柱状气液旋流分离器（GLCC）作为一种新型的气液分离器,与传统分离器相比,具有分离效率高、占地面积小等优点。但在实际应用中,常会出现气液两相互相夹带的现象,影响分离性能。本文通过数值模拟,对传统结构的柱状气液旋流分离器进行结构改进研究。根据某文献数据建立GLCC几何模型,划分六面体非结构化网格,分析流体速度分布随网格数的变化,确定采用25万网格进行数值模拟,切向速度和轴向速度分布符合旋流分离器中组合涡的特点,将模拟结果与实验结果对比,最小误差为9.1%,最大误差为13.0%,证明数值模拟方法是合理的。分别对传统结构GLCC以及底部增设圆锥和圆锥台的改进结构GLCC进行数值模拟,结构改进后,分离效率由70.2%分别提高至72.4%和74.1%,压降由0.0212 MPa分别降低至0.0205 MPa和0.0206 MPa。采用正交试验的方法研究溢流口直径、底流口直径、入口高度、圆锥台底面半径、圆锥台高度5个结构因素对气液分离效率和压降的影响,根据正交结果的极差分析,确定各因素对于分离效率指标的影响排序为溢流口直径、底流口直径、圆锥台高度、入口高度、圆锥台底面半径,对于压降指标的影响排序为底流口直径、圆锥台高度、圆锥台底面半径、溢流口直径、入口高度,采用综合平衡法,得到了在本研究范围内的最优结构组合。研究流体物性参数和操作参数对GLCC分离性能的影响。结果表明,入口流量由1 m³/h增大至11 m³/h时,分离效率由60.0%增大至83.0%,压降由8.50×10^-4MPa增大至0.101 MPa,说明入口流量越大,分离效果越好,但压力损失增加;入口含气率由0.1增大到0.7时,分离效率先由83.0%增大至86.7%,随后减小至70.6%,在含气率为0.3时的分离效果最好,随着入口含气率的增加,压降由0.037 MPa降至0.011 MPa;液相粘度由1 mPa·s增加至50 mPa·s时,分离效率由85.7%降至56.9%,压降由0.096 MPa增大至0.118 MPa,说明液相粘度越大,气液分离效果越差,压力损失也越大,柱状旋流分离器不适用于高粘度油品的气液分离;气泡直径由100μm增大至700μm时,分离效率由55.3%增加至94.0%,压降由0.0141 MPa减小至0.0134 MPa,气泡直径越大,分离效果越好。