วันศุกร์ที่ 27 สิงหาคม พ.ศ. 2553

ไนโตรเจนเป็นแก๊สเฉื่อยหรือไม่ MO Memoir : Thursday 26 August 2553

วันก่อนเห็นมีคนตั้งคำถามในเว็ปบอร์ดแห่งหนึ่งถามว่า "ไนโตรเจนเป็นแก๊สเฉื่อยหรือไม่" ซึ่งก็มีคนตอบคำถามดังกล่าวหลายราย ต่างก็ตอบตรงกันว่า "ไม่ใช่" พร้อมทั้งยกตัวอย่างสารประกอบต่าง ๆ ของไนโตรเจนขึ้นมา

อันที่จริงแล้วก่อนตอบคำถามเช่นนี้ คงต้องไปดูก่อนว่าการถามว่าแก๊สตัวไหนเป็น "แก๊สเฉื่อย" หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า "Inert gas" หรือไม่นั้น เขากำลังคุยเรื่องอะไรกันอยู่


ถ้าคุณกันเรื่องเคมี "แก๊สเฉื่อย" ก็หมายถึงธาตุในหมู่ 8A หรือหมู่ 18 (ขึ้นอยู่กับว่าจะนับแบบไหน) ซึ่งเดิมถือว่าเป็นแก๊สที่ไม่ทำปฏิกิริยากับธาตุใด ๆ แม้แต่กับตัวมันเอง (ก็คือหมู่ He นั่นแหละ แต่ในปัจจุบันก็พบว่าสามารถสังเคราะห์สารประกอบของแก๊สเฉื่อยพวกที่อยู่ทางด้านล่างของหมู่บางตัวได้)

ถ้าคุยกันเรื่องเกี่ยวกับงานวิศวกรรมหรือกระบวนการผลิตในโรงงาน "แก๊สเฉื่อย" ก็หมายถึงแก๊สที่ไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีในระบบ และถ้าไม่มีการระบุแล้ว มักจะนึกถึงไนโตรเจนเป็นหลัก และไม่ได้หมายถึงธาตุในหมู่ 8A

ตัวอย่างเช่นในโรงกลั่นน้ำมันหรือโรงงานปิโตรเคมี ก่อนที่จะนำน้ำมันหรือสารประกอบอินทรีย์ (ที่ติดไฟได้ทั้งนั้น) เข้าสู่ระบบ ไม่ว่าจะเป็น ระบบท่อ ถังเก็บ หรืออุปกรณ์ต่าง ๆ จำเป็นต้องมีการไล่อากาศออกจากระบบก่อนเพื่อความปลอดภัย แก๊สเฉื่อยที่สามารถนำมาไล่อากาศได้ก็มี ไอน้ำ ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนจะใช้ตัวไหนนั้นขึ้นอยู่กับว่าสารเคมีในระบบนั้นทำปฏิกิริยากับแก๊สตัวไหนบ้าง

ตัวอย่างเช่นในโรงกลั่นน้ำมันนั้น การไล่อากาศนั้นอากาศอาจเริ่มด้วยการใช้ไอน้ำก่อน (ถ้าระบบทนอุณหภูมิของไอน้ำได้) เพราะน้ำมันไม่มีปฏิกิริยากับไอน้ำ และไอน้ำก็มีอยู่แล้วในโรงกลั่นและมีราคาถูกสุด แม้จะมีตกค้างอยู่ในระบบก็ไม่ก่อปัญหาใด ๆ กับน้ำมัน พอไล่อากาศออกหมดแล้วจึงค่อยป้อนไนโตรเจนเข้าระบบเพื่อรักษาความดันในระบบ เพราะเมื่อไอน้ำเย็นตัวลง จะเกิดสุญญากาศขึ้นในระบบ ทำให้ตัวอุปกรณ์ถูกกดอัดด้วยความดันอากาศจากภายนอก การใช้ไอน้ำไล่อากาศออกก็เป็นการประหยัดไนโตรเจนที่มีราคาแพงกว่า

ในโรงงานปิโตรเคมีนั้น ถ้าสารเคมีที่อยู่ในระบบเป็นสารเคมีที่ต้องไม่ให้มีการปนเปื้อนจากน้ำ ก็ต้องใช้ไนโตรเจนไล่อากาศในระบบออก เพราะถ้าใช้ไอน้ำไล่ก็อาจมีน้ำตกค้างอยู่ตามซอกต่าง ๆ ของอุปกรณ์ได้

คาร์บอนไดออกไซด์ก็เป็นแก๊สอีกตัวหนึ่งที่ใช้เป็นแก๊สเฉื่อยได้ในหลาย ๆ ระบบได้ ส่วนใหญ่มักใช้ในการป้องกันการเกิดเพลิงไหม้

ไม่มีความคิดเห็น: