在入口速度为10m/s、液滴直径为10μm、筒体直径为180mm、锥体高度为400mm时旋流式甲醇气液分离器具有较好的分离效率和分离性能;当入口速度为1 m·s-1、液滴直径最大为10-4m时斜管式重力式甲醇气液分离器具有较好的分离效果;当甲醇液滴粒径为10μm,混合流体的速度为5m/s、折流板转折角为90°、级数为2级、折流板间距为20mm时折流板式甲醇气液分离器具有较好的分离效果和分离性能。同时本文在Fluent软件模拟计算结果的基础上,综合考虑,选取重力式和旋流板式相结合,并在其中添加丝网,设计并制备了组合式甲醇气液分离装置,进行了组合式甲醇气液分离器的实验研究,分别考察了气液混合物密度对分离器分离效率的影响、分离器筒体长度对分离效率的影响、分离器筒体长度对分离器压降的影响,得到了分离器筒体长度和混合物密度对组合式甲醇气液分离器分离性能的影响规律。