在甲苯氧化工藝中，液相甲苯與空氣發(fā)生氧化反應生成芐基過氧化物，進而用于制備無氯苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸等多種產品。該反應過程中，尾氣氧含量的控制尤為關鍵：若氧含量偏低，易引發(fā)深度氧化反應，導致副產物增多、目標產物收率下降；若氧含量偏高，則反應速率降低，整體收率受到影響，同時裝置能耗上升。此外，反應釜氣相空間為甲苯?氧?氮多元體系，氧含量一旦超標將顯著增加燃爆風險。因此，建立一套可靠的尾氣氧含量監(jiān)測與控制系統(tǒng)，對于提升產物收率、保障裝置安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

為滿足上述工藝控制需求，設計了甲苯氧化工藝尾氣氧含量監(jiān)測控制系統(tǒng)，系統(tǒng)主要組成包括甲苯進料泵、空氣壓縮機、氮氣壓縮機以及反應釜等核心設備。甲苯進料泵連接至反應釜入口；空氣壓縮機輸出的空氣經(jīng)空氣加熱器升溫后，進入空氣分配臺分為兩路：一路直接進入反應釜入口，另一路則接入貧氧混合器入口管道。

氮氣壓縮機出口連接至氮氣分配臺，將氮氣分為三路：一路接入貧氧混合器入口管道，一路接入貧氧混合器出口管道，第三路則直接并入反應釜出口尾氣總管，貧氧混合器的出口管道接入反應釜入口。

反應釜底部與上部之間設有循環(huán)管道，配置甲苯循環(huán)泵與反應取熱器，用于維持反應溫度穩(wěn)定。反應釜出口尾氣總管上設置有兩臺激光氧分析儀，用于實時監(jiān)測尾氣氧含量，監(jiān)測后的尾氣排入氧化尾氣出口系統(tǒng)。

甲苯進料泵、空氣壓縮機與氮氣壓縮機的入口分別設有甲苯、空氣與氮氣入口管線。反應釜入口處安裝有空氣進料切斷閥與甲苯進料切斷閥。其中，一路氮氣、一路空氣以及貧氧混合器出口管道匯合后，經(jīng)由空氣進料切斷閥接入反應釜；甲苯進料泵出口則通過甲苯進料切斷閥連接至反應釜入口。

空氣進料切斷閥具備聯(lián)鎖保護功能：當尾氧含量達到設定聯(lián)鎖值時，自動切斷空氣進料，確保系統(tǒng)安全?？諝膺M料溫度控制在190–210℃，壓力控制范圍為1.0–1.2 MPa。反應釜操作溫度控制在185–205℃，壓力維持在0.9–1.1 MPa。正常反應條件下，尾氧含量應控制在0.5–2%之間，聯(lián)鎖設定值為5%。

氮氣分配臺輸出的第三路氮氣（并入氧化尾氣總管）壓力控制在0.9–1.1 MPa。兩臺尾氣激光氧分析儀（一尾氧分析儀與二尾氧分析儀）安裝于第三路氮氣與反應釜出口尾氣總管的匯合點之前，確保氧含量監(jiān)測的準確性與可靠性。

該系統(tǒng)通過合理配置甲苯進料泵、空氣與氮氣壓縮機、貧氧混合器及氮氣分配臺等設備，實現(xiàn)了對氧化反應過程中氧含量的精確調控?？諝夥譃閮陕罚宦酚糜谂渲曝氀蹩諝?，另一路則供給反應所需；當尾氧含量達到聯(lián)鎖閾值時，系統(tǒng)自動切斷空氣進料。氮氣分為三路，分別用于配制貧氧空氣、調節(jié)反應進氣組成以及稀釋尾氣氧含量；當尾氧含量超標時，系統(tǒng)可自動切入氮氣以降低氧濃度。

該尾氧含量控制方案有效提升了甲苯氧化工藝的目標產物收率，確保尾氧含量處于安全范圍內，顯著降低了裝置的燃爆風險，為工藝的平穩(wěn)、高效與安全運行提供了可靠保障。