石油與石化產(chǎn)品是多種碳氫化合物的混合物，其輕烴組分具有很強的揮發(fā)性。在石化生產(chǎn)、儲運和銷售過程中，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。這不僅浪費資源，還會帶來安全隱患和環(huán)境危害。

據(jù)中石化某分公司排查，儲罐系統(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。在儲運部罐區(qū)，VOCs主要由苯類有機揮發(fā)物組成，直排大氣既違反相關(guān)法規(guī)，又造成資源浪費和經(jīng)濟損失。

石化行業(yè)VOCs治理面臨雙重挑戰(zhàn)：既要實現(xiàn)揮發(fā)性有機物的高效回收，又要確保工藝系統(tǒng)的本質(zhì)安全。尾氣回收過程中存在一個致命矛盾：一方面需要回收有價值的有機組分，另一方面當氧氣混入回收系統(tǒng)時，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治理項目中，當氧含量低于安全值時，采用尾氣回收方式減少排放；當氧含量高于安全控制值時，則需緊急臨時放空處理。氧含量的安全閾值被嚴格控制在極低水平。

在脫氫尾氣壓縮系統(tǒng)中，當氫氣含量很高時，氧含量超過0.8%就可能觸發(fā)聯(lián)鎖停車；在聚乙烯醇生產(chǎn)過程中，干燥機系統(tǒng)內(nèi)的氧濃度超標可能引發(fā)甲醇蒸氣等可燃氣體的爆炸。

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

交叉干擾嚴重：背景氣中存在復雜碳氫化合物、水汽及油類等物質(zhì)，傳感器不耐腐蝕且容易形成干擾，導致測量值偏低，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，無法實時反映工藝變化，失去預(yù)警意義。

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

可調(diào)諧半導體激光光譜吸收技術(shù)（TDLAS）則帶來了革命性突破。其核心原理是：通過發(fā)射特定波長的激光穿透氣體，檢測氧氣分子對激光的選擇性吸收強度，進而計算氧濃度。

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

非接觸測量：激光穿透過程氣體，無需物理接觸介質(zhì)，避免腐蝕和污染問題，因此使用壽命長。

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

激光氧分析儀在VOCs治理中的關(guān)鍵應(yīng)用場景

儲罐區(qū)油氣回收安全聯(lián)鎖

在煉油廠罐區(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機的輸氣管道旁路上。旁路設(shè)計既保證測量代表性，又避免高壓高速氣體直接沖擊儀器。當檢測到氧含量超過0.8%時，系統(tǒng)自動啟動氮氣補充進行置換；當濃度突破1%時，立即觸發(fā)聯(lián)鎖保護：切斷鼓風機運行，同時關(guān)閉出口管線氣動閥。

氮封系統(tǒng)智能調(diào)控

在聚乙烯醇（PVA）生產(chǎn)過程中，干燥機系統(tǒng)在氮氣循環(huán)環(huán)境下運行。激光氧分析儀實時監(jiān)測冷凝器出口尾氣的氧濃度，動態(tài)調(diào)節(jié)氮氣補給量，形成閉環(huán)控制。這種精準調(diào)控實現(xiàn)了雙重效益：既能防止氧氣積聚至危險水平，又能避免過量氮氣消耗。

燃燒效率優(yōu)化

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

未來，激光氧分析儀有望在更廣泛的石化場景中拓展應(yīng)用：

碼頭油氣回收系統(tǒng)：船舶裝卸過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監(jiān)測。