На правах рукописи КУЛАКОВ ПЕТР АЛЕКСЕЕВИЧ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ОЛИГОПИПЕРИЛЕНОВОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (в химической отрасли промышленности) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань – 2011 Работа выполнена на кафедре «Технология нефтяного аппаратостроения» Уфимского государственного нефтяного технического университета Научный руководитель: Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ризванов Риф Гарифович доктор технических наук, профессор Теляков Эдуард Шархиевич кандидат технических наук, доцент Солодовников Александр Владимирович Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие "Башкирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения", г. Уфа Защита состоится «___» марта 2011 г. в __ часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.02 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. <...> Главной особенностью процесса производства катионных нефтеполимерных смол (КНПС) является высокая экзотермичность соолигомеризации и связанные с этим опасности неконтролируемых скачков температуры и давления. <...> Стоимость и технические возможности лабораторного контроля на предприятиях позволяют делать не более одногодвух анализов в смену. <...> Для процесса катионной соолигомеризации непредельных углеводородов в производстве КНПС синтетического каучука олигопипериленового (СКОП) из-за узкого диапазона оптимального протекания химических реакций бруттосоолигомеризации непредельных углеводородов, неизбежной является опасность нарушения стационарности соолигомеризации с неконтролируемыми скачками температуры. <...> Цель работы: Целью диссертационной работы является исследование условий развития аварийных ситуаций на установке СКОП и разработка <...>
Обеспечение_безопасности_технологической_установки_производства_олигопипериленового_синтетического_каучука.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования.
Химическое производство является одним из наиболее опасных
техногенных источников аварий. Главной особенностью процесса производства
катионных нефтеполимерных смол (КНПС) является высокая экзотермичность
соолигомеризации и связанные с этим опасности неконтролируемых скачков
температуры и давления. Нестабильность состава сырья сопряжена с
необходимостью постоянной корректировки режимных параметров с целью
поддержания нормируемых показателей безопасности. Это является одной из
причин, обуславливающих необходимость повышения качества управления
технологическими процессами и в результате безопасности производства.
Сочетание нестабильного по характеристикам сырья и изменяющихся значений
показателей безопасности производства являются основными факторами,
которые делают задачу подбора технологического режима чрезвычайно
сложной. Трудности выбора режимных параметров связаны со следующими
причинами:
Отсутствие оперативного метрологического контроля показателей
состава сырья в режиме реального времени, в связи с чем, управление
производится на основе информации, получаемой путем отбора проб и
проведения лабораторных анализов. Стоимость и технические возможности
лабораторного контроля на предприятиях позволяют делать не более одногодвух
анализов в смену.
Объем передаваемой информации, который предлагается оператору (или
автоматическому устройству) для выработки управляющих воздействий
достаточно велик. Часто информация имеет нечеткий характер, ввиду ее
неоднозначности, а управление безопасностью установки проводится по
многим плохо формализованным критериям. Это приводит к тому, что решения
на управление формируются обычно экспериментальным образом, и
безопасность зависит от опыта и других личных качеств обслуживающего
персонала.
Для процесса катионной соолигомеризации непредельных углеводородов
в производстве КНПС синтетического каучука олигопипериленового (СКОП)
из-за узкого диапазона оптимального протекания химических реакций бруттосоолигомеризации
непредельных углеводородов, неизбежной является
опасность нарушения стационарности соолигомеризации с неконтролируемыми
скачками температуры. Учитывая также погрешности измеряющих приборов,
неоптимальное ведение технологического режима обуславливают
существенные риски возникновения аварийных ситуаций. Немаловажным
фактором является также ухудшение экологических показателей производства.
Цель работы:
Целью диссертационной работы является исследование условий развития
аварийных ситуаций на установке СКОП и разработка теоретических
положений и методических рекомендаций по обеспечению безопасности
производственного процесса.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
3
Стр.3
1. Выявление специфических особенностей установки производства
СКОП, определение логико-вероятностных связей опасных событий, оценка
потенциальной опасности установки.
2. Исследование динамических характеристик протекания химического
процесса и определение момента возникновения опасной ситуации,
исследование влияния реагентов на возникновение аварийной ситуации.
3. Разработка динамической модели АСУ многокомпонентного
производства с адаптацией по величине рассогласования;
4. Моделирование работы системы дозирования по показателям
безопасности установки.
5. Мероприятия по обеспечению безопасности работы установки СКОП.
Научная новизна работы:
1. По результатам статистического анализа работа установки СКОП
характеризуется 4-мя режимами. Выявлены закономерности изменения
технологических параметров от режима протекания реакции.
2. Исследован момент возникновения аварийной ситуации и возможные
пути протекания реакции олигомеризации. Выявлена зависимость развития
аварийной ситуации от подачи компонентов в реактор олигомеризации.
3. Разработан алгоритм безопасного дозирования в реактор
олигомеризации, позволяющий свести к минимуму воздействие отказов и
внешних факторов.
Практическая значимость работы:
1. Создан алгоритм управления полимеризатором с использованием
адаптивного управления, позволяющий снизить риск возникновения аварийной
ситуации.
2. Предложен метод одновременного дозирования нескольких компонент
с изменяющимся составом в зависимости от давления.
3. Разработанная методика безопасной эксплуатации установки СКОП
применяется при производстве КНПС «пироль-ПС» в здании 57/1 ФКП
«Авангард».
Апробация работы.
Основные результаты и положения данной диссертационной работы
обсуждались на:
- региональной научно-технической конференции «Информационные
технологии в профессиональной и научной работе» г. Иошкар-Ола, 2006;
- всероссийской научно-практической конференции «Актуальные
проблемы химической технологии и подготовки кадров» г. Стерлитамак, 2006;
- региональной научно-практической конференции «Технология,
автоматизация, оборудование и экология промышленных предприятий» г.
Стерлитамак, 2008.
Публикации.
В рамках научной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе 7
статей (из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки
России для опубликования результатов диссертационного исследования) и 1
патент.
4
Стр.4