วันพฤหัสบดีที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559

ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน ตอนที่ ๒ Amine treatment unit MO Memoir 2559 Feb 11 Thu

เมื่อเลือกว่าจะผลิตอะไรแล้ว ขั้นตอนถัดไปก็คือการพิจารณาว่าจะเลือกใช้กระบวนการในการผลิต ในขั้นตอนนี้มีหลากหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณา และปัจจัยหนึ่งก็คือคุณภาพของวัตถุดิบที่จะนำมาใช้ในการผลิต
 
เทคโนโลยีการผลิตแต่ละเทคโนโลยีนั้นไม่ได้อิงอยู่บนสารตั้งต้นที่มีความบริสุทธิ์ระดับเดียวกัน บางกระบวนการสามารถใช้สารตั้งต้นที่มีความบริสุทธิ์ต่ำได้ แต่ในขณะที่บางกระบวนการที่สามารถเปลี่ยนสารตั้งต้นให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้ในสัดส่วนที่มากกว่า (ที่ทางเคมีเรียกว่าค่าการเลือกเกิดหรือ selectivity) แต่กลับต้องการสารตั้งต้นที่มีความบริสุทธิ์สูง (ซึ่งมักจะมีราคาสูงกว่าด้วย) คำถามที่ตามมาก็คือ "แล้วกระบวนการไหนที่ให้ผลตอบแทนที่คุ้มค่ากว่า"
 
ในกลุ่มอุตสาหกรรมปิโตรเคมีนั้น สารตั้งต้นอาจมาจากโรงงานที่อยู่ในกลุ่มที่ตั้งเดียวกัน ที่สามารถส่งทางท่อจากโรงงานผู้ผลิตไปยังโรงงานผู้ใช้ได้ หรือต้องมีการนำเข้าจากที่อื่น (เช่นขนส่งทางเรือ) มาเก็บไว้ในถังเก็บแล้วค่อยนำมาใช้ ประเด็นที่ผู้ใช้ต้องพิจารณาคือคุณภาพของวัตถุดิบที่ได้มานั้นมีความสม่ำเสมอหรือไม่ และความแปรปรวนนั้นอยู่ในช่วงที่กระบวนการผลิตยอมรับได้หรือไม่ ถ้าหากกระบวนการผลิตที่เลือกใช้นั้นไม่สามารถยอมรับความแปรปรวนด้านคุณภาพของวัตถุดิบที่หาได้ ก็จำเป็นต้องมีการปรับสภาพวัตถุดิบก่อนนำไปใช้งาน ส่วนจะปรับสภาพด้านใดบ้างนั้นก็ขึ้นอยู่กับว่าคุณภาพวัตถุดิบที่ได้มานั้นมีความแปรปรวนในเรื่องใดบ้าง
 
ในการเลือกซื้อเทคโนโลยีนั้น ทางผู้ขายก็ต้องมีการรับประกันว่าถ้าเลือกใช้เทคโนโลยีของเขาโดยใช้สารตั้งต้นที่มีความบริสุทธิ์ไม่ต่ำกว่าเท่านั้นเท่านี้ ก็จะได้ผลิตภัณฑ์ในสัดส่วนไม่ต่ำกว่าตามที่เขากำหนด และถ้าหากว่าผู้ซื้อเทคโนโลยีนั้นพบว่าแม้ว่าจะทำตามข้อกำหนดของเจ้าของเทคโนโลยีแล้ว แต่ก็ไม่สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้ในสัดส่วนตามที่ตกลงกันไว้ ก็ต้องมีการปรับผู้ขาย (คือหักเงินที่ต้องจ่ายงวดสุดท้ายออก) และถ้าหากมีความแตกต่างมาก ก็อาจถึงขั้นไม่ตรวจรับก็ได้ (คือไม่จ่ายเงินงวดสุดท้าย)
 
ผมเคยได้ยินกรณีของบริษัทหนึ่ง (เป็นเรื่องเล่าจากคนที่ทำงานในบริษัทนั้น) ที่มีโรงงานพอลิเอทลีน ๒ โรงงานที่ใช้เทคโนโลยีต่างกัน แต่รับเอทิลีนมาจากโรงงานผู้ผลิตเดียวกันที่อยู่ใกล้เคียงกัน โรงงานแรกนั้นสามารถใช้เอทิลีนตามที่รับมาจากผู้ผลิตเอทิลีนได้โดยตรง แต่โรงงานที่สองนั้นกำหนดความบริสุทธิ์ไว้สูงกว่า ทำให้ต้องมีการสร้างหน่วยปรับสภาพเอทิลีนก่อนป้อนเข้าสู่โรงงานที่สอง แต่พอเอาเข้าจริงกลับพบว่าถ้าใช้เอทิลีนความบริสุทธิ์สูง (ตามข้อกำหนดของเจ้าของเทคโนโลยี) จะคุมอุณหภูมิการทำปฏิกิริยาได้ยาก เพราะปฏิกิริยาเกิดรวดเร็วมาก สุดท้ายก็ใช้วิธีการป้อนเอทิลีนจากผู้ผลิตเข้าสู่กระบวนการโดยตรง (มีสิ่งปนเปื้อนในปริมาณที่สูงกว่าข้อกำหนดของเจ้าของเทคโนโลยี) ทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิของการทำปฏิกิริยาได้ (เพราะสิ่งปนเปื้อนเข้าไปลดความว่องไวในการทำปฏิกิริยา ทำให้อัตราการคายความร้อนนั้นลดลงมาอยู่ในระดับที่ควบคุมได้)
 
ตรงนี้ก็เป็นจุดที่น่าพิจารณาตรงที่ว่า เจ้าของเทคโนโลยีนั้นกำหนดความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบที่จะใช้นั้น "สูงเกินไป" หรือไม่ โดยพิจารณาจากมุมมองที่ว่าถ้าหากใช้วัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่าที่เขากำหนดได้ เขาก็จะไม่โดนปรับ แต่ถ้ามองจากผู้ซื้อเทคโนโลยีมันจะเป็นว่าโดนหลอกให้สร้างหน่วยปรับสภาพวัตถุดิบหรือไม่ เพราะถ้าพบว่าวัตถุดิบที่รับเข้ามานั้นสามารถนำไปใช้ในกระบวนการผลิตได้ทันทีเลยโดยไม่ต้องปรับสภาพก่อน (ก็คือให้มันไหลเข้าท่อ bypass ตรงเข้าสู่กระบวนการผลิตเลย โดยไม่ต้องผ่านเข้าหน่วยปรับสภาพ) หน่วยปรับสภาพที่สร้างขึ้นมาก็ไม่มีความจำเป็นต้องใช้ แต่เงินที่ต้องลงทุนไปในการสร้างหน่วยปรับสภาพนี้ ใครควรจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบ
 
รูปที่ ๑ ตัวอย่าง Process flow diagram ของหน่วย Amine treatment

กระบวนการผลิตเอทิลีนที่นำมาใช้เป็นข้อมูลในการเขียนบทความชุดนี้เริ่มจากการนำเอาอีเทนมาปรับสภาพด้วยการกำจัดแก๊สกรด (H2S และ CO2) ออกก่อนด้วยการใช้สารละลายเอมีน ประเด็นแรกที่ผมสงสัยก็คือถ้าเป็นอีเทนที่มาจากจากโรงแยกแก๊สที่อยู่ข้าง ๆ โดยตรงนั้น มันผ่านการแยกเอาแก๊สกรดออกไปก่อนแล้วตั้งแต่ก่อนการกลั่นแยกอีเทน แล้วแก๊สกรดเหล่านั้นมาจากไหน หรือว่าเป็นการเผื่อเอาไว้ในกรณีที่ต้องมีการนำเอาอีเทนจากแหล่งอื่นมาใช้
 
ประเด็นที่สองที่สงสัยก็คือก่อนป้อนอีเทนเข้าสู่ pyrolysis heater นั้นจะต้องมีการผสมไอน้ำ (ตัวทำให้เกิด CO2 จากปฏิกิริยาข้างเคียง) และสารประกอบ "กำมะถัน" เข้ากับอีเทน (เพื่อลดการเกิด coke) และค่อยทำการกำจัดแก๊สกรดก่อนนำไปกลั่นแยกสารตั้งต้นที่หลงเหลือและผลิตภัณฑ์ที่ได้ออกจากกัน ดังนั้นทำไมจึงต้องกำจัดแก๊สกรดเหล่านี้ออกก่อนป้อนเข้า pyrolysis heater


รูปที่ ๒ ตัวอย่าง Process flow diagram ของหน่วย Amine treatment ส่วนต่อจากรูปที่ ๑
 
Process flow diagram (หรือ PFD) ที่นำมาแสดงในที่นี้เป็นหน่วย Amine treatment ที่ประกอบด้วยการให้แก๊สอีเทนสัมผัสกับสารละลายเอมีนเพื่อดึงเอาแก๊สกรดออกจากแก๊สอีเทน และการนำเอาสารละลายเอมีนที่ดูดซับแก๊สกรดมานั้นไปต้มให้ความร้อนเพื่อไล่แก๊สกรดออกไป และนำสารละลายเอมีนกลับไปใช้ใหม่ สิ่งที่อยากให้เห็นก็คือ (โดยเฉพาะในปัจจุบันที่ทำแต่ simulation ที่สภาวะ stead state กันมากเหลือเกิน) ในการออกแบบนั้นต้องคำนึงถึงการนำเข้าสารที่ต้องใช้ การชดเชยสารที่สูญเสียไปในกระบวนการ และการกำจัดสารที่เสื่อมสภาพ (ในที่นี้คือเอมีนที่ใช้ในการกำจัดแก๊สกรด) และจะว่าไปแล้วยังอาจต้องพิจาณาต่อไปด้วยว่าจะมีเอมีนติดไปกับอีเทนที่ส่งไปยังหน่วยผลิตต่อไปหรือไม่ และถ้ามีเอมีนติดปนไปด้วยจะส่งผลต่อการทำงานของหน่วยผลิตต่อไปหรือไม่ (ไม่ใช่ว่าเอาตัวปัญหาตัวหนึ่งออก แล้วใส่ตัวใหม่เข้าไปแทน)
 
ปรกติในการไหลนั้น ถ้าเป็นแก๊สจะไหลได้เองไปตามท่อจากด้านความดันสูงไปยังด้านความดันต่ำ (แรงดึงดูดของโลกไม่ส่งผล) จะมีการใช้คอมเพรสเซอร์ก็ต่อเมื่อต้องการเพิ่มความดัน แต่ในกรณีของของเหลวนั้นแรงดึงดูดส่งผลต่อการไหลมาก ดังนั้นจึงมักต้องใช้ปั๊มในการส่งของเหลวจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง (ไม่ว่าอุปกรณ์หลายทางจะอยู่ในระดับความสูงเดียวกันหรือระดับความสูงที่สูงกว่า) จะมีกรณีที่ไม่ต้องใช้ปั๊มก็คือการใช้แรงดึงดูดของโลก (คือการไหลแบบที่เรียกว่า gravity flow) จากอุปกรณ์ที่อยู่สูงกว่าไปยังอุปกรณ์ที่อยู่ต่ำกว่า ดังนั้นรูปแบบการส่งของเหลวจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์หนึ่งนั้นว่าจะต้องใช้ปั๊มหรือไม่จึงยังขึ้นอยู่กับการออกแบบการวางตำแหน่งอุปกรณ์แต่ละตัวด้วย

วันอังคารที่ 9 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559

ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน ตอนที่ ๑ ภาพรวมทั่วไปของกระบวนการ MO Memoir : Tuesday 9 February 2559

เมื่อ ๓๐ กว่าปีที่แล้วเมื่อประเทศไทยนำแก๊สธรรมชาติจากอ่าวไทยขึ้นมาใช้งานเป็นครั้งแรกนั้น แก๊สธรรมชาติที่ได้จัดว่าเป็นชนิด "Wet gas" คือมีสารประกอบไฮโดรคาร์บอนหนักที่ควบแน่นได้ปนอยู่ด้วย (พวกตั้งแต่ C3 ขึ้นไป) และยังจัดว่าเป็นประเภท "Sour gas" เพราะมีแก๊สกรดคือ CO2 ผสมรวมอยู่ในปริมาณที่สูง
 
โรงแยกแก๊สที่ตั้งขึ้นมานั้นก็เพื่อทำการแยกเอาโพรเพน (propane C3H8) และบิวเทน (butane C4H10) มาผลิตเป็นแก๊สหุงต้มสำหรับใช้ในครัวเรือนในประเทศ ส่วนแก๊สที่เหลือก็ส่งไปเป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตไฟฟ้าที่โรงจักรไฟฟ้าบางปะกง โรงจักรไฟฟ้าพระนครใต้ และเป็นเชื้อเพลิงให้กับโรงงานปูนซิเมนต์ที่สระบุรี
 
สารสำคัญอีกตัวหนึ่งที่มีอยู่ในแก๊สธรรมชาติของไทยคืออีเทน (ethane C2H8) ที่พบว่ามีอยู่ในปริมาณที่มากเพียงพอสำหรับใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเอทิลีน (ethylene C2H4) เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีนั้น ในช่วงแรกยังไม่มีการแยกเอาออกมาใช้งาน ด้วยเหตุผลที่ว่ายังไม่มีอุตสาหกรรมปิโตรเคมีรองรับ แม้ว่าในขณะนั้นประเทศไทยจะมีโรงงานผลิตเม็ดพลาสติกชนิด HDPE (High density polyethylene - พอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง) และ LDPE (Low density polyethylene - พอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ) แล็วก็ตาม แต่ก็พึ่งพาการนำเข้าเอทิลีนจากต่างประเทศ
 
กลุ่มโรงงานปิโตรเคมีกลุ่มแรกที่ตั้งขึ้นที่มาบตาพุดนั้นประกอบด้วยโรงงานผลิตโอเลฟินส์ (เอทิลีน โพรพิลีน และไฮโดรเจน) โรงงานผลิตเม็ดพลาสติกชนิด HDPE LLDPE (Linear low density polyethylene - พอลิเอทีนความหนาแน่นต่ำโครงสร้างเส้นตรง) PP (Polypropylene พอลิโพรพิลีน) และPVC โดยโรงงานผลิตโอเลฟินส์นั้นจะรับเอาอีเทนและโพรเพนจากโรงแยกแก๊สมาผลิตเป็นเอทิลีนและโพรพิลีน (propylene C3H6) กระบวนการที่เลือกใช้คือ thermal cracking (ให้ความร้อนสูงจนโมเลกุลแตกออก) ของบริษัท Lummus ที่ใช้สำหรับผลิตเอทิลีนเป็นหลักและผลิตโพรพิลีนร่วม และกระบวนการที่มีชื่อทางการค้าว่า "Oleflex" ของบริษัท UOP ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในการเปลี่ยนโพรเพนเป็นโพรพิลีน กำลังการผลิตที่วางแผนในขณะนั้นคือผลิตเอทิลีน ๒๖๕,๐๐๐ ตันต่อปีและโพรพิลีน ๑๐,๐๐ ตันต่อปี (คิดว่าคงจำตัวเลขไม่ผิด แต่ถ้าเป็นปัจจุบันคงต้องสร้างกันขนาดเกิน ๑,๐๐๐,๐๐๐ ตันต่อปีจึงจะคุ้มค่า)
 
หลังจากที่เลือกกระบวนการแล้ว ก็ได้มีการส่งทีมวิศวกรไปฝึกอบรมความรู้เกี่ยวกับกระบวนการผลิตเอทิลีนโดยให้ทางบริษัท Lummus เป็นผู้จัดหลักสูตรการฝึกอบรม ผมเองในฐานะวิศวกรจบใหม่ในขณะนั้นแม้ว่าจะไม่ได้มีโอกาสร่วมในการฝึกอบรมดังกล่าว (เขาจัดขึ้นก่อนผมเรียนจบ) เพียงแค่ได้มีโอกาสได้ไปชะเง้อดูการก่อสร้างโรงงานโอเลฟินส์อยู่ข้างรั้ว แต่ก็ได้มีโอกาสพบปะกับวิศวกรรุ่นพี่ที่ได้ไปเข้าร่วมการอบรมนั้น และได้รับการถ่ายถอดความรู้จากรุ่นพี่เหล่านั้นมาบางส่วน 
  
มาถึงเวลานี้วิศวกรรุ่นพี่เหล่านั้นหลายท่านก็เกษียณอายุแล้ว และอีกหลายท่านก็คงอีกไม่กี่ปีก็จะเกษียณอายุ เลยจะขอถือโอกาสเอาความรู้ที่ได้รับถ่ายทอดมานั้นมาเรียบเรียงเพื่อให้คนรุ่นหลังได้รับรู้ว่าในยุคสมัยนั้นเขาได้ไปเรียนรู้อะไรกันบ้าง (โดยจะพยายามแทรกคำอธิบายเพิ่มเติมตามความรู้ที่ตัวเองมีเพื่อให้ผู้ไม่มีประสบการณ์ทำความเข้าใจได้ดีขึ้น) ที่สำคัญคือคนที่ได้เข้าทำงานในช่วงที่ต้องทำการ "คัดเลือก" เทคโนโลยี เพื่อที่จะนำมาออกแบบและก่อสร้างนั้น เขาได้เรียนรู้อะไรกันบ้าง ซึ่งตรงนี้จะแตกต่างไปจากการได้เข้าทำงานกับโรงงานที่สร้างเสร็จแล้ว ที่ได้เรียนรู้เพียงว่าโรงงานนั้นประกอบด้วยอะไรบ้าง และแต่ละส่วนทำหน้าที่อะไร มีข้อจำกัดในการใช้งานอะไร

อารัมภบทมาหน้ากระดาษนึงแล้ว ได้เวลาเข้าเรื่องสักที
 
"โอเลฟินส์ - Olefin" หมายถึงสารประกอบไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวที่มีพันธะคู่ระหว่างอะตอมคาร์บอน C=C คำนี้เป็นคำที่ใช้กันในภาคอุตสาหกรรม (ในตำราอินทรีย์เคมีจะเรียกว่า "อัลคีน - Alkene" แต่คำนี้ใช้เฉพาะในวงวิชาการเท่านั้น) โอเลฟินส์ตัวหลักที่สำคัญคือ เอทิลีน รองลงไปคือโพรพิลีน ตามด้วยบิวทีน (butene C4H8) และบิวทาไดอีน (C4H6) ในบรรดาโอเลฟินส์เหล่านี้ เอทิลีนเป็นตัวที่มีการผลิตขึ้นใช้งานมากที่สุด และยังถูกใช้เป็นตัววัดขนาดอุตสาหกรรมปิโตรเคมีของประเทศต่าง ๆ ด้วย โดยดูจากปริมาณการใช้เอทิลีน
 
กระบวนการหลักที่ใช้ในการผลิตโอเลฟินส์สำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมียังคงเป็นกระบวนการให้ความร้อนที่สูงแก่สารประกอบไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่ ให้แตกตัวออกเป็นโมเลกุลที่เล็กลง (โดยอาจมีหรือไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาช่วย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นและเทคโนโลยีการผลิตที่เลือกใช้) ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นโอเลฟินส์ผสม (โดยหลัก ๆ ก็ในช่วง C2-C4) แก๊สไฮโดรเจน มีเทน และไฮโดรคาร์บอนหนัก (ในที่นี้หมายถึงตั้งแต่ C5 เป็นต้นไป) โอเลฟินส์ผสมที่ได้จะถูกนำเข้าสู่กระบวนการกลั่นแยกเพื่อแยกองค์ประกอบต่าง ๆ (เอทิลีน โพรพิลีน และตัวที่หนักกว่า) ออกจากกัน ไฮโดรเจนบางส่วนถูกใช้ในกระบวนการผลิต (เช่นเปลี่ยนอะเซทิลีน (acetylene C2H2) ให้กลายเป็นเอทิลีน) และส่วนที่เหลือก็ส่งขายต่อ (เช่นขายให้กับโรงงานผลิตพอลิเอทิลีน เพื่อใช้เป็นตัวควบคุมความยาวสายโซ่พอลิเมอร์) ส่วนมีเทนและไฮโดรคาร์บอนหนักนั้นก็สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนภายในโรงงาน
 
การกระจายตัวของผลิตภัณฑ์ (โอเลฟินส์และไฮโดรคาร์บอนหนัก) ที่ได้ขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นที่ใช้เป็นวัตถุดิบและสภาวะที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา การเลือกใช้ไฮโดรคาร์บอนใดเป็นสารตั้งต้นนั้นมีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณา ไม่ว่าจะเป็นแหล่งที่มาของวัตถุดิบ ราคาของวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ที่ได้ ค่าใช้จ่ายในการแยกผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ออกจากกัน ความต้องการผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ของตลาด


รูปที่ ๑ อุณหภูมิและผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการ Thermal cracking ของอีเทน
 
ตัวอย่างเช่นในกรณีของการใช้อีเทนเป็นสารตั้งต้น (ดูรูปที่ ๑) จะได้สัดส่วนเอทิลีนในผลิตภัณฑ์ที่สูง แต่ก็ยังมีไฮโดรคาร์บอนหนัก (คือมีจำนวนอะตอม C ในโมเลกุลมากกว่าสารตั้งต้นคือเอทิลีนที่มีเพียง 2 อะตอม ที่บางทีเรียกว่า pyrolysis gas oil) เกิดขึ้นด้วย (เกิดจากปฏิกิริยาข้างเคียง) ถ้าใช้สารตั้งต้นที่เป็นไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่ขึ้นไปอีก สัดส่วนเอทิลีนที่ได้ก็จะลดลง และสัดส่วนโอเลฟินส์โมเลกุลใหญ่ก็จะเพิ่มขึ้น (เอกสารการอบรมของบริษัท Lummus ให้ข้อมูลไว้คร่าว ๆ ว่าถ้าใช้แนฟทาจะเกิด pyrolysis gas oil ประมาณ 3-8 wt% แต่ถ้าใช้ gas oil จะเกิดประมาณ 15-25 wt%)
 
รูปที่ ๒ เป็นตัวอย่างปริมาณการใช้สาธารณูปโภคต่อปริมาณเอทิลีนที่ผลิตได้เมื่อใช้สารตั้งต้นแตกต่างกัน จะเห็นว่าที่ปริมาณเอทิลีนที่ได้เท่ากัน (% weight ethylene) อีเทนและโพรเพน (หรือ LPG) จะใช้สาธารณูปโภคต่ำสุด ในขณะที่แนฟทา (naphtha ที่เป็นไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่า) และ gas oil (ที่เป็นไฮโดรคาร์บอนที่หนักขึ้นไปอีกนั้น) จะมีการใช้สาธารณูปโภคเพิ่มมากขึ้นไปอีก แต่ถ้าพิจารณาในแง่ของราคาวัตถุดิบและปริมาณโอเลฟินส์ C3 และ C4 (โพรพิลีนและบิวทีน) ที่ได้ gas oil เป็นตัวที่ถูกที่สุด และยังให้โอเลฟินส์ C3 และ C4 ได้มากสุด ในขณะที่สารตั้งต้นที่เป็นอีเทนและโพรเพนจะอยู่ฟากตรงข้ามกันโดยมีแนฟทาอยู่ตรงกลาง (

แนฟทาเป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดโมเลกุลในช่วงน้ำมันแก๊สโซลีนและน้ำมันก๊าด ส่วน gas oil นั้นเป็นไฮโดรคาร์บอนในช่วงน้ำมันดีเซลลงไปถึงน้ำมันเตาเบา (ช่วงน้ำมันเตาหนักปานกลางไปจนถึงน้ำมันเตาหนักบางทีก็แยกเป็น vacuum gas oil เพราะได้จากการกลั่นในหอกลั่นสุญญากาศ
  
ที่เรียกว่า gas oil เป็นเพราะน้ำมันในช่วงนี้ในยุคสมัยหนึ่งนำไปใช้ในการผลิตแก๊สส่งไปเป็นเชื้อเพลิงหุงต้มและให้ความร้อนตามอาคารบ้านเรือน คือแต่เดิมนั้นในเมืองใหญ่ ๆ ของประเทศทางยุโรปจะมีการผลิตแก๊สที่เรียกว่า coal gas ที่ได้จากการเผาถ่านหินในที่อากาศจำกัด จะได้ถ่าน coke และแก๊สที่เกิดขึ้นที่เป็นแก๊สติดไฟได้ (ประกอบด้วยแก๊สพวก CO H2 CH4 CO2) จะถูกส่งไปตามท่อเพื่อใช้สำหรับจุดตะเกียงให้แสงสว่างตามท้องถนน (ก่อนยุคมีไฟฟ้าใช้) และใช้เป็นแก๊สหุงต้มและให้ความร้อนในครัวเรือน ต่อมามีการเปลี่ยนจากถ่านหินมาเป็นน้ำมัน ตะเกียงใช้แก๊สริมถนนถูกเปลี่ยนเป็นหลอดไฟฟ้า แต่ตามบ้านเรือนยังคงใช้แก๊สเพื่อการหุงต้มและให้ความร้อนอยู่ น้ำมันที่นำมาใช้ในการผลิตแก๊สนี้จึงเรียกว่า gas oil แต่ในปัจจุบันแก๊สจากน้ำมันนี้ถูกแทนที่ด้วยแก๊สมีเทน (CH4) แล้ว

ปฏิกิริยาการเปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวให้กลายเป็นโอเลฟินส์ (และแก๊สไฮโดรเจน) เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงในการทำให้โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนแตกตัวออก อุณหภูมิที่ต้องใช้จะตรงข้ามกับขนาดโมเลกุลของสารตั้งต้น กล่าวคือโมเลกุลใหญ่จะแตกตัวง่ายกว่าโมเลกุลที่เล็กกว่า ดังนั้นการใช้อีเทนเป็นสารตั้งต้นจึงใช้อุณหภูมิการทำปฏิกิริยาที่สูงกว่าการใช้แนฟทาหรือ gas oil เป็นสารตั้งต้น 
  
ตัวอย่างเช่นในกรณีของการใช้อีเทนเป็นสารตั้งต้นนั้น จะเริ่มจากการอุ่นอีเทนให้ร้อนจนมีอุณหภูมิประมาณ 500-650ºC ในส่วน convection zone ของ fired heater จากนั้นจึงเข้าสู่ radiation zone เพื่อเกิดปฏิกิริยาการแตกตัว (cracking) และไหลออกมาที่อุณหภูมิอยู่ที่ระดับประมาณ 800-850ºC อุณหภูมิในส่วน radiation zone นั้นขึ้นอยู่กับรูปแบบการให้ความร้อนและการออกแบบขดท่อ แต่ทั้งนี้อุณหภูมิที่ผิวท่อไม่ควรเกิน 1100ºC
 
แต่เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้นั้น (โอเลฟินส์ต่าง ๆ) เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยาสูงกว่าสารตั้งต้น ดังนั้นหลังจากเกิดผลิตภัณฑ์ที่ต้องการแล้วต้องหาทางลดอุณหภูมิของแก๊สร้อนนั้นให้เย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้เกิดการสลายตัวหรือทำปฏิกิริยาไปเป็นสารอื่นที่ไม่ต้องการ การลดอุณหภูมินี้กระทำด้วยการถ่ายเทความร้อนที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต่าง ๆ (พลังงานความร้อนที่ระบายออกจากแก๊สร้อนถูกนำไปใช้งานต่าง ๆ ในโรงงาน เช่นเพื่อการผลิตไอน้ำความดันสูง หรือใช้ในการอุ่นสารอื่นให้ร้อนขึ้น) ก่อนที่จะเข้าสู่กระบวนการเพิ่มความดันและการทำความเย็นเพื่อส่งไปทำการกลั่นแยกต่อไป
  
รูปที่ ๒ ปริมาณสาธารณูปโภคที่ต้องใช้ (ไม่รวม gas turbine) ต่อปริมาณเอทิลีนที่ผลิตได้ (S/O = Steam per Oil ratio)
 
โรงงานผลิตโอเลฟินส์เป็นโรงงานที่มีความซับซ้อนโรงงานหนึ่งในเรื่องของการจัดการพลังงาน เริ่มจากกระบวนการทำให้วัตถุดิบ (ที่มีอุณหภูมิต่ำที่อุณหภูมิห้องหรือต่ำกว่า) ร้อนจนถึงอุณหภูมิการทำปฏิกิริยา (เช่นระดับ 1000ºC ในกรณีของอีเทน) จากนั้นก็ต้องลดอุณหภูมิลงต่ำลงอย่างรวดเร็ว ก่อนที่จะเข้าสู่ระบบอัดเพิ่มความดันและลดอุณหภูมิให้ต่ำลงไปจนอยู่ที่ระดับประมาณ -100ºC ที่ใช้ในการกลั่นแยกมีเทนและไฮโดรเจนออกจากผลิตภัณฑ์อื่น ตามด้วยการกลั่นแยกผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ และสารตั้งต้นที่ไม่ทำปฏิกิริยาออกจากกัน ผลิตภัณฑ์จะถูกส่งไปเก็บ ส่วนสารตั้งต้นที่ไม่ทำปฏิกิริยาจะถูกนำกลับไปทำปฏิกิริยาใหม่
 
ในแง่ของความดันนั้น เริ่มจากการทำปฏิกิริยาที่ความดันต่ำ (ปฏิกิริยาการแตกตัวมีจำนวนโมลเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นปฏิกิริยาจะดำเนินไปข้างหน้าได้ดีขึ้นถ้าสารตั้งต้นมีความดันย่อยที่ต่ำ ในทางปฏิบัติจะใช้การผสมไอน้ำเข้ากับไฮโดรคาร์บอน ซึ่งไม่เพียงแต่จะไปลดความดันย่อยของไฮโดรคาร์บอน แต่ยังช่วยลดการเกิด coke (สารประกอบคาร์บอนที่เป็นของแข็ง) สะสมบนผิวท่อด้วย ซึ่งการสะสมของ coke จะทำให้การถ่ายเทความร้อนแย่ลง) แต่ทั้งนี้จะต้องไม่ต่ำมากจนทำให้ความดันด้านขาเข้าของคอมเพรสเซอร์ที่ใช้ในการอัดเพิ่มความดันนั้นต่ำเกินไปจนคอมเพรสเซอร์ไม่สามารถดูดแก๊สได้ (เกิดปัญหา surging) และเมื่ออัดความดันขึ้นไปแล้วต้องมั่นใจว่าความดันนั้นสูงพอที่จะไหลผ่านกระบวนต่าง ๆ ที่อยู่ทางด้าน downstream ได้ตลอดโดยไม่จำเป็นต้องมีการใช้คอมเพรสเซอร์เพิ่มความดันอีก (พูดง่าย ๆ ก็คือความดันด้านขาออกของคอมเพรสเซอร์จะเป็นความดันที่สูงสุด และจะลดต่ำลงเรื่อย ๆ ตามหน่วยผลิตต่าง ๆ ทางด้าน downstream)

เพื่อให้เห็นภาพ ที่กำลังการผลิตระดับ ๓๐๐,๐๐๐ ตันต่อปี ความดันแก๊สด้านขาออกจาก fired heater จะอยู่ที่ประมาณ 2 bar.a (ความดันสัมบูรณ์) ความดันแก๊สก่อนเข้าคอมเพรสเซอร์จะอยู่ที่ประมาณ 1.38 bar.a และด้านขาออกของคอมเพรสเซอร์จะอยู่ที่ประมาณ 37.4 bar.a

ผลิตภัณฑ์ข้างเคียงชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยา thermal cracking คือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนพันธะสามได้แก่ อะเซทิลีน (acetylene C2H2) และเมทิลอะเซทิลีน (methyl acetylene H3C-CCH หรือ propyne) สารเหล่านี้ก่อให้เกิดปัญหาในด้านเสถียรภาพและการทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกำจัดด้วยการใช้ปฏิกิริยาเติมไฮโดรเจน (hydrogenation) เพื่อเปลี่ยนอะเซทิลีนให้กลายเป็นเอทิลีน และเมทิลอะเซทิลีนให้กลายเป็นโพรพิลีน ส่วนจะทำการเติมไฮโดรเจนก่อนทำการกลั่นแยก หรือแยกผลิตภัณฑ์ออกเป็นส่วนต่าง ๆ แล้วค่อยทำการเติมนั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบกระบวนการ
 
สิ่งปนเปื้อนอีกกลุ่มหนึ่งที่ต้องทำการกำจัดก่อนการลดอุณหภูมิได้แก่ ไอน้ำ แก๊สกรดพวก CO2 และ H2S เพราะสารเหล่านี้เมื่อเย็นลงจะกลายเป็นของแข็งและสามารถอุดตันระบบและก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้ ไอน้ำเข้าไปอยู่ในระบบตั้งแต่ตอนที่ผสมไอน้ำเข้ากับไฮโดรคาร์บอนก่อนป้อนเข้า fired heater และที่ quench tower ที่ลดอุณหภูมิแก๊สร้อนด้วยการสัมผัสกับน้ำโดยตรง CO2 เป็นแก๊สที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาข้างเคียง (ออกซิเจนมาจากน้ำที่ผสมเข้าไป) ส่วนสารประกอบกำมะถันนั้นอาจติดมากับตัวไฮโดรคาร์บอนที่ใช้เป็นวัตถุดิบ หรือไม่ก็จากสารที่เติมเข้าไปก่อนเข้า fired heater (เติมเพื่อลดการเกิด coke ซึ่งเรื่องนี้จะมาขยายความอีกทีตอนกล่าวถึงเรื่อง thermal cracking)
 
การเก็บวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์นั้นที่จะใช้ถังเก็บ โดย C2 (ทั้งอีเทนและเอทิลีน) จะเก็บในรูปแบบของเหลวด้วยการลดอุณหภูมิลงต่ำและเก็บในถังเก็บความดันบรรยากาศ ส่วน C3 และ C4 (โพรเพน โพรพิลีน บิวเทน บิวทีน) จะเก็บในรูปแบบของเหลวโดยใช้ถังเก็บภายใต้ความดันที่อุณหภูมิห้อง (แต่ถ้ามีปริมาณมากก็อาจเก็บในรูปแบบของเหลวด้วยการลดอุณหภูมิลงต่ำและเก็บในถังเก็บความดันบรรยากาศแทน) ไฮโดรเจนนั้นจะเก็บในรูปของแก๊สในถังความดันสูง มีเทนจะถูกดึงเอาไปเป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนในโรงงาน ส่วนไฮโดรคาร์บอนหนักนั้นอาจนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงหรือนำไปทำอย่างอื่น 
  
ฉบับนี้ขอจบลงดื้อ ๆ ตรงนี้ครับ