Riskinarviomenetelmien vertailu prosessin esisuunnitteluvaiheen turvallisuustarkastelussa

Abstract

Kaupallisiin tarkoituksiin merkittävin askelin viimevuosien aikana edenneiden biohajoavien polymeeripohjaisten muovien keskeiset edut ovat niiden käytettävyydessä, resurssien uusiutuvuudessa, sekä ekologisessa tuotannossa. Prosessisuunnittelun varhaisessa vaiheessa luodaan riskinarvio alustaviin tietoihin nojaten. Tämän diplomityön tavoitteena oli vertailla kompleksisuudeltaan kevyiden sekä raskaiden riskinarviomenetelmien käytettävyyttä osana biojalostuksen prosessien esisuunnitteluvaiheen turvallisuustarkastelua liittyen biohajoavien muovien valmistukseen sekä selvittää valittujen menetelmien edut ja haitat.

Kevyiden menetelmien riittävyyden sekä raskaiden menetelmien käytettävyyden määrittää arvioinnin kohteen kompleksisuus sekä arvioinnin tavoitteet. Tässä työssä tarkasteltaviksi kevyiksi menetelmiksi valittiin tarkistuslista sekä PHA-tyyppiset arviointimenetelmät sekä raskaammiksi HAZOP ja FMEA. Menetelmien käytettävyyttä verrattiin hyödyntämällä Business Finlandin rahoittamassa FERMATRA hankkeessa vuosina 2015 - 2018 luotuja alustavia teollisen polyhydroksialkanoaattien valmistuksen esitietoja.

Keskeisimpinä tuloksina havaittiin, että raskailla, yksityiskohtaisemmilla menetelmillä toteutettuna arvio tuotti suuremmalla osuudella matalan riskitason. Näin ollen raskailla menetelmillä toteutettuna riskitasot systeemin osien suhteen määritettiin kauttaaltaan alhaisemmiksi. Lisäksi tutkimuksen tulosten perusteella voitiin todeta, että raskaat menetelmät vaativat yksityiskohtaisempia lähtötietoja perusteltuun analyyttiseen arviointiin. Oleellisina haittoina raskaiden menetelmien avulla toteutetulle arvioinnille tunnistettiin edellytykset lähtötietojen dokumentoinnin yksityiskohtaisuudelle.

For commercial purposes, the main advantages of biodegradable polymer-based plastics, which have progressed with significant steps in recent years, are their usability, the renewability of resources, and ecological production. In the early stages of process design, a risk assessment is created based on preliminary data. The aim of this thesis was to compare the usability of light and heavy risk assessment methods as part of the safety review of the preliminary design phase of biorefining processes related to the production of biodegradable plastics, and to find out the advantages and disadvantages of the chosen methods.

The adequacy of light methods and the usability of heavy methods are determined by the complexity of the evaluation object and the goals of the evaluation. A checklist and PHA-type assessment methods were chosen as the light methods examined in this work, and HAZOP and FMEA were chosen as the heavier methods. The usability of the methods was compared by utilizing the preliminary data of the industrial polyhydroxyalkanoate production created in the FERMATRA project funded by Business Finland between 2015 and 2018. Most importantly, it was found that the evaluation carried out with heavy, more detailed methods produced a low risk level in a larger quantity. Thus, implemented with heavy meth-ods, the risk levels in relation to the parts of the system were determined to be lower in over-all. In addition, based on the results of the study, it could be stated that, in order to evaluate the methods, more basic initial data is required for a justified analysis. The prerequisites for the high-level re-expansion of the source data document were identified as significant additional disadvantages for the evaluation carried out using heavy methods.