边江，曹学文，孙文娟，杨文，蒋文明

（中国石油大学(华东)山东省油气储运安全重点实验室，山东青岛266580）

天然气是低碳、清洁一次能源，是国家能源结构向低碳化转型的主要方向。井场开采出的天然气通常含有过量的水分、重烃、酸性气体（CO2、H2S等）等杂质，这些杂质的存在对天然气输运与储存产生不利影响：水和重烃的凝结会增加管道流动阻力，增加输送能耗，甚至会造成管道堵塞；酸性气体与水共同作用会引发腐蚀问题，造成管道和设备损坏[1]。因此，在天然气输运与储存之前，必须采用合适的方法将其中杂质组分脱除。

超声速旋流分离技术是一种新兴的混合气体分离方法，其概念最早在1968 年由Garrett 等[2]提出。20 世纪末，俄罗斯ENGO 石油公司[3]与荷兰Shell 石油公司[4]将该技术引入天然气加工处理领域，结合气体动力学、工程热力学和流体力学的理论，将膨胀制冷、旋流式气/液分离、再压缩等处理过程集中在密闭紧凑装置中完成[5]。超声速旋流分离技术因具有结构紧凑、安全可靠、支持无人值守、节能环保等优势而被广泛关注，国内外众多学者针对超声速旋流分离装置内凝结相变、高速流动及旋流分离特性开展了大量的理论、数值模拟和实验研究工作。本文作者分析了不同的超声速旋流分离装置的原理及优缺点，系统概述了气体低温凝结理论研究现状以及超声速旋流分离技术的研究、应用现状和最新进展，并阐明了下一步的研究趋势，以促进该技术在天然气处理领域的发展和工业化应用。……