วันอาทิตย์ที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2559

ไฟไหม้โรงงานผลิตไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ MO Memoir : Sunday 1 May 2559

เนื้อหาในบทความนี้นำมาจากบทความเรื่องที่ ๖ ในวารสาร Loss Prevention Bulletin ฉบับที่ ๐๙๗ ปีค.ศ. ๑๙๙๑ เรื่อง "Pipe rupture and fire in a vinyl chloride monomer (VCM) plant" บทความไม่ปรากฏชื่อผู้เขียน ไม่ปรากฏสถานที่และวันเวลาที่เกิดเหตุ (อันที่จริงมันก็ไม่ใช่สาระสำคัญ) แต่ได้ให้ภาพเหตุการณ์ที่เกิดดังนี้

ในเช้าวันหนึ่ง ข้องอ 90 องศาขนาด 100 มิลลิเมตรฉีกขาดออก ทำให้มีไวนิลคลอไรด์ (vinyl chloride) และเอทิลีนไดคลอไรด์ (EDC - ethylene dichloride) (บางทีก็เรียกว่าไดคลอโรอีเทน 1,2-dichloroethane) รั่วไหลออกมาประมาณ 6 - 10 ตัน ข้องอนี้เป็นส่วนหนึ่งของระบบ reflux ที่ใช้ในการลดอุณหภูมิแก๊สร้อนที่มาจาก EDC cracker โดยท่อนี้ทำงานที่อุณหภูมิ 140ºC ความดัน 33 bar
 
บทความต้นฉบับไม่ได้แสดงแผนภาพกระบวนการ แต่คิดว่ารูปที่ ๑ น่าจะใกล้เคียงกับกระบวนการที่เกิดเหตุมากที่สุด โดยข้องอที่เกิดเหตุน่าจะอยู่ในเส้นท่อจาก circulation pump 53 กลับไปยัง quench tower 50
  
รูปที่ ๑ Process Flow Sheet ของ Quench column section รูปแบบดั้งเดิมรูปแบบหนึ่งที่ใช้ในการผลิตไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ รูปนี้นำมาจากสิทธิบัตรประเทศสหรัฐอเมริกาเลขที่ 5,558,746 ที่เลือกรูปนี้มาก็เพราะน่าจะเป็นรูปแบบที่ใกล้เคียงกับโรงงานที่เกิดเหตุที่บทความกล่าวถึง คือมีการนำเอาส่วนหนึ่งของของเหลวยอดหอที่ควบแน่นนั้นมาใช้ลดอุณหภูมิแก๊สร้อนที่มาจาก pyrolysis furnace
 
ภายในเวลาไม่ถึง 1 นาที กลุ่มหมอกแก๊สที่รั่วออกมานั้นถูกจุดระเบิดด้วย cracker burner ก่อให้เกิด flash fire/explosion ที่ทำให้เกิดความดันสูงกว่าบรรยากาศ (overpressure) น้อยกว่า 0.1 bar
 
แก๊สที่หนักกว่าอากาศที่รั่วออกมาจากระบบที่มีอุณหภูมิและความดันที่พอเหมาะ จะก่อตัวเป็นเสมือนกลุ่มหมอกที่เป็นสารผสมระหว่างสารนั้นกับอากาศที่มีสัดส่วนการผสมที่เหมาะสม เมื่อกลุ่มหมอกนี้พบเจอกับแหล่งพลังงานที่ทำให้มันลุกติดไฟได้ (อาจเป็นเปลวไฟ ประกายไฟ หรือพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูงพอ เช่นท่อไอน้ำ) ก็จะเกิดการลุกไหม้ออกจากจุดนั้นออกมา (เป็นหน้าคลื่นการเผาไหม้เคลื่อนที่แผ่ออกมาจากจุดกำเนิด)
 
ปฏิกิริยาการเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน และเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็เร็วมากขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นความเร็วในการเคลื่อนที่ของหน้าคลื่นจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่มันเคลื่อนที่แผ่ออกมา ถ้าความเร็วยังไม่สูงมากนักก็จะเป็น flash fire ถ้าเร็วขึ้นมาอีกแต่ยังต่ำกว่าความเร็วเสียงก็จะเป็น deflagration แต่ถ้าขึ้นไปทะลุความเร็วเสียงก็จะเป็น detonation ระดับความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศ (overpressure) ที่เกิดจากการระเบิดนี้ก็จะเพิ่มขึ้นตามความเร็วของการเผาไหม้นี้ไปด้วย
 
ความดัน overpressure 0.1 bar อาจจะทำให้เกิดความรู้สึกว่าไม่มาก แต่ถ้าลองมองเป็น 0.1 kg/cm2 (ก็คือ 0.1 bar นั่นแหละ) ก็น่าจะเห็นภาพความรุนแรงของมันได้ดีขึ้น ถ้าตีเสียว่าประตูห้องแต่ละบานมีขนาดสูง 180 cm กว้าง 90 cm พื้นที่หน้าตัดของประตูนี้ก็คือ 16200 cm2 ดังนั้นถ้ามีความดันขนาด 0.1 kg/cm2 กระแทกลงบนประตู จะเทียบเท่ากับน้ำหนัก 1620 kg กระแทกลงบนประตูบานดังกล่าว (รถยนต์นั่งส่วนบุคคลทั่วไปน้ำหนักรถอยู่ประมาณ 1000-1500 kg)

เกิดเพลิงลุกไหม้อย่างกว้างขวางในบริเวณข้องอที่เกิดการฉีกขาด ความร้อนจากเปลวเพลิงยังทำให้ท่อเส้นอื่นเกิดความเสียหายตามมาอีก โดยรวมแล้วมีเอทิลีนไดคลอไรด์และไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์เผาไหม้ไปประมาณ 90 ตัน
 
นอกจากนี้ความร้อนยังทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างคลอรีน (ใช้ในการผลิตเอทิลีนไดคลอไรด์ด้วยการทำปฏิกิริยากับเอทิลีน) และเหล็กกล้า ทำให้เกิดการรรั่วไหลของแก๊สคลอรีนเพิ่มเติมอีกประมาณ 5 ตัน แต่ส่วนใหญ่ของแก๊สคลอรีนที่รั่วออกมานั้นถูกเผาไปในเปลวไฟและกระจายตัวออกไป
 
ตรงนี้ทางกองบรรณาธิการของวารสารได้ให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่า เหล็กกล้าจะเริ่มเกิดการลุกไหม้ได้อย่างอิสระในแก๊สคลอรีนที่อุณหภูมิ 400ºC (ตรงนี้ลองนึกภาพโลหะแมกนีเซียมที่จุดไฟให้ลุกไหม้ได้ในอากาศ) อันที่จริงปฏิกิริยาการเผาไหม้ก็เป็นปฏิกิริยาการออกซิไดซ์รูปแบบหนึ่งที่คายความร้อนออกมา ปฏิกิริยาการออกซิไดซ์ของโลหะก็เช่นเดียวกัน เพียงแต่การลุกไหม้ของชิ้นโลหะกับออกซิเจนนั้นมันเกิดช้า แต่ถ้าเป็นผงโลหะเล็ก ๆ ที่ฟุ้งกระจายออกมา ก็จะเกิดการระเบิดได้ เช่นในกรณีของผงโลหะอะลูมิเนียมที่นำมาใช้ทำเป็นส่วนประกอบของวัตถุระเบิด

การตอบสนองที่รวดเร็วของหน่วยดับเพลิง และการใช้น้ำจำนวนมาก ทำให้สามารถป้องกันความเสียหายให้กับอุปกรณ์ตัวอื่นได้ (เช่น ปั๊ม drum เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) โครงสร้างคอนกรีตสามารถทนความร้อนจากเพลิงไหม้ได้ ไม่เกิดการยุบตัวลงมา แต่จำเป็นต้องมีการซ่อมแซมขนานใหญ่
 
โครงสร้างเหล็ก (เสาหรือคาน) นั้นจำเป็นต้องมีการหุ้มวัสดุทนไฟรอบ ๆ เพื่อให้ทนต่อเพลิงไหม้ได้ในระดับหนึ่ง เพราะถ้าเหล็กมีอุณหภูมิสูงขึ้น เหล็กจะอ่อนตัวลง ความสามารถในการรับแรงจะลดลง โครงสร้างจะยุบตัวลงมา ในกรณีเช่นนี้โครงสร้างคอนกรีตจะทนไฟได้ดีกว่า (แต่ถ้าโดนเผาต่อเนื่องเป็นเวลานานก็พังได้เหมือนกัน) ในตัวของเสาเหล็กนั้นต้องมีการหุ้มคอนกรีตทนไฟสูงจากพื้นขึ้นมาระดับหนึ่ง (ไม่จำเป็นต้องหุ้มทั้งต้น) โดยอิงจากความสูงของเปลวไฟเกิดจากเชื้อเพลิงเหลวที่ราดนองพื้นแล้วเกิดการลุกไหม้ (ความสูงนี้ไม่ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงเหลวเท่าใดนัก) โครงสร้างเหล็กที่เป็นคานเช่นโครงหลังคาของอาคารเก็บสินค้าหรือห้างขนาดใหญ่ จะต้องหุ้มตลอด เพราะอากาศร้อนลอยตัวสูงขึ้นและไปสะสมอยู่ใต้หลังคาได้ ถ้าปล่อยไว้เป็นเวลานานความสามารถในการรับแรงของโครงหลังคาจะลดต่ำลงจนกระทั่งหลังคายุบตัวลงมาได้ 

รูปที่ ๒ รูปนี้เป็นภาพเหตุการณ์เพลิงไหม้หลังการระเบิดที่โรงงานของบริษัท BST ที่ระยองในวันที่ ๕ พฤษภาคม ๒๕๕๕ (ภาพต้นฉบับแหล่งที่มาไม่ทราบ เพราะมีการนำไปแชร์กันมากจนหาต้นตอจริงไม่ได้) ในรูปนี้จะเห็นว่าโครงสร้างเสาจากพื้นมาจนถึงชั้น ๑ นั้นเป็นคอนกรีต (ส่วนจะเป็นเหล็กหุ้มคอนกรีตหรือเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กทั้งต้นก็ไม่รู้เหมือนกัน) แต่เสาในส่วนของชั้น ๑ นั้นเป็นเสาเหล็ก ในกรณีนี้คงเป็นการมองว่าถ้ามีของเหลวรั่วไหล บริเวณที่จะมีการสะสมของของเหลวที่รั่วไหลคือระดับพื้นดิน (ถ้ารั่วจากชั้นบน ก็คงจะไหลลงสู่พื้นล่างอยู่ดี) จึงจำเป็นต้องป้องกันโครงสร้างเสาจากระดับพื้นดินขึ้นมา ภาพนี้เคยนำมาลงไว้ใน Memoir ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๔๕๑ วันอังคารที่ ๑๕ พฤษภาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "ระเบิดในที่โล่ง-ระเบิดในที่ปิด" และใน Memoir ฉบับนั้นยังมีภาพความเสียหายจากแรงระเบิดของอาคารที่อยู่ห่างจากจุดระเบิด 1300 m ด้วย

ไม่มีผู้เสียชีวิตหรือบาดเจ็บจากเหตุการณ์นี้ แต่ในขณะที่เกิดการรั่วไหลนั้นมีพนักงานผู้หนึ่งกำลังทำงานอยู่ข้างใต้ข้องอที่เกิดการฉีกขาดนั้น พนักงานผู้นี้สามารถหลบเข้าไปใน control room ที่อยู่ห่างไป 50 m ได้ทันเวลาก่อนที่กลุ่มหมอกแก๊สที่รั่วออกมานั้นจะเกิดการระเบิด

- สาเหตุของการรั่วไหล

แก๊สร้อนจาก EDC cracker จะเข้าสู่ quench tower ด้วยการให้แก๊สร้อนนั้นสัมผัสโดยตรงกับกับส่วนหนึ่งของของเหลวที่ได้จากการควบแน่นของแก๊สที่ออกทางด้านบนของ quench tower
 
กระบวนการตรงนี้ในบทความไม่ได้ให้รูปอะไรไว้ แต่ผมคิดว่ารูปในสิทธิบัตรประเทศสหรัฐอเมริกาเลขที่ 5,558,746 ที่นำมาแสดงในรูปที่ ๑ นั้นน่าจะเป็นระบบที่ใกล้เคียงกับระบบที่เกิดเหตุมาก คือแก๊สเย็นร้อน (ที่เย็นตัวลงหลัการสัมผัสกับของเหลว) ที่ออกทางด้านบนของ quench tower (50) จะถูกควบแน่นเป็นของเหลวที่เครื่องควบแน่น condenser (54) ของเหลวที่ได้จะไหลลงมาอยู่ในถังเก็บรวบรวมที่เรียกว่า reflux drum (60) ของเหลวส่วนหนึ่งจาก reflux drum (60) จะถูกนำไปฉีดพ่นใน quench tower (50) ใหม่
ตัว quench tower นี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวดักจับอนุภาค coke ที่ติดมากับแก๊สร้อนที่มาจาก EDC cracker แต่ผลจากการสึกหรอและการเสื่อมประสิทธิภาพของระบบหัวฉีดพ่นของเหลว ทำให้มีอนุภาค coke ที่เป็นของแข็งหลุดรอดออกไปทางด้านบนของ quench tower เพิ่มมากขึ้น coke เหล่านี้เข้าไปสะสมอยู่ใน reflux drum และทำให้เกิด erosion ในระบบ piping เมื่อของเหลวถูกสูบจาก reflux drum เพื่อฉีดพ่นกลับเข้าไปใน quench tower
 
coke เป็นสารประกอบคาร์บอนโมเลกุลใหญ่พวก polyaromatic ring ที่เกิดจากปฏิกิริยา over cracking ของ dichloroethane ใน EDC cracker โดยในระหว่างการผลิตจะมี coke บางส่วนหลุดติดมากับแก๊สร้อนที่ไหลมายัง quench tower

ก่อนเกิดเหตุ มีการตรวจพบว่าข้องอตัวดังกล่าวมีผนังบางและมีกำหนดการที่จะทำการเปลี่ยนระบบท่อดังกล่าวในการซ่อมบำรุงครั้งถัดไป แต่ก็มาเกิดอุบัติเหตุขึ้นเสียก่อน
 
ตรงนี้ทำให้นึกถึงเหตุการณ์ไฟไหม้โรงกลั่นน้ำมันเมื่อเดือนมิถุนายน ๒๕๕๗ ที่ได้ยินมาจากเพื่อนฝูงที่อยู่ในวงการว่าเกิดจากผนังท่อบางจนฉีกขาด โดยปัญหาดังกล่าวถูกตรวจพบก่อนหน้านั้นและท่อเส้นนั้นก็มีแผนการณ์ที่จะเปลี่ยนอยู่แล้ว แต่มาเกิดอุบัติเหตุขึ้นเสียก่อน
 
กระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่เป็นการเดินเครื่องอย่างต่อเนื่องนั้น การที่จะเปลี่ยนชิ้นส่วนท่อเพียงชิ้นส่วนเดียวอาจต้องทำการหยุดการทำงานของโรงงานทั้งโรงงาน (ถ้าหากท่อนั้นเป็นท่อสำคัญและไม่มีเส้นทาง bypass) และรอบการหยุดเดินเครื่องครั้งใหญ่มักจะประมาณปีละครั้ง
 
สิ่งที่น่าพิจารณาก็คือถ้าหากพบว่าชิ้นส่วนในระบบท่อบางชิ้นมีการสึกหรอจนผนังบางลงไปมาก (แต่ในขณะนั้นยังทำงานได้อยู่) จะมีอะไรบ้างไหมที่จะใช้พิจารณาว่าอัตราการสึกหรอนั้นจะไม่สูงจนกระทั่งทำให้ชิ้นส่วนนั้นมีผนังบางมากเกินไปจนเกิดการเสียหายก่อนที่จะถึงกำหนดการหยุดเดินเครื่องเพื่อซ่อมบำรุง ในกรณีของเหตุการณ์นี้อาจเป็นไปได้ว่าอัตราการสึกหรอของข้องอนั้นสูงผิดปรกติเนื่องจากมี coke สะสมไว้มากผิดปรกติ ทำให้การคาดการณ์นั้นผิดพลาดไป

ผู้เขียนบทความยังได้ให้ข้อมูลบทเรียนที่ได้จากอุบัติเหตุครั้งนั้นไว้ดังนี้
 
- สำหรับระบบที่มีความเสี่ยงที่จะเกิดการขัดสีจากอนุภาคที่ปนเปื้อนอยู่ ในการออกแบบควรต้องคำนึงถึงการป้องกัน/ลดการเกิด erosion เอาไว้ด้วย (ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การออกแบบระบบท่อให้มีความเร็ว (linear velocity) ในการไหลที่ต่ำ การออกแบบให้มีเส้นทางการไหลที่ราบเรียบ (ไม่มีการหักงอกระทันหัน) การกรองเอาอนุภาคของแข็งออกจากระบบ เป็นต้น)
- ระบบประเภทนี้ (เข้าใจว่าผู้เขียนหมายถึงระบบที่ไม่ได้คาดหวังว่าจะมีอนุภาคของแข็งหลุดรอดไปถึง) ควรได้รับการตรวจสอบว่ามีอนุภาคของแข็งอยู่หรือไม่
- การกำหนดแผนการการตรวจสอบความหนาของผนังท่อ ต้องมีการระบุเอาไว้อย่างชัดเจนว่าควรต้องทำเมื่อใด และต้องทำตรงไหน
- มีเกณฑ์ที่ชัดเจนว่าความหนาต่ำสุดของผนังที่ยอมรับได้นั้นมีค่าเท่าใด
- กองบรรณาธิการของวารสารยังได้ให้ความเห็นเพิ่มเติมว่า ในกรณีเช่นนี้ตัวระบบ spray ของเหลวใน quench tower ควรได้รับพิจารณาว่าเป็น "safety critical device" ตัวหนึ่ง

เรื่องปฏิกิริยาการผลิตไวนิลคลอไรด์นี้เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๗ ฉบับที่ ๘๖๗ วันศุกร์ที่ ๒๖ กันยายน ๒๕๕๗ เรื่อง "ปฏิกิริยาการผลิต Vinyl chloride"

วันเสาร์ที่ 30 เมษายน พ.ศ. 2559

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๗ (ตอนที่ ๓๖) MO Memoir : Saturday 30 April 2559

เอกสารฉบับนี้นำเนื้อหาลง blog บางส่วน

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เป็นบันทึกการประชุมกลุ่มเมื่อบ่ายวันวาน

. การวัดความเป็นกรดบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา

๑.๑ เพื่อความเข้าใจในเรื่องนี้ที่ดีขึ้น ขอให้ไปอ่านทบทวน Memoir ตามรายชื่อข้างล่าง (และที่มีการอ้างถึงใน Memoir เหล่านั้น) 
  
ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๐๓ วันพุธที่ ๒๐ มกราคม พ.. ๒๕๕๓ เรื่อง "การวัดปริมาณ-ความแรงของตำแหน่งที่เป็นกรดบนพื้นผิว"
ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๒๕ วันศุกร์ที่ ๒๖ กุมภาพันธ์ พ.ศ. ๒๕๕๓ เรื่อง "การวัด NH3 adsorption" (ฉบับนี้คงต้องไปอ่านจากไฟล์ pdf เพราะไม่ได้นำลง blog)
ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๕๓๖ วันอาทิตย์ที่ ๑๘ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๕๕ เรื่อง "ความเข้มข้นของแก๊สที่ใช้ในการดูดซับ"
ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๗๔๐ วันเสาร์ที่ ๑ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๗ เรื่อง "การวัดปริมาณตำแหน่งที่เป็นกรด-เบสบนพื้นผิวของแข็งด้วย GC" (สำคัญ เพราะเป็นสิ่งที่กำลังจะให้พวกคุณทำ)
ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๗๔๓ วันพุธที่ ๕ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๗ เรื่อง "NH3-TPD ตอน ตัวอย่างผลการวิเคราะห์ ๑"

๑.๒ สิ่งที่เราต้องการทราบก็คือ
(ก) ปริมาณหรือจำนวนของตำแหน่งที่เป็นกรดบนพื้นผิว (concentration)
(ข) ความแรง (strength)

๑.๓ การวัดปริมาณตำแหน่งกรดบนพื้นผิว (ข้อ ๑.๒ (ก)) สามารถทำได้ด้วยการ
(ก) ค่อย ๆ เติมเบสให้พื้นผิวดูดซับจนอิ่มตัว จากนั้นวัดปริมาณเบสที่เติมได้
(ข) ให้พื้นผิวดูดซับเบสจนอิ่มตัวก่อน จากนั้นจึงค่อย ๆ เพิ่มอุณหภูมิให้กับตัวอย่างเพื่อไล่เบสออกมา จากนั้นวัดปริมาณเบสที่ไล่ออกมาได้

๑.๔ การวัดด้วยการค่อย ๆ เติม (ข้อ ๑.๓ (ก)) อาจมีปัญหาในกรณีที่พื้นผิวดูดซับเบสได้น้อยเมื่อเทียบกับปริมาณของเบสที่เราเติมให้กับพื้นผิวแต่ละครั้ง เพราะถ้าปริมาณเบสที่เติมแต่ละครั้งมีขนาดมากเมื่อเทียบกับความสามารถที่พื้นผิวจะดูดซับเอาไว้ได้ เราจะมองไม่เห็นปริมาณเบสที่หายไปในการเติมครั้งแรก หรือหายไปน้อยมากจนไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความคลาดเคลื่อนจากการฉีดเบสหรือไม่ การแก้ปัญหาตรงจุดนี้อาจทำได้ด้วยการ 
  
(ก) ลดปริมาณเบสที่ฉีดแต่ละครั้ง (ด้วยการลดปริมาตรหรือความเข้มข้น) หรือ
(ข) เพิ่มน้ำหนักตัวอย่างที่ใช้ในการวิเคราะห์
 
ในกรณีที่ใช้เบสเป็นแก๊ส NH3 ปริมาณเบสที่เติมให้แต่ละครั้งขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและปริมาตรแก๊ส NH3 ที่ฉีดเข้าไป ในกรณีที่ใช้เบสเป็น pyridine (ของเหลว) ปริมาณเบสที่เติมก็ขึ้นอยู่กับปริมาตรของ pyridine ที่ฉีดเข้าไป

๑.๕ การวัดปริมาณด้วยการใช้อุณหภูมิไล่เบสที่ถูกพื้นผิวดูดซับเอาไว้ออกมา (ข้อ ๑.๓ (ข)) มีปัญหาตรงนี้ เราไม่รู้ว่า ณ อุณหภูมิสูงสุดที่เราใช้นั้น เราสามารถไล่เบสออกจากพื้นผิวได้หมดหรือยัง ตรงนี้ก่อให้เกิดปัญหาในการแปลผลได้ เช่น
 
(ก) ในกรณีที่พื้นผิวเต็มไปด้วย strong acid site ที่ต้องใช้อุณหภูมิสูงในการไล่เบสที่พื้นผิวดูดซับเอาไว้ออก แต่เราใช้อุณหภูมิในการไล่เบสที่ต่ำเกินไป ทำให้มีเบสเพียงแค่ส่วนน้อยที่เกาะอยู่บน weak acid site หลุดออกมา เราก็จะแปลผลผิดได้ว่าตัวอย่างนี้มีแต่ weak acid site ในปริมาณน้อย
 
(ข) ถ้าใช้อุณหภูมิในการไล่เบสสูงกว่าอุณหภูมิที่ตัวอย่างทนได้ จะทำให้ตัวอย่างเกิดการเปลี่ยนโครงสร้างในระหว่างการวิเคราะห์ และผลที่เห็นนั้นไม่ได้เป็นตัวแทนของตัวอย่างที่ใช้เมื่อเริ่มต้นการวิเคราะห์ เช่นในกรณีของ TiO2 (anatase) ที่เราใช้นั้น จะเริ่มเปลี่ยนโครงสร้างไปเป็น rutile ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 550ºC ขึ้นไป และจะเปลี่ยนได้รวดเร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 600ºC ดังนั้นถ้าเราใช้อุณหภูมิไล่เบสไปจนถึง 800ºC เบสที่เราเห็นหลุดออกมาที่อุณหภูมิเกินกว่า 600ºC นั้นมันไม่ใช่เบสที่หลุดออกมาจาก anatase ที่เป็นตัวอย่างเริ่มต้น แต่เป็นเบสที่หลุดออกมาจาก rutile ที่เกิดจากการเปลี่ยนเฟสของ anatase ด้วยเหตุนี้ในกรณีที่เรากำลังทำการทดลองอยู่นี้ จึงได้จำกัดอุณหภูมิสูงสุดของการวิเคราะห์เอาไว้ที่ 500ºC (ซึ่งก็ยังคงต่ำกว่าอุณหภูมิการใช้งานจริง)

๑.๖ ปริมาณเบสที่พื้นผิวดูดซับเอาไว้ได้ ณ อุณหภูมิใดอุณหภูมิหนึ่งนั้น ซึ่งคำนวณได้จากค่า ปริมาณเบสทั้งหมดที่พื้นผิวดูดซับเอาไว้ได้ (จากข้อ ๑.๓) หักลบด้วยปริมาณเบสที่พื้นผิวคายออกมา ณ อุณหภูมินั้น (พื้นที่ใต้กราฟ TPD จากจุดเริ่มต้นมาจนถึงอุณหภูมินั้น) อาจเป็นปัจจัยหนึ่งที่ใช้เป็นตัวบอกความสามารถของตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำปฏิกิริยาได้ เพราะในปฏิกิริยาที่เรากำลังศึกษาอยู่นั้น จำเป็นต้องมีการดูดซับสารตั้งต้นที่เป็นเบสบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาก่อน ดังนั้นปริมาณเบสที่พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาดูดซับไว้ได้ ณ อุณหภูมิการทำปฏิกิริยาใด ๆ อาจมีความสัมพันธ์กับความว่องไวในการทำปฏิกิริยาได้ ประเด็นตรงนี้ขอให้นำไปพิจารณาด้วยเมื่อทำการวิเคราะห์ผลการทดลอง

. การ calcination ตัวเร่งปฏิกิริยา

๒.๑ ตรงนี้ขอให้ไปอ่าน Memoirปีที่ ๔ ฉบับที่ ๓๖๒ วันพฤหัสบดีที่ ๑๓ ตุลาคม ๒๕๕๔ เรื่อง "เผาในเตาแบบไหนดี (Calciantion)" เพิ่มเติมด้วย

๒.๒ ในกรณีของการใช้เกลือที่ต้องการออกซิเจนในการทำให้มันกลายเป็นสารประกอบออกไซด์ (เช่นเกลือที่มีหมู่ของสารอินทรีย์) การเผาในรูปแบบ fixed-bed จะดีที่สุด เพราะมั่นใจว่าทุกอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยานั้นมีแก๊สออกซิเจนไหลผ่าน ส่วนการเผาในรูปแบบที่ใช้ boat หรือ crucible นั้น ต้องระวังเรื่องความหนาของชั้นสารที่เผาและขนาดพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับแก๊สด้านบน เพราะถ้าชั้นสารที่เผามีความหนามากเกินไปและ/หรือพื้นผิวสัมผัสกับแก๊สน้อยเกินไป พวกที่อยู่ทางด้านล่างจะไม่ได้รับออกซิเจนเพียงพอ จะกลายเป็นสารประกอบออกไซด์ไม่สมบูรณ์

๒.๓ ตรงจุดนี้อาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เห็นว่าเมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยามาใช้ครั้งแรก มันมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากเมื่อนำมาใช้ซ้ำ เพราะในขณะที่นำมาใช้ครั้งแรก มันถูก calcine ซ้ำอีกครั้งที่อุณหภูมิทำปฏิกิริยาที่สูง มันเลยมีการเปลี่ยนเป็นโครงสร้างออกไซด์ที่สมบูรณ์ โครงสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาในการทดสอบครั้งที่สองจึงไม่เหมือนกับครั้งแรก
 
๒.๔ การป้องกันปัญหาดังกล่าวเราทำได้ด้วยการ calcine ตัวเร่งปฏิกิริยาซ้ำอีกครั้งก่อนใช้งาน เช่นก่อนที่จะเริ่มทำการทดลองก็ให้เผาตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 450ºC ก่อน (ผมว่าน่าจะสัก ๑ - ๓ ชั่วโมง เลือกเอาเองก็แล้วกัน) ด้วยแก๊สที่เราใช้ในการทำปฏิกิริยา SCR (ยังไม่ต้องป้อนเบนซีนเข้าไป) ซึ่งจะเป็นการรอให้ระบบเข้าที่ด้วย 
  
จากนั้นจึงลดอุณภูมิของ reactor ลง แล้วจึงค่อยเริ่มทำการวัดความว่องไวในการทำปฏิกิริยา

. ค่า conversion

๓.๑ การใช้ค่า conversion เปรียบเทียบความว่องไวในการทำปฏิกิริยา ในบางครั้งอาจมีปัญหาในการแปลผล เช่นในกรณีที่สารตั้งต้นมีความเข้มข้นแตกต่างกัน ถ้าหากว่า "จำนวนของ active site" ที่สามารถทำปฏิกิริยานั้น ถูกใช้ไปในการทำปฏิกิริยาจนหมดแล้ว

๓.๒ เช่นสมมุติว่าเรามีจำนวน acitve site อยู่ 1000 แต่ป้อนสารตั้งต้นเข้ามา 2000 สารตั้งต้นสามารถทำปฏิกิริยาไปได้เพียงแค่ 1000 (ตามจำนวน active site) ทำให้ได้ค่า conversion 50% พอเราป้อนสารตั้งต้นเข้ามา 4000 มันก็เกิดปฏิกิริยาไปได้เพียงแค่ 1000 (ตามจำนวน active site) เช่นเดิม แต่เราจะได้ค่า conversion 25%
 
แต่ถ้าเราคิดจาก "ปริมาณสารตั้งต้นที่ทำปฏิกิริยาไป" เราจะเห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยามีความว่องไวเหมือนเดิม

๓.๓ ด้วยเหตุนี้ผมจึงได้บอกว่า สำหรับกรณีที่ความเข้มข้นสารตั้งต้นมีการแกว่งไปมาอยู่นั้น (เช่นในกรณีของเบนซีนและโทลูอีน) อาจต้องพิจารณาประเด็นนี้เอาไว้ด้วยในการแปลผล และการรายงานผลจะอยู่ในรูปของ "อัตราการเกิดปฏิกิริยา" (ปริมาณสารตั้งต้นที่ทำปฏิกิริยาไปต่อหน่วยน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยา) แทนค่า %conversion

๓.๔ สำหรับเบดที่มีขนาดเตี้ยและ/หรืออนุภาคมีขนาดใหญ่นั้น อาจมีแก๊สบางส่วนไหลผ่านไประหว่างผนังด้านข้าง reactor กับตัวเบด (เกิด channelling) ซึ่งแก๊สส่วนนี้ไม่สัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา จึงไม่เกิดปฏิกิริยา ดังนั้นในกรณีที่พบว่าค่า %conversion นั้นเพิ่มขึ้นถึงระดับใกล้ 100% แต่ก็ไปไม่ถึง 100% แม้ว่าจะเพิ่มอุณหภูมิสูงขึ้นอีก โดยไปนิ่งอยู่ที่ระดับใดระดับหนึ่ง อาจเกิดจากสาเหตุ channelling นี้ได้

ข้อ ๔. ๕. และ ๖. ดูรายละเอียดในฉบับที่ส่งให้ทางอีเมล์