Противостоять давлению химики и математики будут совместно

30.11.2005

Повысить безопасность химического и нефтехимического производства можно будет благодаря разработке ученых из Санкт-Петербурга

 Методика и соответствующее программное обеспечение, которые создают химики вместе с коллегами-математиками, позволяют не только оценить опасность взрыва в ходе того или иного технологического процесса, но и противостоять ей. Финансовую помощь исследователям окажет фонд CRDF и Федеральное агентство по науке и инновациям (Роснаука).

К сожалению, реакции, идущие с выделением большого количества тепла и/или с участием нестабильных компонентов и продуктов реакций, в химии не редкость. Отсюда и потенциальная опасность химического производства. Даже небольшие отклонения от технологии, да и просто изменения условий хранения или транспортировки реагентов, не говоря уж о внештатных ситуациях, скажем, внезапных перебоях в электроснабжении, могут привести к последствиям - вот не хотелось бы, чтобы непредсказуемым. Поэтому, развитие аварийных событий в любой, самой невообразимой ситуации на химическом производстве необходимо просчитать заранее и разработать соответствующую систему защиты. Пословица о том, что кто предупрежден, тот вооружен, в химии как нигде справедлива.

Новое поколение систем защиты химического производства разрабатывают ученые из РНЦ "Прикладная химия" в сотрудничестве с ООО "Химинформ" и заокеанскими коллегами из компании "Berwanger". В ходе проекта, финансовую помощь которому оказывает международный фонд CRDF и Роснаука, авторы планируют создать программное обеспечение, которое позволит не только выявить, что называется, слабые места в технологических процессах на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, но и обеспечить безопасность этих процессов. Речь идет о защите оборудования от аномально высоких давлений при авариях, иными словами - о взрывах и о том, как с ними бороться.

Разумеется, и сейчас на химических заводах используют двойные и тройные, как говорят профессионалы, контуры защиты, особенно на самых потенциально опасных участках технологического процесса. Но каковы эти слабые, нуждающиеся в дополнительной защите участки, порой становится ясно только тогда, когда процесс уже вышел из-под контроля. Однако взрыв - это не та цена, которую можно заплатить за то, чтобы узнать, как поведет себя оборудование при аварии. Это, конечно, понятно. Как и то, что химические и физические процессы, протекающие в аварийном реакторе, настолько сложны, что спрогнозировать их, а тем более разработать действительно эффективное оборудование для защиты реакторов от взрыва до сих пор не удавалось.

Очевидно, без математического моделирования в решении этой проблемы не обойтись. Только электронным мозгам, с их памятью, быстродействием, возможностью учитывать массу параметров, влияющих на развитие процессов в химическом реакторе, под силу решить столь трудную, многоплановую проблему. Но огромных возможностей компьютера мало. Нужно еще программное обеспечение. Которого, в силу сложности задачи, до сих пор не было.

Точнее, кое-какие пакеты программ, и весьма эффективные, не так давно все-таки созданы. С одной стороны, это пакет программ "Pressure Protection Manager" американской компании "Berwanger" как раз для того, чтобы конструировать системы сброса давления для нефтяных, газовых и нефтехимических производств. Увы, эта программа, не позволяет анализировать химические процессы. Зато есть другая программа - уже наша, российская, разработанная сотрудниками питерского РНЦ "Прикладная химия" и их коллегами из "Химинформ"а.

Называется она "Batch Stirred Tank" и разработана для моделирования теплового взрыва в химических реакторах. "Большинство ученых и инженеров нашего института, задействованных в этом проекте, уже участвовало в исследованиях опасностей развития теплового взрыва при производстве, хранении и применении взрывчатых веществ, - говорит заместитель руководителя проекта Аркадий Коссой. - Опыт моделирования различных аварийных сценариев, который основан на тщательном изучении кинетики протекающих при этом реакций совместно с процессами тепломассообмена , мы и использовали при разработке системы BST. Объединив возможности этих двух подходов, нашего и разработанного американскими специалистами, мы, я уверен, сможем разработать программное обеспечение, которое позволит в дальнейшем защитить от взрыва оборудование и в химической, и в нефтеперерабатывающей, и в фармацевтической промышленности - везде, где возможны взрывы в реакторах и нужны способы защиты от них".

Источник: Информнаука

Подразделы

Объявления

©РАН 2020