İklim değişikliğinin kimyasal proseslere etkilerinin risk analizi
Risk analysis of the effects of climate change on chemical processes
Yazar: NURHAN ARIK AŞCİ
Danışman: PROF. DR. SALİHA ÇETİNYOKUŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
İklim değişikliğine bağlı doğa olaylarının sayısının ve şiddetinin artmasıyla afetlerin tetiklediği proses kazaları önem kazanmaktadır. Doğal afetler, kimyasal tesis veya petrol ve gaz boru hatlarında bütünlük kaybı meydana getirerek tehlikeli kimyasalların salımına yol açmakta; can, mal ve çevre kayıplarına neden olan yangın, patlama, toksik yayılım ile sonuçlanmaktadır. Bu tez çalışmasında, iklim değişikliğinin proses kazalarına etkilerinin risk analizi amaçlanmış buna yönelik bir metodoloji önerisi getirilmiştir. Öncelikle, 2008-2023 yılları arasında meydana gelen proses kazaları veri tabanları (eNatech, EM-DAT) üzerinden analiz edilmiş, proses kazalarını en çok tetikleyen doğal afet türleri ve proses ekipmanlarının kırılganlığı değerlendirilmiştir. Ardından, öne çıkan doğal afet türü ve proses ekipmanlarını barındıran, risk analizi çalışmaları yürütülecek il ve kuruluş seçimleri yapılmıştır. Son aşamada, hasar analizi, olay ağacı ve sonuç analizi üzerinden risk analizi gerçekleştirilmiştir. Önerilen metodolojinin saha uygulaması da yapılmıştır. Ön analizler ile iklim değişikliğine bağlı sel/taşkın olaylarının proses kazalarında öne çıktığı, atmosferik depolama tanklarının en kırılgan ekipman olduğu tespit edilmiştir. Ülkemiz sel afet haritası, mevzuat kapsamındaki endüstriyel kuruluş lokasyonları ile kırılgan ekipmanlar dikkate alınarak İzmir ilindeki örnek bir kuruluşta uygulama yapılmıştır. Örnek kuruluştaki atmosferik benzin tankı, hasar analizlerinden kritik doluluk oranı (CFL: %27); kırılganlık (ψ: %36) ve bütünlük kaybı meydana gelme frekansı (f LOC: 7.1x10 -4 /yıl) ile sel/taşkına karşı en riskli bulunmuştur. Olay ağacı analizlerinde bu tank için toksik yayılım, jet yangını, parlama yangını ve buhar bulutu patlaması kaza olasılığı sırasıyla 7.09x10 -7 /yıl, 4.03x10 -7 /yıl, 3,44x10 -5 /yıl ve 2.11x10 - 5 /yıl olarak belirlenmiştir. Örnek kuruluş mevzuat eşik değerini (10-4/yıl) karşılamıştır, ilave önem gerekmediği tespit edilmiştir. Sonuç analizi ile benzin tankı için 301,8 m' lik ölümcül etkilerin görülebileceği (termal radyasyon=40kW/m2) etki çapı hesaplanmıştır. Kuruluş içi domino etkilerinin yaşanabileceği tespit edilmiştir. Kaza olasılığı düşük olmasına rağmen yüksek şiddet etkileri, bu tür proses kazalarına hazırlığın önemini bir kez daha göstermiştir.

Abstract:
As the number and severity of natural events due to climate change increases, process accidents triggered by disasters are gaining importance. Natural disasters cause loss-of-containment in chemical plants or oil and gas pipelines, leading to the release of hazardous chemicals; it results in fire, explosion and toxic release that cause loss of life, property and environment. In this thesis, the risk analysis of the effects of climate change on process accidents was aimed and a methodology was proposed. First of all, process accidents that occurred between 2008 and 2023 were analyzed through databases (eNatech, EM-DAT), and the types of natural disasters that most triggered process accidents and the fragility of process equipment were evaluated. Then, selections were made for the provinces and organizations that host the prominent natural disaster type and process equipment and where risk analysis studies will be carried out. In the final, risk analysis was performed with damage analysis, event tree and consequences analysis. A case study of the proposed methodology was also performed. With preliminary analysis, it was determined that flood events due to climate change were prominent in process accidents and atmospheric storage tanks were the most fragile equipment. The case study was carried out in a sample organization in Izmir, taking into account our country's flood disaster map, industrial establishment locations within the scope of the legislation and fragile equipment. Atmospheric gasoline tank in the sample organization was found to be the most risky against flood with critical filling rate (CFL: 27%); with its fragility (ψ: 36%) and loss-of-containment frequency (f LOC: 7.1x10 -4 / year) by damage analysis. In the event tree analysis, the accident probability of toxic release, jet fire, flash fire and vapor cloud explosion for this tank was 7.09x10 -7 / year, 4.03x10 -7/ year, 3.44x10 -5/year and 2.11x10- 5/ year, respectively. The sample organization met the regulatory threshold value (10-4/year), and it was determined that no additional precaution was required. By consequence analysis, the impact radius of 301.8 m, where lethal effects can be seen (thermal radiation = 40kW/m2), was calculated for the gasoline tank. It has been determined that domino effects may occur within the organization. Although the probability of an accident is low, the high severity effects have once again shown the importance of preparation for such process accidents.