在催化裂化装置中,反应油气和催化剂的分离过程主要是在沉降器内完成的。近年来,石油的重质化和劣质化使得沉降器内的结焦情况日益加剧,这严重影响到了催化裂化装置的长周期安全运行。为了避免或减缓沉降器内的结焦现象,本文对沉降器内的局部结构进行优化改进,采用数值模拟的方法,计算分析其内部的流动规律,并与现有结构进行对比,验证优化改进结构的可行性,为开发新型防焦沉降器提供帮助。研究内容和结论如下:（1）设计了一种三通道旋风分离器,计算并分析其内部流场和分离性能,与已有的单通道与双通道分离器进行对比。研究结果表明,三通道分离器内最大切向速度比单通道和双通道的高出10%、15.3%,且灰斗内无明显的二次涡流出现;下行流的轴向速度略有提高;三通道分离器的分离能力最强,分离效率均要高于单通道和双通道分离器的,对于dp＜5μm的颗粒来说,分离效率提高的尤为明显,分离效率最大可提高10.0%;当dp＞5μm时,分离效率接近100%。（2）对三通道旋风分离器入口内的导流板类型和弧长进行优化,设计了两种横向、纵向类型的导流板和五种不同弧长组合的导流板,计算并分析其内部流场和分离性能。研究结果表明,纵向类型弧长135+180弧度组合导流板的三通道入口结构最优。（3）在沉降器内粗顶旋敞口式连接结构的基础上,提出了一种新型粗顶旋连接结构,计算并分析沉降器内部的气相流场,并与敞口式连接沉降器进行对比。研究结果表明,新型连接结构中粗旋排气管排出的油气不仅可以被直接并全部引入顶旋内,油气到顶旋入口内的平均停留时间最大减少约82.3%,而且在没有任何附加能耗的情况下,将粗旋排气管内的颗粒进行二次分离,提高了整个分离系统的分离能力。