在甲苯氧化工艺中，液相甲苯与空气发生氧化反应生成苄基过氧化物，进而用于制备无氯苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸等多种产品。该反应过程中，尾气氧含量的控制尤为关键：若氧含量偏低，易引发深度氧化反应，导致副产物增多、目标产物收率下降；若氧含量偏高，则反应速率降低，整体收率受到影响，同时装置能耗上升。此外，反应釜气相空间为甲苯‑氧‑氮多元体系，氧含量一旦超标将显著增加燃爆风险。因此，建立一套可靠的尾气氧含量监测与控制系统，对于提升产物收率、保障装置安全稳定运行具有重要意义。

为满足上述工艺控制需求，设计了甲苯氧化工艺尾气氧含量监测控制系统，系统主要组成包括甲苯进料泵、空气压缩机、氮气压缩机以及反应釜等核心设备。甲苯进料泵连接至反应釜入口；空气压缩机输出的空气经空气加热器升温后，进入空气分配台分为两路：一路直接进入反应釜入口，另一路则接入贫氧混合器入口管道。

氮气压缩机出口连接至氮气分配台，将氮气分为三路：一路接入贫氧混合器入口管道，一路接入贫氧混合器出口管道，第三路则直接并入反应釜出口尾气总管，贫氧混合器的出口管道接入反应釜入口。

反应釜底部与上部之间设有循环管道，配置甲苯循环泵与反应取热器，用于维持反应温度稳定。反应釜出口尾气总管上设置有两台激光氧分析仪，用于实时监测尾气氧含量，监测后的尾气排入氧化尾气出口系统。

甲苯进料泵、空气压缩机与氮气压缩机的入口分别设有甲苯、空气与氮气入口管线。反应釜入口处安装有空气进料切断阀与甲苯进料切断阀。其中，一路氮气、一路空气以及贫氧混合器出口管道汇合后，经由空气进料切断阀接入反应釜；甲苯进料泵出口则通过甲苯进料切断阀连接至反应釜入口。

空气进料切断阀具备联锁保护功能：当尾氧含量达到设定联锁值时，自动切断空气进料，确保系统安全。空气进料温度控制在190–210℃，压力控制范围为1.0–1.2 MPa。反应釜操作温度控制在185–205℃，压力维持在0.9–1.1 MPa。正常反应条件下，尾氧含量应控制在0.5–2%之间，联锁设定值为5%。

氮气分配台输出的第三路氮气（并入氧化尾气总管）压力控制在0.9–1.1 MPa。两台尾气激光氧分析仪（一尾氧分析仪与二尾氧分析仪）安装于第三路氮气与反应釜出口尾气总管的汇合点之前，确保氧含量监测的准确性与可靠性。

该系统通过合理配置甲苯进料泵、空气与氮气压缩机、贫氧混合器及氮气分配台等设备，实现了对氧化反应过程中氧含量的精确调控。空气分为两路，一路用于配制贫氧空气，另一路则供给反应所需；当尾氧含量达到联锁阈值时，系统自动切断空气进料。氮气分为三路，分别用于配制贫氧空气、调节反应进气组成以及稀释尾气氧含量；当尾氧含量超标时，系统可自动切入氮气以降低氧浓度。

该尾氧含量控制方案有效提升了甲苯氧化工艺的目标产物收率，确保尾氧含量处于安全范围内，显著降低了装置的燃爆风险，为工艺的平稳、高效与安全运行提供了可靠保障。