低温换热器是天然气BOG再液化系统中的关键设备，也是能耗较为集中的部位。换热器传热特性的研究对强化其传热性能、提高传热效率和降低成本有重要的现实意义，其传热变化规律对再液化系统的稳定运行有指导性的参考作用。随着计算流体力学、传热学理论以及计算机技术的的发展进步，数值模拟方法成为研究和分析换热器传热特性的重要实验手段。使用CFD前处理软件GAMBIT，结合管壳式换热器设计标准，建立低温换热器的三维几何模型并进行网格划分。因天然气为多组分混合物，通过应用Aspen Plus软件，基于SRK气体状态方程和对比态原理计算出其密度、比热、导热系数和粘度等热物性参数。以计算流体力学软件FLUENT为平台，选取标准k-ε模型和确定相关初始边界条件，对低温换热器中一股壳程冷流体同时冷却两股热流体（其中一股流体为天然气）的传热过程进行数值模拟，分析管程和壳程流体温度场、速度场和压降的分布规律。选择让天然气分别走不同的换热管，对七种管程流体排布方式下低温换热器进行数值模拟，对比分析各流体的出口温度变化以及低温换热器传热性能和阻力性能，得出不同排布方式下天然气的被冷却效果的差别。对丙烯、丙烷和氮气三种物质作制冷剂时的低温换热器进行数值模拟，分析不同制冷剂对天然气温度下降幅度和换热器综合性能的影响，得出丙烷作制冷剂能使天然气得到更低的温度，换热器的综合性能更好。改变各流体的入口速度或温度参数，通过对不同工况组合下的低温换热器进行数值模拟，分析各流体出口温度和总热负荷随入口工况变化的规律以及不同管程流体排布方式下天然气出口温度受入口工况变化的影响程度。当壳程丙烯入口工况变化时，排列方式7的天然气出口温度变化幅度较大；而管程丙烯入口工况变化，对天然气出口温度影响不明显；当天然气入口工况变化时，排布方式7的壳程、管程丙烯和热负荷受影响程度较大，方式1的受影响程度较小。