Термины и определения 3
Перечень сокращений и обозначений 5
Введение 6
1 Теоретические аспекты обеспечения взрывобезопасности 12
1.1 Статистика и анализ причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях 12
1.2 Понятие взрывобезопасности и меры ее обеспечения 20
2 Анализ объекта исследования и способов обеспечения безопасности 27
2.1 Краткая характеристика предприятия 27
2.2 Проекты технических решений, направленных на обеспечение взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств 40
2.3 Определение методов и разработка программы научных исследований 44
3 Применение технических, организационных мероприятий для обеспечения взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ» 47
3.1 Анализ возможных технических решений для обеспечения взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ» 47
3.2 Патентно-информационный поиск решений обеспечения взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ» 54
3.3 Анализ эффективности предложений по улучшению взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ» 61
Заключение 66
Список используемой литературы и используемых источников 68
Приложение А Принципиальная схема организации подачи ингибитора и нейтрализатора в шлемовые линии колонн 72
Актуальность и научная значимость настоящего исследования: Нефтеперерабатывающий завод - это десятки сложных процессов, в результате которых нефть превращается в бензины, масла, сырье для нефтехимии, битумы и множество других востребованных продуктов. Чтобы понять, насколько сложны и рискованны процессы переработки нефти, обозначим лишь некоторые предельные параметры работы оборудования (давления, температуры и т.д.), с которыми приходится иметь дело на НПЗ.
Так, в печи прокаливания нефтяного кокса температура может достигать 1290°С, а на установке регенерации отработанной серной кислоты в печи расщепления поддерживается нагревание до 1200°С. Причем это предельные нормативные параметры процессов, и с точки зрения безопасности важно следить за тем, чтобы они не превышались, - все равно что постоянно держать под контролем вулкан, в котором лава, изливающаяся из кратера, раскаляется до сопоставимых температур - от 800 до 1200°С. Большинство процессов на заводе проходит под высоким давлением. В частности, на установке реактора гидроочистки дизельного топлива создается давление в 8 МПа, что примерно равняется 80 атмосферам. При работе установки замедленного коксования нефтяного сырья максимальное давление еще выше - оно может достигать 18 МПа. Под таким давлением подается вода на установку для гидрорезки кокса. Для сравнения: давление в шине легкового автомобиля составляет всего 0,2 МПа.
Таким образом, обеспечение взрывобезопасности процессов нефтеперерабатывающих производств является достаточно актуальным.
Объект исследования: установка переработки нефти ООО «Красноленинский НПЗ».
Предмет исследования: методы обеспечения взрывобезопасности на производственной площадке установки переработки нефти ООО «Красноленинский НПЗ».
Цель исследования: исследование методов обеспечения взрывобезопасности на производственной площадке установки переработки нефти ООО «Красноленинский НПЗ» и разработка мероприятий, направленных на их совершенствование.
Гипотеза исследования состоит в том, что методы обеспечения взрывобезопасности на производственной площадке установки переработки нефти ООО «Красноленинский НПЗ» будут усовершенствованы, если:
1. Проанализирована статистика причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях
2. Осуществлен патентно-информационный обзор мер, направленных на обеспечение взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств.
3. Разработаны организационно-технические мероприятия, способствующие улучшению обеспечения взрывобезопасности с использованием ингибиторов и флегматизации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• провести статистику причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях;
• дать понятие взрывобезопасности и меры ее обеспечения;
• разработать краткую характеристику предприятия;
• изучить проекты технических решений, направленных на обеспечение взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств;
• определить методы и разработать программу научных исследований;
• провести анализ возможных технических решений для обеспечения взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ»;
• провести патентно-информационный поиск решений обеспечения взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ»;
• проанализировать эффективность предложений по улучшению взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ».
Теоретико-методологическую основу исследования составили: ряд федеральных законов, нормативно-правовых актов, сводов правил, ГОСТов, регулирующих состояние взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств, публикации исследования взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств, анализ зависимости причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях и возможных технических решений для обеспечения взрывобезопасности.
Базовыми для настоящего исследования явились также: патентно-информационные ресурсы, позволяющие повысить эффективность организационно-технических мероприятий взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств.
Методы исследования:
• изучение законодательных и нормативных документов, регламентирующих взрывобезопасность нефтеперерабатывающих производств;
• изучение проектной документации объекта;
• исследовании систем обеспечения безопасности на объекте;
• проведение расчетов, согласно существующих методик;
• выводы о проделанной работе.
Опытно-экспериментальная база исследования: ООО «Красноленинский НПЗ».
Научная новизна исследования заключается в:
1. Организация исследования по анализу зависимости причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях и возможных технических решений для обеспечения взрывобезопасности.
2. Применении новых изобретений, направленных на улучшение взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ».
Теоретическая значимость исследования заключается в:
1. Проведено обобщение причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях и их последствий.
2. Изучены факторы повышенной опасности нефтеперерабатывающих предприятий и потенциальные источники взрывоопасности.
3. Проанализированы возможные мероприятия по обеспечению взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств, сделано их обобщение.
Практическая значимость исследования. Итоги данной научной работы помогут обосновать потребность в усовершенствовании и обновлении применяемого оборудования, направленного на обеспечение взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
1. Проведено исследование по анализу зависимости причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях и возможных технических решений для обеспечения взрывобезопасности.
2. Обосновано применение новых изобретений, направленных на улучшение взрывобезопасности в ООО «Красноленинский НПЗ».
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в организации исследования по анализу зависимости причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях и возможных технических решений для обеспечения взрывобезопасности и подбору новых технических решений, направленных на совершенствование рассматриваемой проблемы.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях:
- участие в международной научной конференции технико-научного журнала «Точная наука»: Методы обеспечения безопасности на нефтеперерабатывающих производствах с помощью защиты оборудования от коррозии.
На защиту выносятся:
1. В работе охарактеризовано понятие взрывобезопасности и проведен анализ причин аварий, произошедший на нефтеперерабатывающих предприятиях:
• образование взрывоопасной смеси из-за отсутствия герметичности в резервуарах;
• разгерметизация подземного участка трубопровода;
• нарушение герметичности резиновых уплотнителей;
• пролив жидкости с содержанием воспламеняющих веществ на площадке проведения огневых работ.
2. Проведен анализ объекта исследования и существующих мер безопасности по обеспечению безопасности. Установка переработки нефти расположена в Западной Сибири на территории Тюменской области, Октябрьского района ХМАО в 10-15 метрах от трассы Нягань - п. Талинский, на 37 километре автодороги Нягань - поселок Талинский - Ханты-Мансийск; занимает территорию площадью 9,6 га; по периметру 1280,5 м. На установке предусмотрен ряд мероприятий, направленных на повышение безопасности при ее эксплуатации:
• аварийный останов технологической установки;
• аварийный останов печи нагрева нефти;
• сигнализация;
• запорная арматура с электроприводом на границах технологических блоков и на трубопроводах паротушения блок - боксов технологического оборудования;
• система контроля загазованности о превышении предельно допустимой концентрации углеводородов;
• система противопожарной сигнализации и оповещения;
• подача инертного газа на продувку оборудования;
• система аэрозольного и паро- и пенотушения;
• система противопожарного водоснабжения.
3. Проанализированы существующие проекты технических решений, направленных на обеспечение взрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств. В частности:
• внедрение стандартизированных процессов, инструментов и методик;
• повышение эффективности мероприятий в области комплексной защиты оборудования технологической установки по переработке нефти от воздействия внешних и внутренних факторов;
• оптимизация затрат на реализацию мер по защите технологической установки по переработке нефти путем выбора наиболее эффективных реагентов и технологий защиты, а также установления оптимальных мер потребления;
• повышение уровня компетенций персонала и формирование культуры производства, основанной на безопасности и эффективности осуществления финансово-хозяйственной деятельности.
4. Обосновано применение новых изобретений для обеспечения взрывобезопасности. Для защиты от взрывов внутритрубных пространств на установке ООО «Красноленинский НПЗ» было выбрано взрывозащищенное внутритрубное устройство и установка автоматического предотвращения взрыва газовоздушной смеси.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, трех разделов, заключения, содержит 18 рисунков, 6 таблиц, список использованной литературы (30 источников), приложений. Основной текст работы изложен на 64 страницах.
Взрывобезопасность производственных процессов должна быть обеспечена взрывопредупреждением, взрывозащитой, активной системой взрывоподавления.
Уже несколько лет в российской нефтеперерабатывающей отрасли идет масштабная модернизация производства - согласно четырехстороннему соглашению между Федеральной антимонопольной службой (ФАС), Госстандартом, Ростехнадзором и нефтяными компаниями.
1. Тепловая флегматизация. «Процесс снижения чувствительности взрывчатых смесей запускают различные добавки, которые понижают температуру горения. Тепловые флегматизаторы разделяют на две группы: инертные компоненты (вода, углекислый газ, азот) и иные горючие вещества, флегматизирующие горение сложных смесей» [20].
«Инертные добавки воспринимают часть теплового эффекта, химического превращения при этом не происходит. Добавки органических флегматизаторов не только понижают температуру горения, но при высоких температурах повышают теплоемкость за счет эндотермических превращений. Именно поэтому такие добавки флегматизируют горение в более малых дозах, чем добавки инертные» [20].
Иногда активным флегматизатором становится собственно избыточное горючее.
2. Химическая флегматизация. «Применение ингибиторов оказывает наиболее сильное гасящее действие, при этом еще больше сужается предел распространения пламени. Механизм флегматизации заключается в обрыве цепи реакции процесса окисления. Ингибиторы взаимодействуют с активными центрами реакции вместо окисляющихся компонентов. Так добавка ингибитора снижает концентрацию активных центров. К примеру, галоиды реагируют с атомарным водородом (чаще всего участвует в цепном процессе окисления)» [20].
«Химически активные флегматизаторы (ингибиторы) используются в предохранительных устройствах. В случае аварии ингибиторы вводят во взрывоопасную среду либо в зону горения, и среда быстро превращается в негорючую. Так, атом водорода замещается на атомы галогенов при использовании пламегасящих средств на основе галоидов и галопроизводных» [20].
Объект исследования в настоящей работе - установка атмосферой перегонки нефти V - 6000, которая предназначена для переработки нефти АО «РН-Няганьнефтегаз».
Угрозой разного рода происшествий и аварий на предприятиях нефтеперерабатывающего сектора зачастую является высокая концентрация взрывоопасных газов. Поэтому риск взрыва на таких опасных производственных объектах исключать нельзя, так как все оборудование на установках этих промышленных предприятий связано единым процессом.
Основной целью разработки проекта технического решения является обеспечение технологической установки по переработке нефти безопасной и эффективной эксплуатации путем применения современных технологий, материалов, оборудования. Для защиты от взрывов внутритрубных пространств на установке ООО «Красноленинский НПЗ» был осуществлен патентно-информационный поиск возможных технических решений. Для защиты от взрывов внутритрубных пространств на установке ООО «Красноленинский НПЗ» было выбрано взрывозащищенное внутритрубное устройство, а также использование установки автоматического предотвращения взрыва газовоздушной смеси. Предложенное изобретение уменьшает вероятность возникновения взрыва в случаях аварий на нефтеперерабатывающих предприятиях за счет локализации газовоздушного облака вблизи колонны, предотвращая эффект домино, и снижения концентрации парогазовоздушной смеси. В результате использования данной установки повышается безопасность колонн, емкостей со сжиженными газами.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
