石油与石化产品是多种碳氢化合物的混合物，其轻烃组分具有很强的挥发性。在石化生产、储运和销售过程中，不可避免地有一部分轻质液态组分汽化排入大气，造成蒸发损耗。这不仅浪费资源，还会带来安全隐患和环境危害。

据中石化某分公司排查，储罐系统已成为企业三大主要VOCs排放源之一，与生产装置有组织排放、废水排放并列。在储运部罐区，VOCs主要由苯类有机挥发物组成，直排大气既违反相关法规，又造成资源浪费和经济损失。

石化行业VOCs治理面临双重挑战：既要实现挥发性有机物的高效回收，又要确保工艺系统的本质安全。尾气回收过程中存在一个致命矛盾：一方面需要回收有价值的有机组分，另一方面当氧气混入回收系统时，易燃性VOCs气体可能形成爆炸性混合物。

在典型石化罐区VOCs治理项目中，当氧含量低于安全值时，采用尾气回收方式减少排放；当氧含量高于安全控制值时，则需紧急临时放空处理。氧含量的安全阈值被严格控制在极低水平。

在脱氢尾气压缩系统中，当氢气含量很高时，氧含量超过0.8%就可能触发联锁停车；在聚乙烯醇生产过程中，干燥机系统内的氧浓度超标可能引发甲醇蒸气等可燃气体的爆炸。

在激光氧分析仪应用前，石化行业普遍采用电化学原理，这类传统方法在VOCs治理场景下存在明显不足：

交叉干扰严重：背景气中存在复杂碳氢化合物、水汽及油类等物质，传感器不耐腐蚀且容易形成干扰，导致测量值偏低，造成安全控制盲区。

响应滞后：取样预处理环节耗时，无法实时反映工艺变化，失去预警意义。

维护成本高：系统需频繁更换预处理备品备件，运行成本居高不下。

可调谐半导体激光光谱吸收技术（TDLAS）则带来了革命性突破。其核心原理是：通过发射特定波长的激光穿透气体，检测氧气分子对激光的选择性吸收强度，进而计算氧浓度。

抗背景干扰：利用氧气分子的精细吸收光谱，消除烃类、水蒸气等复杂背景气体的交叉影响。

非接触测量：激光穿透过程气体，无需物理接触介质，避免腐蚀和污染问题，因此使用寿命长。

激光氧分析仪性能稳定，灵敏度高，响应速度快，长期漂移小，适用于需要快速响应的场景。

激光氧分析仪在VOCs治理中的关键应用场景

储罐区油气回收安全联锁

在炼油厂罐区油气回收装置中，激光氧分析仪常安装在罐顶气缓冲罐至罗茨风机的输气管道旁路上。旁路设计既保证测量代表性，又避免高压高速气体直接冲击仪器。当检测到氧含量超过0.8%时，系统自动启动氮气补充进行置换；当浓度突破1%时，立即触发联锁保护：切断鼓风机运行，同时关闭出口管线气动阀。

氮封系统智能调控

在聚乙烯醇（PVA）生产过程中，干燥机系统在氮气循环环境下运行。激光氧分析仪实时监测冷凝器出口尾气的氧浓度，动态调节氮气补给量，形成闭环控制。这种精准调控实现了双重效益：既能防止氧气积聚至危险水平，又能避免过量氮气消耗。

燃烧效率优化

在VOCs焚烧处理装置（如RTO）中，氧含量监测直接影响燃烧效率与排放指标。激光氧分析仪提供的实时数据，帮助操作人员精准控制助燃空气量，确保有机物充分燃烧的同时减少燃料消耗。实测表明，氧浓度控制在6%-10%区间时，VOCs破坏效率可达99%以上，且天然气消耗量极低。

未来，激光氧分析仪有望在更广泛的石化场景中拓展应用：

码头油气回收系统：船舶装卸过程中逸散油气的安全回收。

油田伴生气处理：甲烷回收利用中的氧含量监控。

催化裂化装置：再生烟气中残余氧的精准监测。