二氧化碳汽提工艺是尿素生产的核心流程，其通过高压反应将二氧化碳与液氨结合生成尿素。然而，在脱氢反应环节，氧气含量的准确控制直接关系到设备安全、合成效率及排放合规性。传统氧分析技术（如磁力氧表）因受工况限制，难以满足高压、高杂质环境的检测需求。激光氧分析仪的出现，为这一难题提供了创新解决方案，成为保障尿素生产安全与高效的关键工具。
二氧化碳汽提工艺的挑战与氧气监测需求
工艺特点与风险
二氧化碳汽提工艺中，脱氢反应器出口气体具有以下特性：
高压高温：反应压力通常高达15-20 MPa，温度过150℃。
高浓度CO₂与硫结晶：原料气中CO₂浓度可达95%以上，同时硫化合物易在管道中结晶，堵塞传统采样系统。
爆炸风险：若放空尾气中氧气含量失控，与易燃组分混合可能引发爆炸。
氧气控制的工艺意义
过低氧气浓度：导致高压设备（如合成塔）材料腐蚀，缩短设备寿命。
过高氧气浓度：影响尿素合成率，增加惰性气体处理系统的负荷，甚至引发安全连锁反应。
可调谐半导体激光吸收光谱技术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，结合朗伯-比尔定律计算浓度。其特点包括：
高分辨率：激光光谱宽度小于气体吸收线宽，抗背景气体干扰能力显著优于传统技术。
非接触式测量：无需复杂预处理，避免硫结晶堵塞问题。
适应恶劣工况的能力，长期稳定，周期长达半年，维护成本低。
在尿素生产中的实际应用
系统设计与安装
旁路抽取式设计：通过分级过滤除尘、涡旋制冷除水，确保样气清洁，同时避免主流程压力损失。
防爆配置：采用Exd II C T6防爆等级，满足石化装置安全标准。
实时监测与工艺优化，准确控制氧气范围：通过4-20mA信号实时传输至DCS系统，动态调节工艺参数，确保合成效率与设备安全。
