Могут ли граждане Украины вернуться в РФ после продления пребывания?

Нет. не могут.На основании Федерального закона N 115-ФЗ "О правовом положении иностранных граждан в Российской Федерации Срок временного пребывания иностранного гражданина в РФ определяется сроком действия визы, а при безвизовом пребывании - не может превышать девяносто суток суммарно в течение каждого периода в сто восемьдесят суток, за исключением случаев, предусмотренных настоящим Федеральным законом, а также в случае, если такой срок не продлен в соответствии с настоящим Федеральным законом, при этом срок может быть продлен

Если не продлевали, то не могут. Могут претендовать на временное убежище, но полагаю, что самое эффективное будет подождать 90 дней.

Федеральный закон от 25.07.2002 N 115-ФЗ "О правовом положении иностранных граждан в Российской Федерации"

Статья 5. Временное пребывание иностранных граждан в Российской Федерации

1. Срок временного пребывания иностранного гражданина в Российской Федерации определяется сроком действия выданной ему визы, за исключением случаев, предусмотренных настоящим Федеральным законом.

СРОК ВРЕМЕННОГО ПРЕБЫВАНИЯ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНОСТРАННОГО ГРАЖДАНИНА, ПРИБЫВШЕГО В РОССИЙСКУЮ ФЕДЕРАЦИЮ В ПОРЯДКЕ, НЕ ТРЕБУЮЩЕМ ПОЛУЧЕНИЯ ВИЗЫ, НЕ МОЖЕТ ПРЕВЫШАТЬ ДЕВЯНОСТО СУТОК СУММАРНО В ТЕЧЕНИЕ КАЖДОГО ПЕРИОДА В СТО ВОСЕМЬДЕСЯТ СУТОК, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ СЛУЧАЕВ, ПРЕДУСМОТРЕННЫХ НАСТОЯЩИМ ФЕДЕРАЛЬНЫМ ЗАКОНОМ, А ТАКЖЕ В СЛУЧАЕ, ЕСЛИ ТАКОЙ СРОК НЕ ПРОДЛЕН В СООТВЕТСТВИИ С НАСТОЯЩИМ ФЕДЕРАЛЬНЫМ ЗАКОНОМ.

...

---Денис, чтобы оставаться в России на более длительное время, необходимо получить разрешение на временное проживание сроком до трех лет. Для этого, пока не истек срок временного пребывания, необходимо подать специальное заявление в территориальный орган ФМС РФ. При получении разрешения на временное проживание, гражданину Украины необходимо оформить регистрацию по месту временного проживания и проходить ежегодную перерегистрацию. Также ежегодно необходимо уведомлять о своем проживании в России территориальный орган ФМС РФ по месту получения разрешения на временное проживание.

ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 9 июня 2003 г. N 335

ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ УСТАНОВЛЕНИИ ФОРМЫ ВИЗЫ, ПОРЯДКА И УСЛОВИЙ ЕЕ ОФОРМЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ, ПРОДЛЕНИЯ СРОКА ЕЕ ДЕЙСТВИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕЕ В СЛУЧАЕ УТРАТЫ,

А ТАКЖЕ ПОРЯДКА АННУЛИРОВАНИЯ ВИЗЫ

также см. Федеральный закон от 15.08.1996 N 114-ФЗ (ред. от 20.04.2014)"О порядке выезда из Российской Федерации и въезда в Российскую Федерацию" который регулирует все документальные и правовые аспекты пересечения границы РФ.