Переработка нефти и нефтепродуктов при чрезвычайных ситуациях

Как правило, для переработки необходимо довольно сложное производство, оборудованное в соответствии с целевым назначением.

Рассмотрены новые подходы к описанию эксплуатационной безопасности и остаточного ресурса оборудования особо опасных производственных объектов нефтехимпереработки (ОПО НХП). Основными элементами нового подхода является структурный компьютерный анализ процессов деформирования и разрушения, протекающих в реальных аппаратах под воздействием условий эксплуатации на основе конечно-элементных моделей (КЭМ) высокого уровня сложности. Последние, в свою очередь, могут учитывать как реальные свойства, так и структурное изменение материала в течение заданного времени.

Следует обратить внимание на необходимость и преимущества прочностного (структурного) анализа, как на часть подхода к решению проблем промышленной безопасности и оценки остаточного ресурса в процессе эксплуатации. Важным аспектом этого подхода, основанного на компьютерном моделировании, является способность предсказывать параметры статического и динамического поведения конструкции и отклика ОПО НХП в течение всего жизненного цикла, а также оценивать результаты воздействия условий эксплуатации. Работа по созданию КЭМ «высокой сложности» направлена на уточнение сведений о материалах и создание адекватной численной модели с целью совершенствования развиваемого подхода.

Результаты, полученные в работе, являются еще одним дополнением для улучшения качества расчетных прогнозов по оценке остаточного ресурса ОПО НХП при компьютерном моделировании. Представленный здесь подход берет за основу использование твердотельных или виртуальных моделей для обеспечения безопасности ОПО НХП. Показано, каким образом возможно выполнение расчетных исследований оборудования НХП. Работа, завершенная к настоящему времени, обеспечивает более надежные и прослеживаемые связи между исходной конструкцией аппарата и его компьютерными моделями.

Разработан метод оценки вероятности возникновения ЧС на химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих предприятиях на основе марковских случайных процессов с использованием так называемых «деревьев отказов». Использование такой модели позволяет имитировать различные условия возникновения ЧС (различные начальные условия, интенсивности перехода из одного состояния в другое). Точность результата в значительной степени определяется точностью исходной информации, то есть возникают специальные требования к этой информации.

Опыт показывает, что эта информация должна быть достаточно разнообразна, включать в себя механические, физические, технологические, химические параметры процесса. Сбор и обработка соответствующей информации, оценка уровня ее надежности становятся специальной задачей. Важность моделирования состоит в том, что оно позволяет, имитируя различные ситуации, выделить совокупности наиболее значимых условий и параметров, которые определяют возникновение и развитие ЧС. Имея в руках разработанный инструмент, можно приступать к решению такой задачи.

Наиболее ярко проявились проблемы управления качеством ОС на предприятиях нефтяного комплекса, особенно в условиях больших городов, так как огромная энергонасыщенность предприятий и выбросы вредных веществ создают не только техногенную нагрузку на ОС, но и представляют реальную опасность для здоровья людей.

Московский нефтеперерабатывающий завод — предприятие топливно-нефтехимического профиля, специализирующееся па выпуске топлива различного назначения, строительных материалов на битумной и полимерной основах, изделий из пластмасс. Разработана методология комплексного подхода к решению проблемы повышения уровня экологической безопасности и управления качеством ОС, включающая: анализ опасности и оценку риска современного нефтеперерабатывающего производства; разработку и внедрение системы мониторинга ОС, основными задачами которого являются слежение за качеством ОС, выяснение источников загрязнений, предупреждение возможных аварийных ситуаций и оперативное принятие мер по их устранению на базе многофакторных исследований и совершенствования технологических процессов, а также реконструкцию оборудования; организацию производства новых типов топлива с улучшенными экологическими характеристиками; совершенствование автоматизированных систем управления производством, технологическими процессами и разработку системы управления качеством ОС и экологической безопасностью.

Использование методологии комплексного подхода к решению проблем охраны ОС и безопасности производства нефтепродуктов позволило наметить стратегию развития нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ): внедрение безотходных энергосберегающих технологий; повышение КПД технологических процессов преобразования энергии; установление жестких норм расходования энергии с практическим самопроизводством ее для нужд предприятия; разработка малоотходных технологических процессов; создание контура управления качеством ОС во взаимосвязи с интегрированной информационно-управляющей системой завода; разработка пакета программ для набора и обучения кадров с использованием компьютерных тренажеров; применение в поточных схемах технологических процессов: гидрокрекинга нефтяных остатков, висбрекинга гудрона, термодеасфальтизации-деметализации тяжелых нефтяных остатков, рациональной переработки гудрона и производства новых композиционных нефтяных остатков, кокса, асфальта деасфальтизации; производство изделий из полипропилена методами модифицированного и полимеризационного наполнений; производство топлива с улучшенными экологическими характеристиками.