三偏心蝶閥在石油化工裝置中的應用在大口徑管線上，使用截止閥的成本非常高且無法實現零泄漏，在需要緊急關斷的工況中，必須在截止閥的旁側加裝切斷閥。雖然V型球閥也可以實現切斷（零泄露）和調節，但成本也要遠遠高于三偏心蝶閥。目前，一般在DN300mm以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比具有開閉時間短、操作力矩小、安裝空間小和質量輕的特點。蝶閥易與各種驅動裝置組合，有良好的耐久性和可靠性。正因為三偏心蝶閥與截止閥、球閥、閘閥相比具有顯著的優點，因此在石油化工行業的許多場合，三偏心蝶閥都得到了成功的應用。
（1）三偏心蝶閥集調節與切斷（實現零泄漏）于一身，在聚乙烯裝置中已有成功的典型應用。
聚乙烯裝置的反應器冷卻水溫度調節回路是該裝置最重要的組成部分，溫度調節回路是否能平穩運行直接決定了整套聚乙烯裝置能否安全平穩運行。調溫水管線為大口徑（DN450mm以上），正常工況條件下，三偏心蝶閥因其很高的調控比，作為調節閥使用，比普通調節閥更加穩定可靠，當聯鎖發生時，三偏心蝶閥還可以起到切斷作用，并且完全切斷（零泄漏）。從實際應用情況來看，不但節約了投資成本，而且控制的特別穩定。
（2）乙烯裝置裂解爐出口的清焦閥是石油化工行業中使用條件比較苛刻的一種閥，工藝介質中的碳顆粒可能積聚在閥門的密封面上引起密封面咬合而使閥門不能正常開關，甚至縮短閥門的使用壽命。與其它類型的閥門相比，三偏心蝶閥以其獨特的結構特點成為最理想的選擇。
（3）各煉油廠催化裂化裝置煙氣輪機的入口管線的切斷和調節，由于工藝管線口徑很大，工藝介質為高溫煙氣（高達750℃），使用閥門主要采用三偏心蝶閥，國內裝置的閥門尺寸最大已經達到DN1800mm，配備液壓執行機構關閉時間小于0.5s；其它如主風機入口出口管道和放空閥，氣壓機入口、出口管道，去火炬放空閥，油漿泵出入口，各種高中低壓蒸汽管線的調節和切斷等也大量選用三偏心蝶閥。
液化石油氣非常容易泄漏，既要滿足大的流通能力又要避免泄漏，在其儲罐進出口主管線上使用三偏心蝶閥更加可靠。此外，在硫磺回收裝置中，需要熔融狀態輸送的液硫，目前均選用帶蒸汽夾套的三偏心蝶閥。
