Kömürden metanol üretilecek bir pilot tesisin tasarım süreçleri ile uyumlanmış bir teknik risk yönetim yöntemi
A technical risk management methodology harmonized with design phases of a coal-to-methanol pilot plant
Yazar: EKİN KAYA
Danışman: PROF. DR. BEDRİYE TÜLAY DURUSOY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Metanol = Methanol ; Risk yönetimi = Risk management ; Tesisler = Installations ; Ön tasarım = Preliminary design

Özet:
Bu çalışmada, kömürden gazlaştırma yöntemiyle üretilen sentez gazından metanol üretmeyi hedefleyen bir pilot tesis projesinin tasarım süreçlerinde kullanılabilecek bir teknik risk yönetim yöntemi geliştirilmiştir.
Kimyasal tesislerin tasarım süreçleri endüstriyel uygulamalarda genellikle kapı-geçiş yaklaşımıyla bölünmüş birden fazla proje aşamasını içerir. Su akışı şeklinde ilerleyen ve her biri önceki aşamadaki tasarımı olgunlaştırma hedefi taşıyan bu tasarım aşamaları literatürde genel olarak dörde ayrılır; ÖTG-1, ÖTG-2, ÖTG-3 ve detay tasarım aşamaları olarak sınıflandırılabilecek bu aşamaların herbirinde farklı amaçlar doğrultusunda risk yönetim aktiviteleri yürütülür. Bu durum, her bir aşamada önem kazanan risk faktörlerini, bu risk faktörlerini yönetmek için kullanılacak yöntemleri, zamanlamasını ve uygulamanın detay düzeyini büyük ölçüde değiştirir. Ayrıca, herbir projenin kendine has karakteristikleri, kapsamı ve değişen tasarım aktiviteleri de risk yönetim aktivitelerinin proje yaşam çevrimine uyumlanmasını gerektirir. Kimyasal tesis tasarım süreçlerinde bu uyumlama çalışmaları genellikle endüstriyel tecrübeler ile yürütülür ve tanımlı bir yöntemi esas almaz.

Risk yönetim aktivitelerini proje yaşam çevrimi ile uyumlaştırmak için bu çalışmada PMI (Project Management Institute) risk yönetim felsefesini temel alarak geliştirilen bir planlama yöntemi sunulmuştur. Bir projeyi ve ilgili tasarım süreçlerini karakterize etmek için gerekli olan adımlar tanımlandıktan sonra, risk kategorileri ve ilgili riskler proje aşamaları ile ilişkilendirilmiştir. Çalışma kapsamında, teknolojik hazıroluşluk, kendiliğinden güvenlik, inşaedilebilirlik, proses güvenliği ve diğer çeşitli proje teknik risk kategorilerini de kapsayacak şekilde bütüncül bir risk yönetim stratejisi benimsenmiştir.
Geliştirilen yöntem, TUBİTAK tarafından tasarlanan bir metanol üretim pilot tesis projesinde örneklenmiştir. Bu amaçla, proje süreçleri karakterize edilmiş ve risk yönetim aktiviteleri ilgili tasarım aşamalarına adreslendikten sonra örnek risk değerlendirme çalışmaları yürütülmüştür. Önemli görülen riskler bir risk yazmacı ile sunulmuştur.
İlerleyen süreçlerde bu çalışma ile belirlenen risklerin, methanol üretim teknololojileri için yürütülecek benzer projelere dair planlama çalışmalarında ve ticarileşme süreçlerine dair tartışmalarda yol gösterici olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, geliştirilen yöntemin TUBİTAK tarafından ileride, pilot tesis projelerinin teknik risk yönetim aktivitelerinde kılavuz olarak kullanılması da hedeflenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Metanol, Pilot tesis, Teknik risk yönetimi, PMI, Ön tasarım geliştirme

Abstract:
In this study, a technical risk management methodology is developed which can be used in design processes of a pilot plant project aiming to produce methanol from coal gasification synthesis gas.
Chemical plant design processes often involve more than one project phase that are divided by gate-pass approach. These phases follow a waterfall trajectory through which each step is aimed to develop the previous step further. In the literature, these steps are often divided into four and classified as FEL 1, FEL 2, FEL 3 and detailed design for which risk management activities are done for different purposes. Accordingly, among these phases, the governing risk factors, methodologies to manage these risks factors, timing for relevant activities and the level of detail for application significantly differs. In addition, the specific characteristics of each project, the scope and potentially differing design activities necessitate harmonization of risk management activities with project lifecycle. In chemical plant design processes, these harmonization efforts often performed heuristically and do not follow a systematic approach.
PMI (Project Management Institute)'s risk management philosophy sets the ground for developing a planning methodology used for harmonization of risk management activities with project lifecycle in this study. After the definition of each step being used for characterization of the project and relevant design phases, risk categories and activities are addressed to the project life cycle. Within the scope of this study, a holistic risk management strategy is followed to involve risks under the categories of technological readiness, inherent safety, constructability, process safety and other several project technical risk categories.
A case study for the developed methodology is done in a methanol production pilot plant project designed by TUBİTAK. For this purpose, once after the project phases are characterized and risk management activities are addressed to relevant design phases, risk assessment studies are done. Major risks are presented under a risk register.
It is anticipated that the risks identified within this study will advice in risk planning studies of further projects for methanol production technologies and in discussions of commercialization. Additionally, it is particularly aimed to propose this methodology as a guideline to TUBİTAK for technical risk management activities of further pilot plants.
Anahtar Kelimeler: Methanol, Pilot plant, Technical risk management, PMI, Front-end loading