本发明公开了一种浮顶储罐浮盘落底过程安全防护系统，在浮盘顶部设置的若干自动通气阀的外周设置有集气罩，集气罩通过自动通气阀与浮盘下气相空间连通，所述安全防护系统还包括检测单元和呼吸阀；在石油储罐内底部设置有注氮抽气组件，注氮抽气组件位于浮盘的下方且注氮抽气口靠近浮盘落底时的最低位置，注氮抽气组件与氮气回收供给系统相连。本发明针对浮盘在落底运行过程中气相空间易形成易燃易爆空间，利用氮气作为惰化填充剂，降低氧气含量，使该空间处于不燃不爆状态，实现了浮盘落底过程的安全防护；而且通过对氮气和VOCS进行有序收集，不仅减少了VOCS的无组织排放，实现了VOCS的集中处理，还实现了氮气的回收再利用，达到了环境保护和节能减排的目的。