径向流甲醇合成反应器由于流道短,流通截面积大,可使用小颗粒催化剂等优势,被广泛用于甲醇合成工业中。然而,在实际应用中,径向流甲醇合成反应器存在流体沿流体流动的轴向方向分布不均的现象,该现象会影响反应器的反应性能,出现产量和质量等问题。因此,本文以本课题组与某公司合作研发的大型向心Z型径向流甲醇合成反应器为研究对象,基于计算流体力学方法,对大型径向流甲醇合成反应器进行数值模拟研究,深入探究反应器内的流体流动特性,以期改善径向流甲醇合成反应器内的流体分布均匀性,进而提高径向流甲醇合成反应器的反应性能。具体研究内容如下:（1）为了探究径向反应器流动数值模拟方法,以文献实验中所研究的径向反应器为研究对象进行流场数值模拟,并将数值模拟的结果与文献所做实验结果进行比较分析。结果表明:数值模拟所得的床层压差与实验测得的床层压差误差在15%以内,说明了本文的径向反应器流场数值模拟方法具有一定的可靠性。（2）通过对大型向心Z型径向流甲醇合成反应器的流场数值模拟,得到了反应器内的速度场和压力场,分析发现,反应器内的流体流动符合向心Z型径向流甲醇合成反应器内的流场分布规律。但是,通过对速度场和压力场的研究发现,由于径向流甲醇合成反应器流道长,流体在反应器的主流道和催化剂床层内轴向流动时间过长,导致沿着流体流动的轴向方向,流场分布均匀性较差。（3）以提高流场均匀度为目标,对径向流甲醇合成反应器的结构进行改进,提出一种新型的径轴向交替流动的径向流甲醇合成反应器结构。该结构通过改变反应器内中间段的不开孔圈数,将流体在反应器内的流体流动方式改变为径向为主,轴向为辅的径轴向交替流动,其中轴向不开孔圈数分为2、4、6、8、10、12六种情况,也即有六种不同的径轴段长度组合方式。采用数值模拟的方法对六种不同径轴段长度组合的新型径向流甲醇合成反应器的流场进行模拟研究,获得了各新型径向流甲醇合成反应器的流场分布规律,并与普通径向流甲醇合成反应器在速度场、压力场和流场均匀性等方面进行对比分析。结果表明:六种不同径轴段长度组合的新型径向流甲醇合成反应器中,轴向不开孔圈数为4的径向流甲醇合成反应器催化剂床层压差沿轴向变化幅度小,流场均匀度最高,较其他几种组合的径向流甲醇合成反应器床层速度最大,有利于流体流动且床层速度沿轴向波动最小,流场分布最均匀。（4）以流场分布最优的轴向不开孔圈数为4的新型径向流甲醇合成反应器为研究对象进行了流场数值模拟。研究了高径比、主流道截面积之比两个催化剂床层结构参数对流场均匀性的影响,以此得到最优的径向流甲醇合成反应器结构参数。结果表明:对于轴向不开孔圈数为4的新型径向流甲醇合成反应器,高径比为9、主流道截面积比为0.59时,流场分布最均匀。