3685

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

Согласно информации Минэнерго России в 2017 г. переработку нефти и газового конденсата на те рритории страны и промышленное производство из всех видов нефтяного сы рья товарных нефтепродуктов осущ ествляют 80 специализированных нефтеп ерерабатывающих предприятий (Н ПЗ и ГПЗ) [5]. В 2017 г. общий объем первичной переработки нефтяного сырья на нефтеперерабатывающих предприятиях России незначительно (на 0,2 %, т. е. 0,7 млн т) снизился по сравнению с ан алогичным прошлогодним показателем и составил 279,9 млн т.

В перспективе план ируется увеличение добычи нефти н а территории Ти- мано-Печерской нефтегазовой провинции (Республика Коми); предполагается рост объема добычи и глубины нефтепереработки рост на территории ОЭС Се- веро-Запада, а также увеличение поставок нефти по новому нефтепроводу «Балтийская трубопроводная система» [5]. Запланирован ввод в промышленную эксплуатацию Русского месторождения ПАО НК «Рос нефть» в ЯмалоНенецком автономном ок руге, ожидается расширение Ачинс кого нефтеперерабатывающего завода (АО «АНПЗ ВНК»), освоение ЗАО «Ван корнефть» новых нефтегазоконденсатных месторождений (Сузунского, Тагульского и Лодочного). На рис. 3 приведена динамика показателей нефтеперерабатываающей отрасли за период 2008-2017 г.г.

Рис. 3. Динамика производственных показателей нефтеперерабатыв ающей отрасли в 2008-2017 г.г., млн тонн

61

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

Изменение глубины переработки нефти представлено на рис. 4. В настоящее время основным нефтедобывающим регионом являе тся Западная Сибирь, где сосредоточено б олее 60 % от всех нефтяных запасов страны и имеется развитая инфраструктура, он находится в стадии стагнирующ ей (снижающейся) добычи. С 2010 по 2016 г. добыча нефти в Западной Сибири (без учета льготируемого по НДПИ ЯНАО ), снизилась с ̴ 307,5 млн т до285̴ ,5 млн тонн в год (только по ХМАО добыча сократилась на 27 млн тонн, то есть на 10%).

Рис. 4. Глубина переработки нефти по России, %

Условия работы неф тяных компаний ухудшаются по о бъективным причинам, а именно, по геол огическим. Снижается дебит на дей ствующих месторождениях (с 69 баррелей в сутки в 2012 г. до примерно 64,8 б аррелей в сутки в 2016 г.) при росте обводненности на старых скважинах. Для поддержания добычи приходится бурить намного чаще и глубже: средняя глубина выросла на 162 м с 2012 по 2016 г. (с 2810 до 2972 м), а общая проходка за 5 лет выросла на 22% (с 21187 до 25786 тыс. м). При этом растет количество геологотехнические мероприятий (ГТМ), необходимых для обеспечения экономически обоснованных дебитов – количество гидравлических разрывов пласта (ГРП) выросло в 1,4 раз за 5 лет. Отметим, что коэффициент извлеч ения нефти (КИН) в РФ в среднем составляет около 27-28 %, при среднесроч ном потенциале в 32%-35% и выше. Но поте нциал может быть достигнут только в случае применения более совершенных технологий.

62

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

За 2017 г. на внутренний рынок Российской Федерации было поставлено автомобильных бензинов – 35,2 млн т (+0,9 % к 2016 г.); диз ельного топлива – 33,1 млн т (+1,8 %, или +0,6 млн т к 2016 г.), авиационного керосина – 9,7 млн т (+7,9 %, или +0,8 млн т к 2 016 г.); мазута топочного – 10,3 мл н т (–17,6 %, или – 2,2 млн т). Динамика прои зводства автомобильных бензинов в России за период 2008-2017 г.г. приведена на рис. 5 [5].

В 2017 г. суммарны й объем вывоза российской нефти с таможенной территории Российской Федерации составил 257,0 млн т, увеличившись по отношению к 2016 г. на +2,8 млн т (+1,1 %). Динамика экспорта нефти в период 2008-2017 г.г. приведен на рис. 6 [5].

Рис.5. Динамика про изводства автомобильных бензинов в России, млн т

Рис. 6. Динамика поставок нефти на экспорт в 2008-2017 г. г., млн т

63

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

Распределение нефтеперерабатывающих предприятий по регионам осуществлялось по следующ им принципам: близости к месторождениям сырья и логистике поставок горюч е-смазочных материалов и продук тов нефтехимии в конкретные субъекты. Да нные факторы и предопределили картину расположения нефтеперерабатываю щих мощностей на территории сов ременной России (рис. 7). На данном этапе развития отечественной нефтегазо вой отрасли отмечается не только наращив ание мощностей, но и тотальная мод ернизация нефтегазового производства. Этот тренд позволит российским компаниям улучшить качество продукции до ур овня международных стандартов, а также повысить глубину переработки сыр ья и минимизировать имеющиеся риски, в том числе пожарные.

Рис.7. Распределение регионов РФ по мощностями по переработке н ефти, млн т/ год

Сегодня весьма актуальной является проблема обеспечения пожарной безопасности на объектах нефтегазового комплекса [4]. Анализ деятельности в области применения инновационных технологий крупнейших российской нефтяной компании АО «НК «Роснефть», АО «Газпром», АО «Лукойл» и т. д., по-

64

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

зволил выделить следующие проблемы в области обеспечения экологической безопасности, характерные для большинства компаний этой отрасли. Недостаточный объём инвестиций в основные средства природоохранного назначения (4 % от общего объема инвестиций по сравнению со среднемировым уровнем в 12 % и выше). Это нарушения норм правовых актов в сфере регулирования негативного воздействия на окружающую среду: например, засыпка песком мест аварийных разливов, в результате чего происходит увеличение объёма загрязненного грунта, нерегулируемое сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ). Это отставание от мировых отраслевых лидеров по удельным показателям выбросов, сбросов и образования отходов на единицу продукции. Также отмечено превышение допустимых уровней воздействия на окружающую среду, что приводит не только к значительным денежным штрафам, но и наносит ущерб деловой репутации компаний, что в свою очередь снижает их инвестиционную привлекательность [4, 6].

Вцелом, для нефтегазовых компаний можно выделить следующие основные задачи в области обеспечения комплексной безопасности: а) улучшение фактических показателей воздействия производственных подразделений на окружающую среду; б) сокращение накопленного за годы предыдущей деятельности экологического ущерба экосистемам; в) совершенствование экологических характеристик производимой продукции и эксплуатируемых производств; г) совершенствование системы управления деятельностью по охране окружающей среды.

Вобщем и целом, производственная деятельность предприятий нефтегазовой отрасли во многих случаях не удовлетворяет требованиям обеспечения экологической безопасности. Минприроды России были выявлены более 200 «горячих точек» – «объекты накопленного экологического ущерба» – наиболее загрязненные участки территории России, 12 из которых приходится на объекты нефтегазовой отрасли. Такое положение вещей во многом обусловлено отсутствием до настоящего времени структурированной и формализованной системы показателей для постановки целей в области обеспечения экологической

65

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

безопасности и оценки их достижения, недостатками в формировании экологической политики, стратегии и программ в большинстве нефтегазовых компаний России [5].

Предприятия нефтегазового комплекса оказывают воздействие на окружающую среду на всех этапах своей деятельности, таких как разработка и поиск новых месторождений, добыча, подготовка, переработка и транспортировка нефти и газа. При осуществлении этих мероприятий происходит выброс загрязняющих веществ в воду и воздух, захоронение в землю вредных отходов, а также потребление огромного количества энергии и воды.

Для обеспечения непрерывного контроля над функционированием нефтегазотранспортной системы внедряются новые прогрессивные методы диагностики, проводятся плановые предупредительные работы и своевременный капитальный ремонт, однако не смотря на это на объектах нефтегазового комплекса достаточно часто происходят технические отказы. Все это обуславливает необходимость непрерывного совершенствования системы обеспечения пожарной безопасности [5].

Статистический анализ пожаровзрывоопасности объектов нефтегазового комплекса. Развитие нефтегазового комплекса сопровождается ростом количества и масштабов пожаров и объемных взрывов топливо-воздушных смесей (ТВС), наносимого ущерба как самим предприятиям, так и окружающим сооружениям, населению, природной среде. Поэтому повышение пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса является одной из важнейших составных частей обеспечения защиты населения от угроз техногенного характера [7].

Повышение уровня пожарной опасности может быть обусловлено следующими причинами: a) вертикальная и уплотнительная застройка заводских территорий; б) опережение развития объемов производства по сравнению с совершенствованием мер предупреждения аварийных и пожароопасных ситуаций; в) постоянный рост энергонасыщенности объектов нефтеперерабатывающей промыш-

66

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

ленности (типовой нефтеперерабатывающий завод производительностью 1015 млн т/год сосредотачивает на своей территории от 200 до 500 тыс. т углеводородного топлива, энергосодержание которого эквивалентно 25 мегатоннам тротила); г) интенсификация технологии, рост единичных мощностей аппаратов, вследствие чего такие параметры, как температура, давление, содержание взрывопожароопасных веществ растут и приближаются к критическим.

Основную опасность промышленных территорий объектов нефтегазового комплекса представляют аварийная загазованность, пожары и взрывы [7]. Из них пожары составляют 58,5, загазованность 17,9, взрывы 15,1, а прочие опасные ситуации 8,5 % [8]. Пожары и взрывы на открытых технологических установках возникают в ситуациях, которые характеризуются следующими факторами: неконтролируемым выбросом горючих сред в атмосферу, загазованностью территорий и образованием взрывоопасного облака ТВС, наличием источника зажигания, либо теплофизическими условиями возникновения горения, например, самовоспламенение, самовозгорание.

Учитывая, что современный НПЗ имеет разветвленную структуру с преобладанием высотного строительства и размещения технологических установок на значительной высоте, последствия возможных аварий и пожаров на открытых промплощадках могут быть более значительными, чем в закрытых производственных зданиях.

67

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

Пожаровзрывоопасность отдельных блоков наружных технологических установок определяется характером обращающихся веществ, технологическими особенностями процесса и особенностями конкретного оборудования. Отдельные элементы и части технологических цепочек. Например, открытые трубчатые печи являются источниками не только образования взрывоопасных смесей, но и их зажигания.

Распределение количества аварий по видам технологического оборудования объектов нефтегазовой отрасли представлено в табл. 1 [7].

Основные пути исследования и оценки опасности объектов нефтепереработки, в последнее время, сводятся в первую очередь к анализу факторов, приводящих к аварийным ситуациям, к оценке и анализу различного рода рисков. Анализ риска возникновения пожара на объекте включает в себя, как правило, следующие этапы: а) определение возможных причин и факторов, способствующих возникновению и развитию пожара, определение типовых сценариев возможных пожаров; б) оценка количества опасных веществ (пожарной нагрузки) и расчет вероятных зон действия поражающих факторов; в) оценка возможного числа пострадавших; г) обобщение оценок риска и сравнение их значений с критериями приемлемого риска.

Анализ произошедших пожаров на объектах нефтепереработки как в России, так и за рубежом позволяет выделить три взаимосвязанные группы причин, способствующих возникновению и развитию пожаров:

а) возникновение пожароопасной (пожаровзрывоопасной) ситуации вследствие отказа оборудования (коррозия, физический износ; механические повреждения; ошибки при изготовлении; усталостные эффекты металла, не выявленные при освидетельствовании; нарушение режимов эксплуатации - переполнение емкостей, нарушение скорости перекачки нефтепродуктов, превышение давления);

б) возникновение пожароопасной (пожаровзрывоопасной) ситуации вследствие ошибок персонала (ошибки при приеме и отпуске ЛВЖ, ошибки при отборе проб из резервуаров; ошибки при подготовке оборудования к ре-

68

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

монту, проведении ремонтных и профилактических работ; ошибки при пуске и остановке оборудования; ошибки при локализации аварийных ситуаций);

в) нерасчетные внешние воздействия природного и техногенного характера (штормовые ветра и ураганы, снежные заносы, ливневые дожди, грозовые разряды, механические повреждения, диверсии).

Оценка риска должна проводиться на основании сценарного представления возникновения и развития пожароопасной (пожаровзрывоопасной) ситуации. В частности, одной из основных форм представления сценариев является «Дерево событий» возникновения и развития пожаров.

Результаты оценки риска используются для выбора варианта совершенствования действующей системы пожарной безопасности объекта нефтепереработки.

Возможные пути снижения риска заключаются в следующем: а) снижение вероятности возникновения пожара путем совершенствования и повышения надежности функционирования системы предотвращения пожара; б) уменьшения прогнозируемого ущерба от возникновения пожара путем совершенствования и повышения надежности функционирования системы противопожарной защиты.

Разработка мер по улучшению состояния безопасности предприятий нефтепереработки, механизма их реализации осуществляется с учетом угроз, которые противостоят соответствующим корпоративным интересам сотрудников, структурных подразделений предприятия.

Наиболее характерными угрозами являются: техногенные угрозы; природные угрозы; криминальные и террористические угрозы. Перечисленные угрозы носят комплексный и взаимосвязанный характер и в большинстве своем имеют межрегиональные масштабы. Уровни опасности угроз различного вида в основном зависят от социально-экономической и политической обстановки в стране в целом и каждого элемента того или иного предприятия в отдельности.

Значимость угроз усиливается особенностью функционирования объектов предприятий нефтепереработки, как: концентрацией большого количества пожаровзрывоопасных веществ на небольшой территории; предприятия подоб-

69

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

ного рода имеют стратегическое значение для обеспечения энергетической и оборонной составляющей в России; повышенная пожаровзрывоопасность объектов нефтепереработки, характеризующейся в случае проведения террористических актов или возникновений ЧС воздействием опасных факторов для жизни и здоровья людей, окружающей среды, причинением значительных материальных ущербов.

Техногенные угрозы характеризуются наличием большого количества взрыво- и пожароопасных производств, огромной транспортной сети, что обусловливает высокий уровень риска возникновения техногенных угроз (аварий и катастроф).

К основным техногенным угрозам относятся вероятность возникновения: а) аварий на железнодорожном, речном, автомобильном и трубопроводном транспорте объектов нефтеперерабатывающего комплекса с выбросом опасных веществ и возникновением обширных площадей загрязнения и возгорания; б) крупномасштабных разливов нефтепродуктов и их пожаров в местах концентрированного проживания и нахождения населения;

Основными предпосылками, усугубляющими возникновение техногенных угроз, являются: а) повышенная концентрация потенциально опасных промышленных объектов; б) старение и износ основных производственных фондов; в) возможность несанкционированного доступа и увеличение в связи с этим числа отклонений от установленных технологических режимов работы; г) недостаточность надлежащих мер защиты и профилактики на объектах нефтепереработки, находящихся в пределах населенных мест; д) недостаточная эффективность системы защиты населения и реагирования на чрезвычайные ситуации на городском уровне (автоматизированных систем обнаружения и оповещения, локализации и ликвидации последствий аварий).

Реализация техногенных угроз может привести: к гибели и потере здоровья промышленно-производственного персонала и проживающего вблизи опасных объектов населения; к росту травматизма на производстве; к уничтожению значи-

70