本论文针对大庆油田伴生气中液固杂质脱除任务,研究开发了基于重力沉降分离技术、旋风分离技术和中空纤维深层过滤吸附分离技术的多级分离组合技术。通过对高效低阻旋风分离技术对粗颗粒油滴及粉尘的排污能力和中空纤维过滤分离技术对细微颗粒的分级截留和吸附能力的初步试验考察,设计了一套由重力沉降、旋风分离、中空纤维过滤三部分构成的高效脱除伴生气中液固杂质设备。采用基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)理论的Fluent软件,模拟所设计的伴生气净化设备中复杂气液固非均相流体流场,考察设备的重力沉降及旋风分离单元中的速度场、压力场和温度场分布,结果表明两个单元均达到了理想分离效果和工况要求。最终采用设计的集重力沉降、旋风分离和中空纤维过滤于一体的脱杂技术进行了工业应用试验,考察对大庆喇压浅冷油田伴生气液固杂质的脱除情况,结果表明脱杂装置运行效果良好,其中液体脱除量比原装置高出720g/104m3(气),固体杂质捕集量比原装置高出237g/104m3(气),达到了预期目标。