將油氣混合物（通常是飽和態以下）引入具有一定容積的容器中，由于流速減慢，停留時間延長，氣相和液相自然分開，氣體從容器頂部引出，液體從容器底部引出，這就是簡單的油氣分離器的原理。但由于這個過程中都同時含有相平衡的問題，所以容器的體積要加以理論計算，主要是要根據汽化程度來算，同時控制油氣分離器的壓力、溫度及液位是比較關鍵的，也就是說在這個壓力、溫度下，液相中可以汽化的成分也會隨其他氣相一起分離出來，通常可以接近相平衡的狀態，也就是說在油氣分離器這一點，相當于一塊理論板的分離效果。 再說說結構吧，簡單的就是一個容器，可以沒有內構件。但為了增強汽液分離效果，還有許多改進設計，切向進料就是一個改進，但通常不主張水平偏下進料，因為有可能因為流速高反而造成底部液體的返混夾帶，液位不好控制。通常都是水平進料。還有更復雜的設計，正對進料口設一檔板，使液相沿切向朝兩個方向旋轉相遇，因流速相抵而落入容器底部，還有在容器頂部氣相出口設破沫網的，也是為了減少霧沫夾帶，增強氣液分離效果。

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