二氧化碳汽提工藝是尿素生產的核心流程之一，其通過高壓反應將二氧化碳與液氨結合生成尿素。然而，在脫氫反應環節，氧氣含量的準確控制直接關系到設備安全、合成效率及排放合規性。傳統氧分析技術（如磁力氧表）因受工況限制，難以滿足高壓、高雜質環境的檢測需求。激光氧分析儀的出現，為這一難題提供了創新解決方案，成為保障尿素生產安全與高效的關鍵工具。

二氧化碳汽提工藝的挑戰與氧氣監測需求

工藝特點與風險

二氧化碳汽提工藝中，脫氫反應器出口氣體具有以下特性：

高壓高溫：反應壓力通常高達15-20 MPa，溫度超過150℃。

高濃度CO₂與硫結晶：原料氣中CO₂濃度可達95%以上，同時總硫化合物易在管道中結晶，堵塞傳統采樣系統。

爆炸風險：若放空尾氣中氧氣含量失控，與易燃組分混合可能引發爆炸。

氧氣控制的工藝意義

過低氧氣濃度：導致高壓設備（如合成塔）材料腐蝕，縮短設備壽命。

過高氧氣濃度：影響尿素合成率，增加惰性氣體處理系統的負荷，甚至引發安全連鎖反應。

可調諧半導體激光吸收光譜技術通過發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，結合朗伯-比爾定律計算濃度。其特點包括：

高分辨率：激光光譜寬度小于氣體吸收線寬，抗背景氣體干擾能力顯著優于傳統技術。

非接觸式測量：無需復雜預處理，避免硫結晶堵塞問題。

適應惡劣工況的能力，長期穩定，標定周期長達半年，維護成本低。

在尿素生產中的實際應用

系統設計與安裝

旁路抽取式設計：通過分級過濾除塵、渦旋制冷除水，確保樣氣清潔，同時避免主流程壓力損失。

防爆配置：采用Exd II C T6防爆等級，滿足石化裝置安全標準。

實時監測與工藝優化，準確控制氧氣范圍：通過4-20mA信號實時傳輸至DCS系統，動態調節工藝參數，確保合成效率與設備安全。