ก่อนจะเลือนหายไปจากความทรงจำ ตอนที่ ๑๕ ท่อแก๊สระบบ acetylene hydrogenation MO Memoir : Saturday 17 February 2555

หลายปีที่แล้วตอนที่ผมยังทำหน้าที่ตรวจเอกสารนิสิตขอสั่งซื้อของ (ป้องกันการสั่งซื้อแบบมั่ว ๆ เอามาใช้ส่วนตัวหรือเอามาทิ้งเล่น) มีนิสิตผู้หนึ่งเอาเอกสารขออนุมัติซื้อวาล์วทองเหลือง (swagelok) มาให้ผมลงนามรับทราบก่อนสั่งซื้อ ครั้งนั้นนึกยังไงก็ไม่รู้พอลงลายมือชื่อเสร็จและส่งเอกสารคืนเขา ผมก็ถามเขาขึ้นมาลอย ๆ ว่าจะเอาไปใช้ทำอะไรเหรอ เขาตอบผมกลับมาว่าเอาไปใช้ใน line "acetylene hydrogenation"

ผมตอบเขากลับไปว่ามันใช้ไม่ได้นะ มันอันตราย อะเซทิลีนห้ามเจอกับ "ทองแดง" คุณต้องใช้วาล์วสแตนเลส

-------------------------------------------------------------

ถ้าใครได้ศึกษาเคมีอินทรีย์ ในเรื่องของสารประกอบ aklyne (-C≡C-) จะพบปฏิกิริยาหนึ่งของสารประกอบ alkyne คือปฏิกิริยา "Replacement of acetylene hydrogen"

ในกรณีของสารประกอบ alkyne ที่มีโครงสร้าง -C≡C-H (พันธะสามอยู่ที่ปลายโซ่) อะตอมไฮโดรเจนของพันธะสามดังกล่าวสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิด (เช่น Ag และ Cu) กลายเป็นเกลือโลหะ metal acetylide ได้ ดังเช่น

R-C≡C-H + Ag(NH₃)₂NO₃  →  R-C≡C-Ag + NH₄NO₃ + NH₃

R-C≡C-H + Cu(NH₃)₂Cl →  R-C≡C-Cu + NH₄Cl + NH₃

เกลือ acetylide ของสารประกอบโลหะที่ได้ไม่มีความเสถียร ว่องไวต่อแรงกระแทกและเกิดระเบิดได้ง่าย ดังนั้นในระบบท่อที่มีใช้งานกับสารประกอบ alkyne จึงต้องไม่มีชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะทองแดงหรือโลหะผสมทองแดงอยู่เพื่อความปลอดภัย (ไม่มีใครนำโลหะเงินมาทำเป็นท่อใช้ในโรงงาน)

alkyneที่พบมากที่สุดในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีก็คืออะเซทิลีน รองลงไปก็คงเป็น methyl acetylene H₃C-C≡C-H หรือที่ในตำราเรียนเขาเรียก propyne แต่ในวงการไม่มีใครเรียก propyne นะ พวกนี้เป็นพวกที่ปนเปื้อนอยู่กับเอทิลีนที่ได้จากโรงโอเลฟินส์ และต้องทำการกำจัดออกก่อนส่งให้ลูกค้า

-------------------------------------------------------------

เขาตอบผมกลับมาว่าอันนี้เป็นระบบเดิมที่รุ่นพี่เขาใช้ เป็นระบบท่อทองแดงทั้งระบบ ก็เห็นรุ่นพี่เขาใช้ได้ ไม่เห็นเป็นอะไรจนเรียนจบไปแล้วด้วย เขาเพียงแค่ซื้อไปเปลี่ยนตัวที่เสียเท่านั้นเอง (หมายเหตุ รุ่นพี่คนนั้นที่เขากล่าวถึงเรียนจบ ป.เอก เรื่องนี้ด้วยนะ)

ผมก็ตอบเขากลับไปว่า ถ้าคุณไปทำการทดลองเองที่บ้านคุณ ไม่มีคนอื่นอยู่ใกล้ ๆ ผมจะแกล้งทำเป็นไม่รู้ไม่เห็นก็ได้ เพราะถ้าเกิดเรื่องอะไรคุณก็เดือดร้อนอยู่คนเดียว แต่นี่คุณทำการทดลองให้ห้องแลป ส่วนกลางที่คนอื่นเขาทำงานอยู่ด้วย ถ้าเกิดเรื่องขึ้นมา คนอื่นที่เขาไม่รู้อิโหน่อิเหน่จะเดือดร้อนไปด้วย เรื่องนี้ผมจะทำเป็นไม่รู้ไม่เห็นไม่ได้ คุณต้องรื้อระบบเดิมของคุณและต้องสร้างขึ้นมาใหม่

เขาจากผมไปโดยไม่พูดอะไร

-------------------------------------------------------------

รูปที่ ๑ Material Safety Data Sheet (MSDS) ของอะเซทิลีน ฉบับนี้จัดทำโดยบริษัทแก๊ส BOC มีการระบุไว้อย่างชัดเจนว่าให้ระวังโลหะทองแดง (ในกรอบสีเหลือง)

-------------------------------------------------------------

เอทิลีนที่ผลิตได้จาก cracker นั้นนอกจากจะมีอะเซทิลีนและเมทิลอะเซทิลีนแล้ว ยังอาจมี CO O₂ และ CO₂ รวมอยู่ด้วย สารเหล่านี้ต่างเป็นสารพิษ (catalyst poison) ต่อตัวเร่งปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์โอเลฟินส์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการควบคุมหรือกำจัดออกจากเอทิลีนที่ใช้เป็นสารตั้งต้น 

 

การกำจัด CO นั้นทำได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะออกไซด์ CuO ซึ่ง CuO จะถูกรีดิวซ์ด้วย CO กลายเป็น Cu และ CO จะกลายเป็น CO₂ ส่วนการกำจัด O₂ นั้นทำได้โดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะ Cu ซึ่งโลหะ Cu จะถูกออกซิไดซ์ด้วย O₂ กลายเป็น CuO 

 

ดังนั้นเมื่อแก๊สไหลผ่านเบดตัวเร่งปฏิกิริยา Cu และ CuO CO และ O₂ จะหมดไปและมี CO₂ เพิ่มขึ้น จากนั้นจึงทำการกำจัด CO₂ ด้วยการผ่านเบดที่บรรจุเบสเช่น KOH (โดยมีความชื้นอยู่ด้วย) แก๊สที่ผ่านการกำจัด CO₂ แล้วจะมีความชื้นอยู่ และต้องเข้าสู่เบดกำจัดความชื้นก่อนที่จะนำไปทำปฏิกิริยา

เนื่องจากการกำจัด CO และ O₂ นั้นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยโลหะ Cu ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกำจัดอะเซทิลีนและเมทิลอะเซทิลีนออกจากเอทิลีนก่อนแก๊สตัวอื่น

-------------------------------------------------------------

เวลาที่ระบบการทดลองมีปัญหาและต้องควรต้องทำการดัดแปลง/แก้ไขให้ดีขึ้นนั้น นิสิตส่วนใหญ่มักจะพยามยามหลีกเลี่ยงที่จะไม่ทำการดัดแปลง/แก้ไข เพราะเกรงว่าจะเสียเวลาทำแลปในสัปดาห์นั้น และถ้าไม่มีผลแลปก็จะโดนอาจารย์ที่ปรึกษาดุเอา เพราะทำวิจัยอยู่กับอาจารย์ที่ปรึกษาที่ต้องการผลแลปทุกสัปดาห์ 

 

อีกอย่างก็คือกลัวว่าจะทำให้ผลการทดลองที่ออกมานั้นไม่เหมือนของรุ่นพี่ จะเปรียบเทียบผลการทดลองกันไม่ได้ (อันที่จริงเรื่องนี้ส่วนหนึ่งมันมีสาเหตุมาจากอาจารย์ที่ปรึกษา ที่ชอบคิดว่าผลการทดลองของรุ่นพี่ที่ออกมาดูดีนั้นมันถูกเสมอ พอรุ่นน้องมาทำซ้ำไม่ได้ก็จะโทษรุ่นน้องว่าไม่มีฝีมือ แต่ในความเป็นจริงคือรุ่นพี่มั่วผลแลป เพราะพอขอให้กลับมาสอนรุ่นน้อง ก็มักจะพบว่าหลีกเลี่ยงการติดต่อ) ดังนั้นจึงมักจะยื้อจะใช้ระบบเดิม จนกว่ามันจะไปต่อไปไม่ได้จริง ๆ จึงจะยอมดัดแปลง

-------------------------------------------------------------

รูปที่ ๒ Acetylene hydrogenation line อะเซทิลีนเข้ามาทางด้านขวา แก๊สตัวอื่นเข้ามาทางด้านบนและด้านซ้าย ก่อนที่จะไหลรวมกันลงทางด้านล่าง ดังนั้นท่อที่มีโอกาสสัมผัสกับอะเซทิลีนจึงควรเปลี่ยนเป็นสแตนเลสทั้งหมด ซึ่งรวมไปถึงวาล์วสองตัวที่ปิดกั้นการไหลของแก๊สที่มาทางด้านบนและด้านซ้ายด้วย วาล์วทั้งสองตัวนี้ต้องเป็นวาล์วสแตนเลสด้วย

-------------------------------------------------------------

ไม่กี่วันถัดมา ผมเห็นเขาทำการทดลองปฏิกิริยา acetylene hydrogenation โดยที่ยังใช้ระบบท่อทองแดงอยู่ ผมก็เตือนให้เขาหยุดการทดลองและทำการแก้ไขระบบท่อก่อน แต่เขาก็ไม่เชื่อ ผมก็เลยไปนำ MSDS ของอะเซทิลีนมาให้ดู เขาก็ดูไปอย่างงั้น แต่ก็ยืนยันที่จะทำการทดลองเหมือนเดิม

ผมก็เลยไปพบอาจารย์ที่ปรึกษาของเขาในระหว่างการประชุมกลุ่มของเขา บอกเขาว่ารู้ไหมว่านิสิตของเขาทำการทดลองโดยเอาสารเคมีที่ไม่ควรมาเจอกันให้มาเจอกัน (อะเซทิลีนกับท่อทองแดง) เดี๋ยวก็เกิดเรื่องหรอก

อาจารย์ที่ปรึกษาของเขาตอบผมกลับมาว่า "ไม่เคยรู้มาก่อน" (ว่าอะเซทิลีนห้ามเจอกับทองแดง)

ผมก็เลยบอกเขาไปว่า ควรให้นิสิตอ่าน MSDS สารเคมีที่ใช้บ้าง ไม่ใช่ให้อ่านแต่ paper แล้วก็เดินออกจากห้องประชุม

-------------------------------------------------------------

เมื่อวานและวันนี้มีคนมาถามผมเรื่องการเรียนปริญญาเอก ผมก็บอกเขาว่าเดี๋ยวนี้ผู้บริหารมหาวิทยาลัยนั้นสนแต่การจัดอันดับโดยต่างประเทศ ที่ใช้จำนวนบทความเป็นปัจจัยหลักตัวหนึ่ง ดังนั้นเพื่อให้มหาวิทยาลัยมีบทความเยอะ ๆ เวลาที่ประเมินความดีความชอบให้กับอาจารย์สักคน ก็จะเน้นไปที่นว่ามีกี่บทความตีพิมพ์ โดยไม่สนว่าบทความที่ได้มานั้นได้มาโดยวิธีใด ไม่ได้ดูว่าจำนวนบทความที่ผลิตได้ต่อช่วงเวลานั้นมันสมเหตุสมผลกันหรือไม่ (จำนวนวันที่ใช้ต่อการผลิตบทความ ๑ บทความ) 

 

และที่สำคัญคือในการประเมินนั้นเขาไม่ได้สนใจว่าผู้ที่มาเรียนด้วยนั้นจะจบการศึกษาหรือไม่ เช่นอาจารย์อาจตั้งเกณฑ์ตามความพอใจของตนเองว่าผู้มาเรียนด้วยต้องผลิตบทความอย่างน้อย ๖ บทความไม่เช่นนั้นจะไม่ให้จบ (ทั้ง ๆ ที่มหาวิทยาลัยกำหนดแต่บทความเดียวเท่านั้น) ถ้านิสิตผลิตได้เพียงแค่ ๕ บทความก็ต้องออกจากการศึกษา (เช่นรีไทร์หรือทนทำงานต่อไม่ไหว) นิสิตผู้นั้นก็จะไม่ได้อะไรเลย แต่อาจารย์ผู้สอนเองนั้นสามารถเอาบทความทั้ง ๕ บทความนั้นไปขอความดีความชอบได้

-------------------------------------------------------------

ไม่รู้เหมือนกันว่าคนที่มาถามผมเรื่อง variac เสียเมื่อวันก่อน จะมีโอกาสได้แวะเข้ามาอ่าน Memoir นี้หรือไม่