Kimyasal depolama tesisinde risk analizi: bağımsız koruma katmanlarının etkisi

Proses güvenliği yönetim sistemi kapsamında tehlikeli kimyasalların elleçlendiği veya depolandığı tesislerde insan, çevre ve tesis yatırımlarının korunması amacı ile proses tehlike analizi çalışmaları gerçekleştirilmektedir. Proses tehlike analizi çalışmalarında değerlendirilen bariyerler ve bağımsız koruma katmanlarının kaza senaryolarının meydana gelme olasılığı ve/veya şiddetini azaltması beklenmektedir. Gerçekleştirilen çalışma kapsamında, 1,3-bütadien kimyasalının depolandığı örnek bir tesiste koruma katmanlarının varlığının istenmeyen olay frekansı ve şiddetine olan etkisinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Öncelikle, belirlenmiş bir başlatıcı olay (Kritik Olay) için olay ağacı analizi (ETA) yapılmıştır. Olay ağacı analizinde, potansiyel flaş (parlama) yangını, jet yangını, patlama ve toksik salınım kaza senaryoları için tutuşma olasılığı hesaplama modülü kullanılarak frekans değerleri belirlenmiştir. Kaza senaryolarının şiddetinin tespiti için etki analizi kapsamında aşırı basınç, termal radyasyon ve toksik maruziyet değerleri hesaplanmıştır. Etki analizlerinde korelasyonlar ve yazılım kullanılmıştır. Bariyer ve bağımsız koruma katmanlarının, olay frekansına doğrudan etkisi sebebi ile termal radyasyon, aşırı basınç ve toksik maruziyet senaryolarına ait frekansların düştüğü, hesaplamalar sonucunda gözlemlenmiştir. Değerlendirilen prosesteki koruma katmanlarına ait tespit süresi etkinliğinin düşük olması ve atmosfere salınan kimyasal miktarının değişmemesi sebebi ile kaza senaryolarına ait etki mesafelerinde patlama etkileri dışında bir değişim olmamıştır. Sonuç olarak, proseslerdeki koruma katmanları ve güvenlik enstrümanlı fonksiyonların yalnızca istenmeyen olay frekansına olan etkisinin değil, kaza senaryolarına olan etkilerinin de değerlendirilmesi gerektiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

risk analizi, olay ağacı analizi, koruma katmanları analizi, sonuç analizi, 1, 3 bütadien

PDF

___

1. Lees, F. (2012). Lees’ Loss Prevention in the Process Industries. Elsevier Gezondheidszorg.
2. OECD. (2019, January). Saving Costs in Chemicals Management: How the OECD Ensures Benefits to Society. OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/9789264311718-en
3. T.C. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı. (2021, December). 2021 Kimya Sektörü Raporu. https://www.sanayi.gov.tr/plan-program-raporlar-ve-yayinlar/sektor-raporlari/mu0110011408
4. Tauseef, S., Abbasi, T., Pompapathi, V., & Abbasi, S. (2018). Case studies of 28 major accidents of fires/explosions in storage tank farms in the backdrop of available codes/standards/models for safely configuring such tank farms. Process Safety and Environmental Protection, 120, 331–338. https://doi.org/10.1016/j.psep.2018.09.017
5. Chang, J. I., & Lin, C. C. (2006). A study of storage tank accidents. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 19(1), 51–59. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2005.05.015
6. Luo, T., Wu, C., & Duan, L. (2018). Fishbone diagram and risk matrix analysis method and its application in safety assessment of natural gas spherical tank. Journal of Cleaner Production, 174, 296–304. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.334
7. Wang, Q., Sun, Y., Shu, C. M., Jiang, J., Zhang, M., Wang, Q., & Wang, X. (2020). Effect of separation distance on gas dispersion and vapor cloud explosion in a storage tank farm determined using computational fluid dynamics. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 68, 104282. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2020.104282
8. Cheraghi, M., Bagherian-Sahlavani, A., Noori, H., & Mohammad-Fam, I. (2019). Toxic Chemical Release Hazard Distance Determination Using Chemical Exposure Index (CEI) in a Gas Refinery. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 38(4), 273–291. https://doi.org/10.30492/ijcce.2019.31730
9. Antonioni, G., Spadoni, G., & Cozzani, V. (2009b). Application of domino effect quantitative risk assessment to an extended industrial area. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 22(5), 614–624. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2009.02.012
10. Sakizadeh, M. (2020). Short- and long-term variations, spatial analysis along with cancer health risk assessment associated with 1, 3-butadiene. Atmospheric Pollution Research, 11(4), 755–765. https://doi.org/10.1016/j.apr.2020.01.004
11. Büyük Endüstriyel Kazaların Önlenmesi ve Etkilerinin Azaltılması Hakkında Yönetmelik. (2019). T.C. Resmi Gazete, 30702, 02 Mart 2019.
12. CCPS. (2014). Guidelines for Determining the Probability of Ignition of a Released Flammable Mass (1st ed.). Wiley-AIChE.
13. CCPS. (2010). Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis. Wiley.
14. Clancey, V. J. (1972). "Diagnostic Features of Explosion Damage." 6th International Meeting on Forensic Sciences. Edinburgh, Scotland.
15. NOAA. (2013, November). ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmospheres) Technical Documentation. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). https://response.restoration.noaa.gov/sites/default/files/ALOHA_Tech_Doc.pdf
16. Casal, J. (2017). Evaluation of the Effects and Consequences of Major Accidents in Industrial Plants (2nd ed.). Elsevier.
17. Chamberlain, G. A. 1987. "Developments in Design Methods for Predicting Thermal-Radiation from Flares." Chemical Engineering Research & Design no. 65 (4):299-309.
18. Cook, J., Z. Bahrami, and R. J. Whitehouse. 1990. "A Comprehensive Program for Calculation of Flame Radiation-Levels." Journal of Loss Prevention in the Process Industries no. 3 (1):150-155.
19. IFA. (2022). GESTIS Substance Database. GESTIS Substance Database. https://gestis-database.dguv.de/data?name=011430
20. EPA. (1988). Handbook of Chemical Hazard Analysis Procedures. United States Environmental Protection Agency. https://nepis.epa.gov/
21. CCPS. (2001). Layer of Protection Analysis (1st ed.). Wiley-AIChE.