石油與石化產(chǎn)品是多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，其輕烴組分具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。在石化生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和銷(xiāo)售過(guò)程中，不可避免地有一部分輕質(zhì)液態(tài)組分汽化排入大氣，造成蒸發(fā)損耗。這不僅浪費(fèi)資源，還會(huì)帶來(lái)安全隱患和環(huán)境危害。

據(jù)中石化某分公司排查，儲(chǔ)罐系統(tǒng)已成為企業(yè)三大主要VOCs排放源之一，與生產(chǎn)裝置有組織排放、廢水排放并列。在儲(chǔ)運(yùn)部罐區(qū)，VOCs主要由苯類(lèi)有機(jī)揮發(fā)物組成，直排大氣既違反相關(guān)法規(guī)，又造成資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

石化行業(yè)VOCs治理面臨雙重挑戰(zhàn)：既要實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物的高效回收，又要確保工藝系統(tǒng)的本質(zhì)安全。尾氣回收過(guò)程中存在一個(gè)致命矛盾：一方面需要回收有價(jià)值的有機(jī)組分，另一方面當(dāng)氧氣混入回收系統(tǒng)時(shí)，易燃性VOCs氣體可能形成爆炸性混合物。

在典型石化罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目中，當(dāng)氧含量低于安全值時(shí)，采用尾氣回收方式減少排放；當(dāng)氧含量高于安全控制值時(shí)，則需緊急臨時(shí)放空處理。氧含量的安全閾值被嚴(yán)格控制在極低水平。

在脫氫尾氣壓縮系統(tǒng)中，當(dāng)氫氣含量很高時(shí)，氧含量超過(guò)0.8%就可能觸發(fā)聯(lián)鎖停車(chē)；在聚乙烯醇生產(chǎn)過(guò)程中，干燥機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的氧濃度超標(biāo)可能引發(fā)甲醇蒸氣等可燃?xì)怏w的爆炸。

在激光氧分析儀應(yīng)用前，石化行業(yè)普遍采用電化學(xué)原理，這類(lèi)傳統(tǒng)方法在VOCs治理場(chǎng)景下存在明顯不足：

交叉干擾嚴(yán)重：背景氣中存在復(fù)雜碳?xì)浠衔?、水汽及油?lèi)等物質(zhì)，傳感器不耐腐蝕且容易形成干擾，導(dǎo)致測(cè)量值偏低，造成安全控制盲區(qū)。

響應(yīng)滯后：取樣預(yù)處理環(huán)節(jié)耗時(shí)，無(wú)法實(shí)時(shí)反映工藝變化，失去預(yù)警意義。

維護(hù)成本高：系統(tǒng)需頻繁更換預(yù)處理備品備件，運(yùn)行成本居高不下。

可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)（TDLAS）則帶來(lái)了革命性突破。其核心原理是：通過(guò)發(fā)射特定波長(zhǎng)的激光穿透氣體，檢測(cè)氧氣分子對(duì)激光的選擇性吸收強(qiáng)度，進(jìn)而計(jì)算氧濃度。

抗背景干擾：利用氧氣分子的精細(xì)吸收光譜，消除烴類(lèi)、水蒸氣等復(fù)雜背景氣體的交叉影響。

非接觸測(cè)量：激光穿透過(guò)程氣體，無(wú)需物理接觸介質(zhì)，避免腐蝕和污染問(wèn)題，因此使用壽命長(zhǎng)。

激光氧分析儀性能穩(wěn)定，靈敏度高，響應(yīng)速度快，長(zhǎng)期漂移小，適用于需要快速響應(yīng)的場(chǎng)景。

激光氧分析儀在VOCs治理中的關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景

儲(chǔ)罐區(qū)油氣回收安全聯(lián)鎖

在煉油廠(chǎng)罐區(qū)油氣回收裝置中，激光氧分析儀常安裝在罐頂氣緩沖罐至羅茨風(fēng)機(jī)的輸氣管道旁路上。旁路設(shè)計(jì)既保證測(cè)量代表性，又避免高壓高速氣體直接沖擊儀器。當(dāng)檢測(cè)到氧含量超過(guò)0.8%時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)氮?dú)庋a(bǔ)充進(jìn)行置換；當(dāng)濃度突破1%時(shí)，立即觸發(fā)聯(lián)鎖保護(hù)：切斷鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，同時(shí)關(guān)閉出口管線(xiàn)氣動(dòng)閥。

氮封系統(tǒng)智能調(diào)控

在聚乙烯醇（PVA）生產(chǎn)過(guò)程中，干燥機(jī)系統(tǒng)在氮?dú)庋h(huán)環(huán)境下運(yùn)行。激光氧分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷凝器出口尾氣的氧濃度，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)氮?dú)庋a(bǔ)給量，形成閉環(huán)控制。這種精準(zhǔn)調(diào)控實(shí)現(xiàn)了雙重效益：既能防止氧氣積聚至危險(xiǎn)水平，又能避免過(guò)量氮?dú)庀摹?/p>

燃燒效率優(yōu)化

在VOCs焚燒處理裝置（如RTO）中，氧含量監(jiān)測(cè)直接影響燃燒效率與排放指標(biāo)。激光氧分析儀提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，幫助操作人員精準(zhǔn)控制助燃空氣量，確保有機(jī)物充分燃燒的同時(shí)減少燃料消耗。實(shí)測(cè)表明，氧濃度控制在6%-10%區(qū)間時(shí)，VOCs破壞效率可達(dá)99%以上，且天然氣消耗量極低。

未來(lái)，激光氧分析儀有望在更廣泛的石化場(chǎng)景中拓展應(yīng)用：

碼頭油氣回收系統(tǒng)：船舶裝卸過(guò)程中逸散油氣的安全回收。

油田伴生氣處理：甲烷回收利用中的氧含量監(jiān)控。

催化裂化裝置：再生煙氣中殘余氧的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。