ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน ตอนที่ ๗ Pyrolysis and waste heat recovery ภาค ๕ MO Memoir 2559 Mar 31 Thu

ทิ้งไปกว่าสองอาทิตย์ ฉบับนี้คงเป็นตอนสุดท้ายของ Pyrolysis and waste heat recovery section แล้ว เนื้อหาในส่วนนี้จะเป็นเรื่องเกี่ยวกับ operation guideline หรือแนวทางในการเดินเครื่อง
 

อนึ่ง ขอทบทวนหน่อยว่า เอกสารที่นำมาเล่าสู่กันฟังนี้เป็นเอกสารเมื่อ ๓๐ ปีเศษที่แล้ว ดังนั้นอาจมีบางอย่างแตกต่างไปจากวิธีการปฏิบัติปัจจุบันได้ แต่ยังเชื่อว่าหลักการในหลาย ๆ เรื่องนั้นยังคงอยู่

หลังจากที่ป้อน feed (วัตถุดิบ) จนได้อัตราการไหลตามต้องการ และปรับอุณหภูมิด้านขาออกจากขดท่อ (coil outlet temperature) ให้ได้ระดับความร้อนที่ต้องการแล้ว ขั้นตอนต่อไปจะเป็นการปรับแต่งปริมาณอากาศที่เหมาะสมสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง
 

ตรงนี้ต้องขออธิบายเพิ่มเติมเรื่องวิธีการป้อนอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้หน่อย วิธีการป้อนอากาศเข้าสู่บริเวณที่ทำการเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้นมีอยู่ด้วยกัน ๒ รูปแบบ รูปแบบแรกใช้การอัดอากาศเข้าไปหรือที่เรียกว่า forced draft (เช่นใช้พัดลมเป่าอากาศ) วิธีการนี้จะทำให้ความดันในห้องเผาไหม้นั้น "สูงกว่า" ความดันด้านนอก ดังนั้นต้องระวังเวลาที่เปิดประตู (ที่เรียกว่า peep door) เพื่อตรวจสอบสภาพการเผาไหม้ภายในห้องเผาไหม้ เพราะเปลวไฟจะแลบออกมาช่องที่เปิดได้ วิธีนี้มีข้อดีตรงที่อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมปริมาณอากาศ (คือตัวพัดลมอัดอากาศ) นั้นไม่ต้องเผชิญกับแก๊สร้อน
 

รูปแบบที่สองใช้การดูดอากาศออกทางด้านปล่อง ซึ่งอาจใช้พัดลมดูดแก๊สร้อนทางปากปล่อง (ดูตัวอย่างในรูปที่ ๑) หรือใช้คุณสมบัติของอากาศร้อนเองที่ลอยขึ้นสู่ด้านบนและใช้ประตูปิดเปิดที่เรียกว่า "damper" (ดูตัวอย่างในรูปที่ ๒) คุมความกว้างของช่องทางให้แก๊สร้อนไหลออก ซึ่งจะไปส่งผลต่ออัตราการไหลของอากาศเข้าห้องเผาไหม้อีกที รูปแบบที่สองนี้เรียกว่า induced draft วิธีการนี้ทำให้ความดันในห้องเผาไหม้นั้น "ต่ำกว่า" ความดันบรรยากาศข้างนอก ทำให้ลดโอกาสที่เปลวไฟในห้องเผาไหม้จะแลบออกมาเวลาที่เปิดประตูตรวจสอบสภาพการเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ แต่จะมีข้อเสียคืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุมอัตราไหลของแก๊สร้อนนั้นต้องเผชิญกับแก๊สร้อนอยู่ตลอดเวลา
 

ในเอกสารที่ผมมีนั้นทาง Lummus ใช้วิธีการแบบ induced draft (คือให้ความดันในห้องเผาไหม้ต่ำกว่าความดันบรรยากาศข้างนอก) ในการควบคุมปริมาณอากาศสำหรับการเผาไหม้ โดยแนะนำให้รักษาความดันภายในห้องเผาไหม้นั้นให้ต่ำกว่าความดันอากาศข้างนอกในช่วง 0.05 - 0.1 นิ้วน้ำ หรือประมาณ 1.2 - 2.5 มิลลิเมตรน้ำ (คือความดันที่เทียบเท่ากับความสูงของน้ำ 0.05 - 0.1 นิ้ว) ถ้าค่าความดันนี้สูงเกินไป (หมายถึงต่ำกว่าความดันบรรยากาศมากขึ้นไปอีก) จะทำให้อากาศไหลเข้าไปมากเกินไป ในทางกลับกันถ้าค่าความดันนี้ต่ำกว่าไป (หมายถึงใกล้เคียงกับความดันบรรยากาศหรือสูงกว่า) จะเพิ่มโอกาสที่จะเกิดอันตรายจากเปลวไฟพุ่งออกมาเมื่อเปิดประตูตรวจสอบสภาพการเผาไหม้ภายใน โดยปริมาณออกซิเจนที่หลงเหลือจากการเผาไหม้ (ที่มาจากอากาศส่วนเกินที่เรียกว่า excess air) ในแก๊สร้อนที่ออกทางปากปล่อง ควรอยู่ในช่วงระหว่าง 2-3%
 

ในระหว่างการเดินเครื่องนั้นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะมีการเกิด "coke" สะสมในระบบ ไม่ว่าจะเป็นในส่วนของขดท่อใน radiation zone เองหรือที่ตัว transfer line exchanger (TLE) และเมื่อ coke สะสมมากถึงระดับหนึ่งก็ต้องหยุดการเดินเครื่องเพื่อกำจัด coke ออก เพราะ coke ไปขัดขวางการส่งผ่านความร้อนผ่านผนังท่อ ทำให้ผิวท่อในส่วน radiation zone ร้อนจัดเกินไป หรือการลดอุณหภูมิที่ transfer line exchanger ทำได้ไม่ดี

รูปที่ ๑ ตัวอย่างของ Fired process heater ที่ใช้พัดลมดูดอากาศควบคุมปริมาณอากาศสำหรับการเผาไหม้

ตัวอย่างปัจจัยที่บ่งบอกว่ามีการสะสมของ coke ในระบบมากเกินไปได้แก่

- อุณหภูมิผิวท่อใน radiation zone นั้นสูงเกินไป (เช่นไต่ไปถึงระดับ 1100ºC)

- ความดันลดระหว่างทางเข้า radiant section และที่ทางออกของ TLE สูงเกิน 15 psi

- อุณหภูมิแก๊สด้านขาออกของ TLE นั้นสูงเกินกว่า 590ºC (อุณหภูมิแก๊สด้านขาออกของ TLE นี้ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตด้วยนะ ค่าตัวเลขนี้คิดว่าเป็นกรณีที่ใช้แนฟทาเป็นวัตถุดิบ)

รูปที่ ๒ ตัวอย่างของ Fired process heater ที่ใช้ "damper" ควบคุมปริมาณอากาศสำหรับการเผาไหม้

ระยะเวลาเดินเครื่องจนถึงเวลาที่ต้องทำการกำจัด coke นั้นเรียกว่า "Run length" ระยะเวลานี้ขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุดิบที่ใช้และรูปแบบการเดินเครื่อง เอกสารของ Lummus นั้นกล่าวว่าในกรณีที่ใช้ gasoline เป็นวัตถุดิบ ระยะเวลา Run length ที่ 30 วันถือว่ายอมรับได้ (คือต้องกำจัด coke ทุก ๆ ประมาณ 30 วัน) ในกรณีที่ใช้อีเทนเป็นวัตถุดิบนั้นสามารถยืดระยะเวลา Run length ไปได้ถึง 60 วัน แต่ทั้งนี้จะต้องคอยควบคุมปริมาณสารประกอบกำมะถัน (ทำหน้าที่เป็น catalsyt poison ที่ไปช่วยลดการเกิด coke บนผิวท่อ) ให้อยู่ที่ระดับ 100 ppm
 

การกำจัด coke ที่สะสมในท่อในส่วนของ radiation zone ทำได้ด้วยการป้อน ไอน้ำ+อากาศ หรือ ไอน้ำ เข้าแทนที่ไฮโดรคาร์บอน coke นั้นสามารถทำปฏิกิริยากับไอน้ำที่อุณหภูมิสูงกลายเป็นแก๊ส และเผาไหม้กับอากาศกลายเป็น CO₂ การใช้ ไอน้ำ+อากาศ นั้นจะนิยมกว่าเพราะทำได้ง่ายและใช้เวลาสั้นกว่า แต่สิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงคือปฏิกิริยาระหว่าง coke กับออกซิเจนที่ป้อนเข้าไปนั้นเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ที่อุณหภูมิต่ำเกินไปปฏิกิริยาจะไม่เกิด แต่ถ้าใช้อุณหภูมิสูงเกินไป ความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ coke ก็สามารถทำให้เนื้อโลหะของท่อนั้นเสียหายได้
 

ในเอกสารของ Lummus นั้นแนะนำให้ทำการกำจัด coke (ที่เรียกว่า decoking) ทันทีที่ตัดไฮโดรคาร์บอนออกจากระบบ (คือปิดการไหลของไฮโดรคาร์บอนที่ใช้เป็น feed และป้อน ไอน้ำ+อากาศ เข้าแทนที่ทันที) วิธีการนี้ช่วยลดเวลาในการให้ความร้อนแก่ขดท่อ ในระหว่างการเผาไหม้นี้จะคอยตรวจสอบอุณหภูมิแก๊สร้อนด้านขาออกจากขดท่อ (coil outlet temeperature) ให้อยู่ในช่วงระหว่าง 704 - 850ºC โดยค่าที่เหมาะสมคือที่ระดับ 800ºC ที่อุณหภูมิต่ำเกินไปการเผาไหม้ coke จะเกิดได้ไม่ดี แต่ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไปจะมีอัตราการเผาไหม้ที่เร็วเกินไปจนอาจทำให้อุณหภูมิผิวโลหะของท่อสูงเกินกว่า 1100ºC ได้
 

ในช่วงเริ่มแรกนั้นจะผสมอากาศที่ความเข้มข้น 10% เข้ากับไอน้ำ และตรวจวัดปริมาณ CO₂ ที่เกิดขึ้นในแก๊สที่ออกมาจาก radiation zone ในช่วงแรกของการเผาไหม้จะมี CO₂ ออกมาในปริมาณมาก และค่อย ๆ ลดต่ำลง เมื่อปริมาณ CO₂ ที่วัดได้ลดต่ำกว่า 1% ก็ให้เพิ่มสัดส่วนอากาศอีก 10% เป็น 20% พอพบว่าปริมาณ CO₂ ที่เกิดขึ้นลดต่ำลงอีกก็ให้เพิ่มปริมาณอากาศขึ้นอีก 10% และทำอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งสัดส่วนของอากาศเป็น 60% ก็จะถือว่ากำจัด coke ได้สมบูรณ์

แต่เฉพาะ coke ในท่อในส่วนของ radiation zone เท่านั้นที่ถูกเผา coke ส่วนที่อยู่ใน TLE ยังคงอยู่

อุณหภูมิในส่วนของ transfer line exchanet (TLE) นั้นไม่มากพอที่จะทำให้ coke ที่สะสมที่นี่เกิดการลุกไหม้ได้ และที่สำคัญก็คือ TLE ไม่ได้ออกแบบมาให้รับอุณหภูมิสูง (ด้าน shell นั้นมีน้ำหล่อตลอดเวลา) การทำความสะอาด TLE จึงต้องใช้การเปิดออกเพื่อทำความสะอาด (เช่นใช้น้ำความดันสูงฉีดไล่ coke ที่เกาะอยู่) กล่าวคือพอเผา coke ในท่อใน raidation zone เสร็จแล้ว ก็หยุดการทำงานของ fired process heater แล้วค่อยทำความสะอาด TLE
 

อีกสิ่งหนึ่งที่ต้องพึงระลึกไว้ก็คือท่อในส่วน radiation zone ที่ต้องรับอุณหภูมิสูง และยังต้องแบกรับน้ำหนักของตัวเอง (โดยเฉพาะท่อที่วางตัวในแนวดิ่ง) มีโอกาสที่จะเสื่อมสภาพเนื่องจาก "creep - ความคืบ" creep เป็นความเสียเมื่อโลหะต้องรับแรง "ที่แม้ว่าจะไม่มากพอที่จะดึงให้เนื้อโลหะขาดจากกัน" แต่ต้องรับแรงนั้น "ต่อเนื่องกันเป็นเวลานาน" ที่อุณหภูมิสูงนั้นความสามารถในการรับแรงดึงสูงสุดที่ทำให้เนื้อโลหะขาดจากกันนั้นจะลดลง แต่น้ำหนักของท่อโลหะไม่ได้เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ดังนั้นขนาดของแรง (คือน้ำหนักท่อ) ที่ตัวท่อโลหะต้องแบกรับ จะเข้าใกล้ขนาดของแรงดึงสูงสุดที่ท่อนั้นจะรับได้ ณ อุณหภูมินั้น โอกาสที่ท่อจะเสียหายเนื่องจากการเกิด creep ก็จะมากไปด้วย ยิ่งเป็นท่อที่ต้องรับความดัน เช่นท่อน้ำที่ใช้ในการผลิตไอน้ำความดันสูง โอกาสเกิดการฉีกขาดตามแนวยาวเนื่องจาก creep ก็จะมากขึ้น

อีกปัญหาหนึ่งที่เกิดจาก coke คือการที่ coke ที่เกาะอยู่บนผิวท่อนั้นหลุดร่อนออกมา ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาท่ออุดตัดได้โดยเฉพาะตำแหน่งข้องอที่อยู่ด้านล่าง การหลุดร่อนนี้มีโอกาสเกิดขึ้นถ้าตัวท่อนั้นมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ เช่นเมื่อระบบมีปัญหา หรือต้องทำการหยุดการเดินเครื่องเป็นช่วงเวลาหนึ่ง (ปิดการให้ความร้อน) ก่อนที่จะกลับไปเริ่มการทำงานใหม่ (ให้ความร้อนใหม่) (หมายเหตุ : วิธีการหนึ่งในการกำจัดสนิมบนผิวท่อด้านในคือการใช้ไอน้ำให้ความร้อนแก่ท่อ สนิมเหล็กและเนื้อเหล็กนั้นมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวที่ไม่เท่ากัน อุณหภูมิที่เพิ่มสุงทำให้ทั้งสนิมเหล็กและเนื้อเหล็กขยายตัว แต่ด้วยอัตราการขยายที่ไม่เท่ากัน สนิมเหล็กจึงหลุดร่อนออกมาจากผิวท่อเหล็ก)
 

coke เป็นสารประกอบที่เป็นของแข็งที่มีค่าอัตราส่วนอะตอม C:H ที่สูง (คือมี C มากแต่ H น้อย) ส่วนค่านี้จะมากน้อยเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่นำมาใช้และสภาวะการทำงาน coke ที่มีอัตราส่วน C:H ต่ำ (คือมีอะตอม Hเยอะ) จะเผาไหม้ได้ง่ายกว่า coke ที่มีอัตราส่วน C:H สูง (ยิ่งสัดส่วน C:H เพิ่มสูงขึ้นหรือมีอะตอม H ลดลง coke จะมีโครงสร้างเข้าใกล้ graphite มากขึ้น จะเผาทำลายได้ยากขึ้น) ในกรณีของการใช้อีเทนเป็นสารตั้งต้น แม้ว่าจะเกิด coke น้อยกว่าการใช้สารตั้งต้นที่เป็นแนฟทาหรือ gas oil แต่ coke ที่เกิดจากอีเทนจะมีค่าอัตราส่วน C:H ที่สูงกว่า จึงมีความแข็งที่มากกว่าและเผาทำลายได้ยากกว่า และอาจทำให้ heater tube นั้นเสียหายได้ถ้าหาก heater tube มีอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็วโดยที่ไม่ได้มีการกำจัด coke ก่อน ส่วน coke ที่เกิดจากแนฟทาและ gas oil นั้นมีค่าอัตราส่วน C:H ที่ต่ำกว่า (คือมีสัดส่วน H สูง) จึงมีความหนาแน่นที่ต่ำกว่าและเผาไหม้ได้ง่ายกว่า

เนื้อหาในส่วน Pyrolysis and waste heat recovery คงจะจบเพียงแค่นี้ ครั้งต่อไปก็จะเป็นส่วนของ Quench water system

Standard x-ray powder diffraction pattern ของ TiO2 MO Memoir 2559 Mar 28 Mon

TiO₂ มีหลายชื่อเรียก เรียกว่า Titania บ้าง Titanium dioxide และ Titanium (IV) oxide บ้าง
 

TiO₂ มีเฟสอยู่ด้วยกัน ๓ เฟส คือ anatase, rutile และ brookite เฟสที่ใช้งานกันมากในอุตสาหกรรมคือ rutile เฟสนี้เป็นเฟสที่มีเสถียรภาพสูงสุด (คือเผายังไงก็ไม่เปลี่ยนไปเป็นเฟสอื่น) rutile นี้ใช้ในการผลิตสีขาวที่ใช้ทาอาคารบ้านเรือน และยังใช้เป็นสารป้องกัน UV ในครีมกันแดด
 

anatase เป็นเฟสที่ใช้เป็น support (จะแปลเป็นไทยว่า "ตัวรองรับ" หรือ "ตัวพยุง" ก็ตามแต่) สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา เนื่องเหตุผลที่ว่ามันเป็นเฟสที่มีพื้นที่ผิวสูง และยังเป็นเฟสที่ใช้ในการทำ photo catalyst แต่มันไม่เสถียร ที่อุณหภูมิเกิน 500ºC มันจะค่อย ๆ เปลี่ยนไปเป็นเฟส rutile อย่างช้า ๆ (ระดับเวลาเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน) แต่ถ้าอุณหภูมิเกิน 600ºC มันจะเปลี่ยนไปเป็นเฟส rutile ได้อย่างรวดเร็ว (ในระดับเวลาเป็นชั่วโมง) ส่วน brookite นั้นก็เป็นเฟสที่ไม่เสถียรเช่นกัน ที่อุณหภูมิสูงจะเปลี่ยนไปเป็น ruitle เฟส brookite นี้ไม่ค่อยมีการนำมาประยุกต์ใช้งานเท่าใดนัก
 

การระบุเฟสของ TiO₂ ทำได้ด้วยการใช้เทคนิค x-ray diffraction เพราะผลึกแต่ละชนิดจะให้ตำแหน่งการหักเหรังสีเอ็กซ์ที่แตกต่างกัน (เป็นเสมือนลายนิ้วมือ) ข้อมูลในรูปที่ ๑ และ ๒ ผมนำมาจากเอกสาร "Standard x-ray powder diffraction patterns : NBS Monograph 25 - section 7" จัดทำโดย U.S. Department of Commerce, National Bureau of Standard, September 1969. ในหน้าที่ ๘๒ และ ๘๓ ส่วนข้อมูลในรูปที่ ๓ นำมาจากเอกสาร "Standard x-ray powder diffraction patterns : NBS Monograph 25 - section 3" จัดทำโดย U.S. Department of Commerce, National Bureau of Standard, 31 July 1964. ในหน้าที่ ๕๗
 

powder diffraciton pattern นั้นจะให้ข้อมูลที่สำคัญสองตัวคือ d คือระยะ d-spacing ระหว่างระนาบเมื่อมองจากมุมต่าง ๆ และ I หรือ Intensity คือความเข้มของรังสีเอ็กซ์ที่หักเหจากระนาบนั้น ค่า I นี้จะให้พีคที่แรงที่สุดมีค่าเป็น 100 ส่วนพีคต่าง ๆ ที่อ่อนกว่าก็จะบอกว่ามีค่าเป็นร้อยละเท่าใดของพีคที่แรงที่สุด (แต่ไม่ได้หมายความว่าพีคที่แรงที่สุดของแต่ละสารที่มีค่า 100 นั้นจะมีความเข้มของรังสีเอ็กซ์ที่หักเหออกมานั้นเท่ากัน)
 

ตัวอย่างเช่นในกรณีของ anatase พีคที่แรงที่สุดจะหักเหออกมาจากระนาบที่มีค่า d = 3.1515 Å หรือคิดเป็นตำแหน่งมุม 2(theta) = 25.32º (คำนวณจากสมการ 2d.sin(theta) = (lamda) เมื่อ (lamda) คือความยาวคลื่นรังสีเอ็กซ์ที่ใช้ ซึ่งในที่นี้คือ 1.54056 Å) พีคที่มีความแรงถัดไปจะอยู่ที่ตำแหน่งมุม 2(theta) = 48.05º โดยจะมีความแรงเพียง 33% ของพีคที่ตำแหน่งมุม 2(theta) = 25.32º

ในกรณีของ brookite ในรูปที่ ๓ นั้นเขาไม่ได้ให้ค่าตำแหน่งมุม 2(theta) มา แต่เราก็สามารถคำนวณได้ดังย่อหน้าข้างบน

ผมส่งข้อมูลนี้มาให้เพื่อที่ว่าต่อไปเวลาที่เราจะอ้างอิงชนิดของผลึกด้วยผล XRD จะได้มีข้อมูลต้นฉบับใช้ในการอ้างอิง

รูปที่ ๑ Standard x-ray powder diffraction pattern ของ TiO₂ (Anatase)

รูปที่ ๒ Standard x-ray powder diffraction pattern ของ TiO₂ (Rutile)

รูปที่ ๓ Standard x-ray powder diffraction pattern ของ TiO₂ (Brookite)

MO Memoir รวมบทความชุดที่ ๓ เมื่อวิศวกรเคมีมาสอนเคมีวิเคราะห์ MO Memoir : Saturday 26 March 2559

ปีนั้นภาควิชาไปประชุมกันที่รีสอร์ทแห่งหนึ่งที่หัวหิน วาระสำคัญของการประชุมคือการปรับปรุงหลักสูตร หัวข้อหนึ่งที่มีการถกเถียงกันในเวลานั้นคือทำอย่างไรจึงจะเพิ่มวิชาเฉพาะทางให้กับนิสิตวิศวกรรมเคมีให้มากขึ้น โดยที่ไม่ต้องเพิ่มหน่วยกิตการเรียน และข้อสรุปหนึ่งที่คณะกรรมการร่างหลักสูตรนำเสนอและได้รับความเห็นชอบอย่างท่วมท้นในการประชุมนั้นคือการตัด "วิชาพื้นฐานที่ไม่จำเป็น" ออกไป

 

วิชาพื้นฐาน ๒ วิชาของภาควิชาที่มีการเสนอว่าให้ตัดทิ้งคือ "เคมีวิเคราะห์" และ "เคมีอินทรีย์" ด้วยเหตุผลที่ว่ามันเป็นวิชาทางด้านวิทยาศาสตร์ อาจารย์วิศวกรรมศาสตร์ที่มาสอนวิชาเหล่านี้ไม่สามารถเอาเอกสารคำสอนวิชาเหล่านี้ไปปรับปรุงเป็นตำราเพื่อขอความดีความชอบเพื่อความก้าวหน้าในอาชีพการงานได้ ในที่ประชุมนั้นมีการสอบถามความเห็นเกี่ยวกับการตัดสองวิชานี้ทิ้งมายังตัวผม ซึ่งเป็นหนึ่งในกลุ่มอาจารย์ที่ทำหน้าที่สอนวิชาทั้งสองนี้ ผมได้ให้ความเห็นไปว่าการจะตัดสินใจว่าวิชาใดควรเปิดสอนต่อไปหรือควรปิดนั้นมันเป็นมติของภาควิชา แต่ที่สำคัญคือผมอยากให้อาจารย์แต่ละท่านที่อยู่ในที่นี้โปรดพิจารณาว่าในงานวิจัยต่าง ๆ ที่ท่านกำลังทำอยู่นั้น "มันจำเป็นต้องใช้" ความรู้ของวิชาทั้งสองนี้หรือไม่ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วที่ประชุมมีมติเป็นเอกฉันท์ในวันรุ่งขึ้นให้ตัดสองวิชานี้ออกไป (ผมไม่ได้อยู่ในที่ประชุมในการลงมติ)
 

ต่อมาไม่นาน มีอาจารย์บางท่านที่ตอนนั้นสนับสนุนให้ภาควิชายกเลิกการสอนสองวิชานี้มาพูดเปรย ๆ กับผมว่าทำไมวันนั้นถึงไม่ยอมคัดค้านการปิดวิชาทั้งสอง สาเหตุที่ทำให้เขามาบ่นให้ผมฟังก็เพราะเขารู้สึกว่านิสิตที่มาทำวิจัยกับเขาไม่มีความรู้พื้นฐานในการทำการทดลองปฏิบัติการเคมี ในการเตรียมสารเคมี และไม่มีความรู้พื้นฐานเคมีอินทรีย์ที่ดีพอ (เรียกได้ว่าทำแลปเคมีกันไม่เป็นก็ได้) ผมก็เลยย้อนเขากลับไปว่า

 

"ปิด ๒ วิชานี้ผมก็ไม่ได้เดือดร้อนอะไร โชคดีเสียอีกเพราะภาระงานสอนลดลงโดยที่เงินเดือนเท่าเดิม (แถมเพิ่มขึ้นทุกปี) ส่วนนิสิตที่เขามาทำวิจัยกับผมถ้าเขาทำแลปไม่เป็นผมก็ไม่มีปัญหาอะไร เพราะผมสอนเองได้"

๔ ย่อหน้าข้างบนคือบทส่งท้ายของ MO Memoir รวมบทความชุดที่ ๓ ซึ่งคัดมาเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องกับงานเคมีวิเคราะห์กว่า ๕๐ บทความ กว่า ๒๐๐ หน้ากระดาษ A4 ส่งมาให้เผื่อจะเป็นประโยชน์กับพวกคุณ

ดาวน์โหลดบทความฉบับ pdf ได้ที่ลิงก์นี้ "MO Memoir รวมบทความชุดที่ ๓ เมื่อวิศวกรเคมีมาสอนเคมีวิเคราะห์"

 

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๗ (ตอนที่ ๓๒) MO Memoir 2559 Mar 24 Thu

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เป็นเอกสารประกอบการประชุมที่จะมีขึ้นในวันพรุ่งนี้

ไม่เคยบอกให้ทำอย่างนั้น แต่ไม่เคยบอกให้ทำอย่างไร MO Memoir 2559 Mar 22 Tue

วันนั้นเป็นวันศุกร์ ในเดือนกันยายน ๒๕๕๑ เกิดอุบัติเหตุเพลิงลุกไหม้ในห้องแลปห้องหนึ่ง นิสิตโทรตามผมขอให้ไปช่วยระงับเหตุ (ทั้ง ๆ ที่ในความเป็นจริงผมไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องอะไรกับห้องทดลองนั้น)

สัปดาห์ถัดมาผมได้รับบันทึกข้อความจากหัวหน้าภาควิชา ให้เขียนรายงานสาเหตุการเกิดอุบัติเหตุส่งให้กับทางคณะ เพราะทางคณะทราบเรื่องเหตุการณ์ดังกล่าวและต้องการทราบสาเหตุ

ผมก็แทงหนังสือกลับไปว่า "ให้ไปถาม "อาจารย์ที่ปรึกษา" ของนิสิตคนนั้นจะถูกต้องกว่า" เพราะผมเป็นเพียงแค่ผู้เข้าไปช่วยระงับเหตุ ก่อนหน้านั้นมีการทำการทดลองอะไรกันบ้างผมไม่รู้ เพียงแค่ไม่กี่นาทีให้หลัง มีโทรศัพท์จากหัวหน้าภาควิชาขอ "ลบ" ข้อความที่ผมแทงกลับไปในบันทึกข้อความนั้นทิ้ง ผมก็ตอบกลับไปว่าตอนนี้หนังสืออยู่กับท่าน ท่านจะทำอย่างไรก็ได้โดยที่ผมไม่จำเป็นต้องรับรู้

ผมมีโอกาสได้เห็นคำอธิบายที่เขียนส่งให้กับทางคณะ ในคำอธิบายนั้นมีการกล่าวว่าสาเหตุเกิดจาก "นิสิตทำการแก้ปัญหาด้วยวิธีการที่ไม่เคยบอกให้ทำ" (ผมจำข้อความที่แน่นอนไม่ได้ แต่มันเป็นทำนองนี้)

ว่าแต่อ่านแล้วคุณเห็นอะไรที่ซ่อนอยู่ในข้อความข้างบนไหมครับ

ใช่ครับ อาจารย์ที่ปรึกษาไม่ได้บอกให้นิสิตใช้วิธีนั้นในการแก้ปัญหา แต่ที่สำคัญคือ "อาจารย์ที่ปรึกษาเคยบอกอะไรกับนิสิตบ้างหรือเปล่าว่าให้ปฏิบัติอย่างไรเมื่อเกิดปัญหา" จะว่าไปเท่าที่ผมทราบ วิธีการทดลองที่เขาใช้กันก่อนเกิดเรื่องนั้นก็เป็นวิธีการที่รุ่นพี่สอนต่อ ๆ กันมาโดยที่อาจารย์ที่ปรึกษาก็ไม่เคยเข้ามาสนใจว่าวิธีการดังกล่าวมีอันตรายหรือไม่

อันนี้เป็นมุขหนึ่งที่ผมเห็นหลายทีแล้วเวลาที่นิสิตทำการทดลองแล้วเกิดอุบัติเหตุ (ด้วยวิธีการทดลองที่นิสิตต้องคิดค้นขึ้นมาเองโดยที่อาจารย์ที่ปรึกษาก็ไม่ได้สนใจเท่าใดนัก นอกจากผลแลป) อาจารย์ที่ปรึกษาก็เอาตัวรอดด้วยการบอกว่าเป็นเพราะ "นิสิตใช้วิธีปฏิบัติที่อาจารย์ที่ปรึกษาไม่เคยบอกให้ทำ"

การเรียนการสอนภาคปฏิบัติของกลุ่มเรานั้นผมเคยเล่าให้ฟังแล้วว่ามันแบ่งออกเป็น ๓ ช่วงด้วยกัน คือ

(ก) การแสดงให้ดู

(ข) การให้ลงมือปฏิบัติเองภายใต้การกำกับดูแล และปิดท้ายด้วย

(ค) การปล่อยให้ลงมือปฏิบัติได้เองโดยลำพัง

ที่ผมลงมายุ่งในสองช่วงแรกก็ไม่ใช่อะไรหรอกครับ จะได้ทำการตรวจสอบความเรียบร้อยของเครื่องมือไปด้วยในตัว (เว้นแต่ผมเห็นว่ามันเป็นการทดลองง่าย ๆ และคนที่เรียนแลปเคมีมาแล้วควรที่จะต้องทำได้ทุกคน ไม่ใช่ต้องไปสอนใหม่) แม้แต่เครื่องมือที่ใช้ติดต่อกันมาทุกปี เราเองก็ยังต้องมีการปรับปรุงซ่อมแซมกันเป็นประจำ

เรื่องความปลอดภัยในการทำงานเป็นเรื่องที่ทั้งระดับผู้มีอำนาจสั่งการที่ต้องจัดหาอุปกรณ์และกำหนดวิธีการการปฏิบัติงานที่ปลอดภัย รวมทั้งมีการลงมือปฏิบัติเพื่อควบคุมให้ผู้ปฏิบัติงานนั้นทำตามขั้นตอนที่กำหนดนั้นด้วย ถ้าหากเกิดอุบัติเหตุจากการที่ผู้ปฏิบัติงานนั้นไม่กระทำหรือละเลยขั้นตอนความปลอดภัยที่กำหนด จะไปโทษผู้มีอำนาจสั่งการนั้นก็กระไรอยู่ (เว้นแต่ผู้มีอำนาจสั่งการนั้นไม่ได้สนใจที่จะกำชับให้มีการปฏิบัติตามขั้นตอนอย่างสม่ำเสมอ) แต่ถ้าผู้มีอำนาจสั่งการไม่ได้สนใจว่าผู้ปฏิบัติงานจะทำงานอย่างไร หรือมีการปฏิบัติจริงตามขั้นตอนที่กำหนดหรือไม่ ถ้าหากเกิดอุบัติเหตุขึ้น ผู้มีอำนาจสั่งการจะบอกว่าไม่เกี่ยวข้องผมว่ามันก็ไม่ถูก

แม้ว่าเวลาจะผ่านไปหลายปี ผ่านมาหลายเหตุการณ์ แต่มันก็เป็นเหมือนเดิมทุกครั้ง

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๗ (ตอนที่ ๓๑) MO Memoir 2559 Mar 17 Thu

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog 
 

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เกี่ยวกับความพยายามดักจับสารประกอบออกซีจีเนตและเบนซีน ไม่ให้ไปถึง sampling loop ของเครื่อง GC-2014 ECD & PDD

สงสัยปีนี้ต้องระวังหลังมากเป็นพิเศษ (ก่อนจะเลือนหายไปจากความทรงจำ ตอนที่ ๑๐๐) MO Memoir : Wednesday 16 March 2559

อย่างที่ผมบอกพวกคุณในห้อง BET เมื่อบ่ายวันนี้แหละครับ เหตุการณ์นั้นมันก็เพิ่งจะครบรอบ ๓ ปีไปเมื่อเดือนที่แล้วนี้เอง เหตุการณ์จริงรู้สึกว่าจะเกิดราว ๆ หลังสี่ทุ่ม พอเช้าวันถัดมาทราบเรื่อง ก็เลยถือโอกาสไปถ่ายรูปสถานที่เกิดเหตุเก็บเอาไว้หน่อย (อันที่จริงมันมีคลิปวิดิโอกล้องวงจรปิดตอนเกิดเหตุเผยแพร่อยู่ใน YouTube ด้วยซ้ำ)

ผมแค่เอาภาพถ่ายเก่าที่เก็บไว้มาแบ่งปันให้ชมกัน อย่าคิดอะไรมากนะครับ ... ผมกลัว :) :) :)

รูปที่ ๑ ส่วนหนึ่งของเนื้อข่าวจาก http://www.thairath.co.th/content/327147

รูปที่ ๒ สถานที่เกิดเหตุก็อยู่ตรงแถว ๆ ตะแกรงเหล็กฝาท่อระบายน้ำกลางถนนข้าง ๆ รถที่จอดอยู่นั่นแหละครับ รูปเหล่านี้ถ่ายในวันรุ่งขึ้นหลังคืนเกิดเหตุ
 

รูปที่ ๓ คราบเลือดบริเวณที่เกิดเหตุ
 

รูปที่ ๔ คราบเลือดบริเวณที่เกิดเหตุ

รูปที่ ๕ คราบเลือดบริเวณที่เกิดเหตุ

รูปที่ ๖ คราบเลือดบริเวณที่เกิดเหตุ
 

รูปที่ ๗ คราบเลือดบริเวณที่เกิดเหตุ

รูปที่ ๘ ส่วนหนึ่งของเนื้อข่าวจาก http://www.komchadluek.net/detail/21030219/152168

กระชากได้เลย ไม่ต้องหาอะไรมาตัด MO Memoir 2559 Mar 15 Tue

"พี่ ... คืนนั้นผมหากรรไกรบนโต๊ะพี่ไม่เจอ"
 

ได้ยินเรื่องเล่าจากคุณเลขาคนสวย ที่มีนิสิตมาบ่นให้ฟังในวันรุ่งขึ้นหลังเกิดเหตุเพลิงไหม้ว่า เขาหากรรไกรไม่เจอ (ที่ปรกติจะอยู่เก็บอยู่บนโต๊ะทำงานของคุณเลขาประจำแลป) คือเขาจะเอาไปตัด "สายรัดพลาสติก" ที่มันคล้องห่วงสลักของเครื่องดับเพลิงเอาไว้
 

พอได้ยินเรื่องนี้เข้าให้ ก็ไม่รู้เหมือนกันว่าจะหัวเราะหรือร้องไห้ดี

รูปที่ ๑ ห่วงกลมที่เห็นทางด้านขวาคือตัวสลักที่สอดเอาไว้ป้องกันไม่ให้ด้ามบีบถูกบีบโดยไม่ตั้งใจ ก่อนใช้งานต้องดึงสลักนี้ออก และเพื่อป้องกันไม่ให้สลักหลุดหายหรือคนดึงเล่น ก็มักจะมีสายรัด (ในรูปเป็นสายพลาสติกในวงสีเหลือง) รัดเอาไว้

ถังดับเพลิงที่ใช้กันทั่วไปนั้น ตัวถังดับเพลิงเองอาจเป็นตัวภาชนะรับความดัน พวกนี้มักจะเป็นพวกบรรจุแก๊สความดันสูงไว้ข้างใน (เช่นพวก คาร์บอนไดออกไซด์ ฮาลอน หรือสารตระกูลที่มาแทนฮาลอน) หรือไม่ก็บรรจุถังแก๊สความดันขนาดเล็กไว้ภายใน ที่เมื่อถังแก๊สภายในเปิดออก ก็จะออกแรงดันสิ่งที่บรรจุอยู่ในถังดับเพลิงออกมา หรือไม่ก็บรรจุสารเคมีไว้ภายในที่เมื่อทำปฏิกิริยากันจะทำให้เกิดแก๊สสร้างแรงดันขึ้นในถัง ตัวอย่างของถังดับเพลิงประเภทหลังนี้ได้แก่ถังดับเพลิงชนิดผงเคมีแห้ง น้ำ และโฟม
 

แต่ไม่ว่าจะเป็นชนิดใดก็ตาม เมื่อมีการนำมาใช้งาน (คือมีการฉีดพุ่งออกมาแล้ว) ก็จะต้องส่งถังนั้นให้กับทางผู้ผลิตเพื่อทำการบรรจุใหม่และปิดวาล์วใหม่ให้สนิท
 

ลักษณะทั่วไปที่พบเห็นกันของถังดับเพลิงชนิดถือหิ้วก็คือ หูหิ้วจะมีลักษณะเป็นด้ามบีบ ที่เมื่อบีบด้ามดังกล่าวก็จะฉีดพ่นสารที่บรรจุอยู่ในถังออกมา เพื่อป้องกันไม่ให้ด้ามบีมถูกบีบโดยไม่ตั้งใจ จึงมีการสอดสลักโลหะเอาไว้ สลักนี้จะมีด้านหนึ่งเป็นห่วงกลม ไว้สำหรับให้นิ้วสอดเพื่อดึงสลักออกมา

รูปที่ ๒ สายพลาสติกรัดห่วงสลักเอาไว้เพื่อกันคนดึงห่วงสลักเล่น และทำให้รู้ว่าถังดับเพลิงใบนี้ผ่านการตรวจสอบและยังไม่มีการใช้งาน

หลังการตรวจสอบความพร้อมใช้งานแล้ว ผู้ผลิตก็จะเอาสายรัดมารัดตัวสลักเอาไว้กับด้ามจับ สายรัดนี้มีไว้เพื่อป้องกันไม่ให้สลักหลุดหายหรือคนมือบอนมาดึงสลักเล่นโดยไม่ตั้งใจ และยังทำให้รู้ว่าถังดับเพลิงใบดังกล่าวยังไม่ถูกใช้งาน พักหลัง ๆ จะเห็นสายรัดนี้ทำจากพลาสติกที่รูดรัดเข้าได้อย่างเดียว ทำนองเดียวกับเข็มขัดรัดสายไฟที่เป็นพลาสติก (วงสีเหลืองในรูปที่ ๑ และ ๒) แต่สายรัดนี้ก็ไม่ได้แข็งแรงอะไรมากนั้น แค่กระชากก็ขาดแล้ว
 

ดังนั้นเวลาที่จำเป็นต้องใช้ถังดับเพลิงชนิดถือหิ้ว พอจะหยิบถังขึ้นมาก็ดึงสลักออกก่อนได้เลย ไม่ต้องไปหาอะไรมาตัดสายรัดดังกล่าว ถ้าพบว่าไม่สามารถกระชากให้สายรัดขาดได้ แสดงว่ามันมีปัญหาตรงผู้ตรวจสอบแล้วว่าเอาอะไรมารัดสลักไว้ และควรทดลองดึงก่อนที่จะวิ่งเข้าไปยังจุดเกิดเพลิงไหม้ เพราะถ้าพบว่าไม่สามารถกระชากสลักออกมาได้ก็จะได้หาถังดังเพลิงใบอื่นมาใช้งานแทน และถ้าเป็นถังดับเพลิงชนิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ก็ควรต้องทดลองฉีดดูก่อนเล็กน้อย ว่าในถังนั้นมันมีแก๊สอยู่ (เพราะมันไม่มีเกจวัดความดันภายในถัง) เรื่องชนิดถังดับเพลิงนี้ว่าจะเล่าเป็นเรื่องต่างหากอีกที

แต่อย่าไปโทษนิสิตคนนั้นเลย ผมเองก็ไม่รู้ว่าเขาเคยได้รับการอบรมการใช้ถังดับเพลิงมาก่อนหรือเปล่า แต่การที่เขายังสามารถคุมสติและจัดการกับปัญหาที่เกิดขึ้นได้ในเวลาอันสั้น (ทั้ง ๆ ที่เขาเองก็ไม่ได้เป็นคนก่อปัญหา เป็นเพียงแค่คนที่บังเอิญอยู่ใกล้ที่เกิดเหตุ) ก็นับว่าเขาเก่งมากแล้ว

ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน ตอนที่ ๖ Pyrolysis and waste heat recovery ภาค ๔ MO Memoir 2559 Mar 14 Mon

เรามาดูเรื่องการหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของ pyrolysis heater กันต่อ

ที่อัตราการให้ความร้อนคงที่ ปริมาณความร้อนที่แก๊สในขดท่อจะรับได้นั้นขึ้นอยู่กับอัตราการไหล ถ้าแก๊สไหลช้าก็จะรับความร้อนได้มากเพราะมีเวลารับความร้อนมาก ถ้าแก๊สไหลเร็วก็จะรับความร้อนได้น้อยเพราะมีเวลารับความร้อนน้อย อัตราการไหลโดยปริมาตรของแก๊สขึ้นอยู่กับ "อัตราส่วนระหว่างไอน้ำที่ใช้ในการเจือจางสายป้อนต่อปริมาณไฮโดรคาร์บอนที่ป้อนเข้าไป" อย่างที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่าการลดความดันย่อย (partial pressure) ของไฮโดรคาร์บอนจะทำให้ปฏิกิริยา cracking เกิดไปข้างหน้าได้ดีขึ้น ดังนั้นถ้าผสมไอน้ำเข้าไปมาก ก็จะทำให้ปฏิกิริยาดำเนินไปข้างหน้าได้ดีขึ้น แต่ก็เป็นการสิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย (ส่วนของไอน้ำและการแยกออก) เพิ่มมากขึ้น
 

ปฏิกิริยา cracking อีเทนไปเป็นเอทิลีนนั้นต้องการเวลาทำปฏิกิริยาที่สั้นที่อุณหภูมิสูง ไม่เช่นนั้นผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเกิดการสลายตัว ดังนั้นการรับความร้อนอย่างรวดเร็วในเวลาอันสั้นและเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วจะเป็นสิ่งดี การรับความร้อนอย่างรวดเร็วในเวลาอันสั้นทำได้ด้วยการใช้อัตราการไหลที่สูงผ่านท่อ และให้ความร้อนในอัตราที่สูง (แต่ทั้งนี้จะต้องไม่เกินขีดความสามารถของโลหะที่ใช้ทำท่อที่สามารถทนได้) ส่วนการทำให้เย็นตัวลงอย่างรวดเร็วทำได้ด้วยการใช้ transfer line exchanger (TLE) ในการหยุดปฏิกิริยา
 

อัตราการไหลที่สูงนั้นช่วยเฉือน coke ที่อาจเกาะสะสมอยู่บนผิวด้านในของท่อรับความร้อน ทำให้ความต้านทานในการรับความร้อนมีค่าต่ำ (คือถ่ายเทความร้อนได้ดี) แต่อาจทำให้เกิดปัญหาการสึกหรอเนื่องจาก erosion โดยเฉพาะตรงบริเวณข้องออันเป็นผลจากอัตราการไหลที่สูง
 

ที่กล่าวมาข้างต้นจะเห็นได้ว่าในการออกแบบนั้นมันมีข้อจำกัดอยู่รอบด้าน หน้าที่ของวิศวกรในการออกแบบก็คือการหาจุดที่เหมาะสมที่ยอมรับได้ในการทำงาน (คือทุกปัญหามันเลี่ยงไม่ได้ เพียงแค่หาเงื่อนไขการทำงานที่ขนาดของแต่ละปัญหาที่เกิดขึ้นนั้นอยู่ในระดับที่ยอมรับได้)
 

ถ้าขีดจำกัดบนของกำลังการผลิตสูงสุดนั้นอยู่ที่ความเร็วสูงสุดของการไหลในท่อเป็นหลัก ขีดจำกัดล่างของกำลังการผลิตก็ไปอยู่ที่เวลาที่ไฮโดรคาร์บอนไหลอยู่ในท่อนานเกินไป ซึ่งจะทำให้เกิด coke สะสมมากขึ้น ในความเป็นจริงนั้นอุปกรณ์มักจะไม่ถูกใช้งานเกินขีดความสามารถสูงสุดของมัน แต่เป็นเรื่องปรกติที่จะมีการเดินเครื่องที่อัตราการผลิตต่ำกว่าค่าที่ออกแบบไว้ และถ้าจำเป็นต้องมีการเดินเครื่องที่อัตราการผลิตต่ำกว่าค่าที่ออกแบบไว้ ทาง Lummus ได้ให้คำแนะนำว่าไม่ควรจะเดินเครื่องที่กำลังการผลิตต่ำกว่า 70% ของค่าที่ออกแบบ และถ้าจำเป็นต้องมีการเดินเครื่องที่อัตราการผลิตที่ลดต่ำลงก็ให้เพิ่มปริมาณไอน้ำที่ใช้เจือจาง (dilution steam) ให้มากขึ้น (เช่นสูงจนถึงระดับ 110% ของค่าออกแบบ)
 

การเพิ่มอัตราการไหลจะไปลดเวลารับความร้อน (ลด residence time) ทำให้ต้องเพิ่มอุณหภูมิด้านขาออกจากขดท่อ (coil outlet temperature หรือ COT) ให้สูงขึ้นเพื่อคงค่า conversion ให้คงที่ การลดเวลาการรับความร้อนทำให้ค่าการเลือกเกิด (selectivity) ของเอทิลีนเพิ่มสูงขึ้น แต่การเพิ่มอัตราการไหลจะไปเพิ่มค่าความดันลด (pressure drop) ซึ่งส่งผลต่อค่าการเลือกเกิดของเอทิลีนในทิศทางตรงกันข้าม (๒ ปัจจัยที่ให้ผลขัดแย้งกัน) แต่เนื่องจากการเพิ่มความดันให้ผลกระทบที่มากกว่าการลดเวลารับความร้อน ดังนั้นปริมาณเอทิลีนที่ได้จริง (ค่า yield) จะลดลงถ้าเพิ่มอัตราการไหลมากเกินไป
 

แก๊สร้อนที่ออกมาจาก pyrolysis heater จะถูกทำให้เย็นตัวลง ส่วนที่ควบแน่นเป็นของเหลวได้ (ได้แก่ไอน้ำและไฮโดรคาร์บอนหนัก) จะถูกแยกออกไป เฉพาะส่วนที่ยังคงเป็นแก๊สนั้นจะถูกอัดเพิ่มความดันโดยคอมเพรสเซอร์ (จะกล่าวถึงในภายหลัง) ในกรณีของสารตั้งต้นที่เป็นอีเทนนั้น อัตราการไหลโดยปริมาตรของส่วนที่ยังคงเป็นแก๊สที่ไม่ควบแน่นที่คอมเพรสเซอร์จะได้รับผลกระทบจาก
 

(ก) ผลิตภัณฑ์ข้างเคียงที่เป็นแก๊สโมเลกุลเล็กที่เกิดขึ้น เช่นมีเทนและไฮโดรเจน ที่เกิดจากการสลายตัว พวกนี้ทำให้อัตราการไหลโดยปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้น 

(ข) การเกิดสารประกอบไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่ที่ควบแน่นเป็นของเหลวในระหว่างการเย็นตัวลง พวกนี้ทำให้อัตราการไหลโดยปริมาตรลดลง และ

(ค) การเกิด cokeที่เป็นของแข็งสะสมในระบบท่อ พวกนี้ทำให้อัตราการไหลโดยปริมาตรลดลง
 

ดังนั้นถ้าพิจารณาอัตราการไหลโดยปริมาตรของไฮโดรคาร์บอน ณ ตำแหน่งก่อนป้อนเข้า pyrolysis heater กับตำแหน่งก่อนป้อนเข้าคอมเพรสเซอร์แล้ว จะเห็นว่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการทำงานของ pyrolysis heater ว่าจะทำให้เกิดโมเลกุลเล็ก (ที่ทำให้ปริมาตรแก๊สเพิ่มมากขึ้น) และโมเลกุลใหญ่ (ที่ทำให้ปริมาตรแก๊สลดลง) นั้นในสัดส่วนเท่าใด (ดูรูปที่ ๑๐ ข้างล่างประกอบ)

รูปที่ ๑๐ แผนผังอย่างง่ายแสดงการเกิดขึ้นและการหายไปขององค์ประกอบที่เป็นแก๊สที่ไปถึงคอมเพรสเซอร์

ในความเป็นจริงการพิจารณาหาความดันที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของ pyrolysis heater นั้นจะดูที่ปริมาณเอทิลีนที่ได้เพียงอย่างเดียวไม่ได้ มันมีเรื่องความสามารถในการทำงานของคอมเพรสเซอร์เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย คอมเพรสเซอร์จะทำงานได้ดีถ้า "ความดันด้านขาเข้าของคอมเพรสเซอร์" มีค่าสูงมากพอ และที่อัตราการไหลที่สูงก็ย่อมต้องการความดันด้านขาเข้าที่สูงตามไปด้วย แต่ความดันด้านขาเข้าของคอมเพรสเซอร์นี้ขึ้นอยู่กับ "ความดันที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาของ pyrolysis heater" ถ้าความดันที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาของ pyrolysis heater มีค่าสูง ก็จะทำให้ความดันด้านขาเข้าของคอมเพรสเซอร์มีค่าสูงตามไปด้วย คอมเพรสเซอร์ก็จะทำงานได้ดี (ไม่เกิดปัญหา surging) แต่ความดันที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาของ pyrolysis heater ที่มีค่าสูงเกินไปจะทำให้การเกิดโอเลฟินส์ลดลง จะเห็นว่ามันก็เป็นปัจจัยที่ขัดแย้งกันระหว่างการทำให้เกิดผลิตภัณฑ์มาก กับการที่เครื่องจักรจะสามารถทำงานได้ราบเรียบ รายละเอียดเพิ่มเติมของเนื้อหาในส่วนนี้จะเอาไว้ตอนกล่าวถึงการทำงานของคอมเพรสเซอร์

ในส่วนการควบคุมคุณภาพน้ำที่ใช้ผลิตไอน้ำความดันสูงใน transfer line exchanger นั้น สามารถควบคุมได้ด้วย

(ก) การใช้สารเคมีปรับสภาพ

(ข) การระบายน้ำทิ้งอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาระดับเกลือแร่ที่ละลายอยู่นั้นไม่ให้เพิ่มสูงเกินไป

(ค) การระบายน้ำทิ้งเป็นระยะเพื่อระบายของแข็งที่ตกตะกอน

จะว่าไปแล้วหน่วยควบคุมคุณภาพน้ำมักจะอยู่ในส่วนของระบบสาธารณูปโภคที่ไม่ได้อยู่ในส่วนของกระบวนการผลิต กล่าวคือเจ้าของกระบวนการนั้นจะให้ข้อมูลแต่เฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องในการเปลี่ยนสารตั้งต้นให้เป็นผลิตภัณฑ์ เช่นต้องทำอุณหภูมิให้ได้เท่าใด ส่วนที่จะเพิ่มอุณหภูมิด้วยวิธีการใด (เช่นใช้ไอน้ำความดันเท่าใด) และลดอุณหภูมิด้วยวิธีการใด (เช่นใช้น้ำหรืออากาศระบายความร้อน) มันไปอยู่ในส่วนของระบบสาธารณูปโภค (Utility) ที่แต่ละโรงงานสามารถแตกต่างกันได้

มาต่อกันในส่วนของการให้ความร้อน ในทางทฤษฎีนั้นอุณหภูมิสูงสุดของแก๊สร้อนที่ได้จากการเผาไหม้จะเกิดขึ้นที่อัตราส่วนระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศอยู่ที่ stoichiometric ratio คือมีอากาศในปริมาณที่พอที่ที่ทำให้ C กลายเป็น CO₂ ได้สมบูรณ์ และ H กลายเป็น H₂O ได้สมบูรณ์ โดยไม่มีออกซิเจนหลงเหลือ การใช้ปริมาณอากาศน้อยเกินไปจะดึงความร้อนออกมาจากเชื้อเพลิงไม่หมด การใช้ปริมาณอากาศมากเกินไปจะทำให้ต้องเฉลี่ยความร้อนที่เกิดขึ้นให้กับอากาศส่วนเกิน สองปัจจัยนี้ทำให้แก๊สร้อนที่ได้มีอุณหภูมิลดต่ำลง แต่ในทางปฏิบัติจะใช้อากาศมากเกินพอเล็กน้อยเพื่อทำให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์
  

Lummus นั้นแนะนำให้ทำการวัดปริมาณออกซิเจนส่วนเกินที่ ๓ ตำแหน่งด้วยกันคือ บริเวณที่เกิดการเผาไหม้ (เขาใช้คำว่า at the hearth) ที่ระยะความสูง 1/3 ของส่วน radiation zone และจุดที่แก๊สร้อนออกจาก radiation zone เข้าสู่ convection zone โดยค่าปริมาณออกซิเจนส่วนเกิน (excess oxygen) ควรอยู่ในช่วงระหว่าง 2-3% ที่ค่าต่ำกว่า 2% มีโอกาสสูงที่จะเกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ (เกิดเขม่าเกาะติดผิวต่อในส่วน radiation zone ได้) และที่ค่าสูงกว่า 3% จะทำให้อุณหภูมิแก๊สร้อนที่ได้ลดต่ำลง

อุณหภูมิอีกตำแหน่งหนึ่งที่ส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาในส่วน radiation zone คืออุณหภูมิในช่วงที่แก๊สร้อนไหลออกจาก convection zone เข้าสู่ radiation zone อุณหภูมิ ณ ตำแหน่งนี้เรียกว่า cross-over temperature ค่าของ cross-over temperature นี้ควรมีค่าสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (เพื่อลดปัญหา thermal shock อันเป็นผลจากการที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นกระทันหัน) แต่ทั้งนี้จะต้องไม่สูงจนทำให้เกิดปฏิกิริยา cracking ในท่อที่อยู่ในส่วน convection zone เพราะการเกิด coke ขึ้นในท่อส่วน convection zone จะทำให้เกิดปัญหาในการกำจัด coke นั้นด้วยการเผา เพราะในทางปฏิบัตินั้นไม่สามารถทำให้ท่อในส่วน convection zone นั้นร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ coke เริ่มเผาไหม้ได้
 

ดังนั้นค่าสูงสุดของ cross-over temperature จึงขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่นำมาผลิต อีเทนเริ่มเกิดการแตกตัวที่อุณหภูมิประมาณ 650ºC แนฟทาเริ่มเกิดการแตกตัวที่อุณหภูมิประมาณ 600ºC และ gas oil เริ่มเกิดการแตกตัวที่อุณหภูมิประมาณ 550-600ºC อุณหภูมิเหล่านี้เป็นค่าโดยประมาณ แต่สิ่งสำคัญที่ต้องพึงระลึกเอาไว้เสมอก็คือค่า cross-over temperature นี้จะเพิ่มสูงขึ้นได้ตามวัตถุดิบที่เบาขึ้น แต่ทั้งนี้จะต้องไม่เกิน 650ºC ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่อีเทนเริ่มแตกตัว

รูปแบบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตลอดความยาวท่อก็มีความสำคัญ pyrolysis heater ของ Lummus นั้นวางท่อในแนวดิ่ง และอุณหภูมิด้านขาเข้าและขาออกของแต่ละขดท่อก็ควรจะใกล้เคียงกันด้วย (ดูรูปที่ ๗ ใน Memoir ตอนที่ ๕ ที่แสดงผนังด้านหนึ่งที่ประกอบไปด้วยขดท่อ ๓ ชุด พอรวมผนังทั้งสองด้านก็จะมีขดท่อ ๖ ชุด) การที่ผิวท่อมีอุณหภูมิสม่ำเสมอทำให้ช่วยลดอุณหภูมิสูงสุดที่ต้องทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ในปริมาณที่ต้องการ และยังช่วยลดอัตราการเกิด coke การทำเช่นนี้ได้ต้องอาศัยการปรับแต่งการทำงานของหัวเตาที่ติดตั้งอยู่ที่ตำแหน่งต่าง ถ้าผิวท่อบริเวณไหนเย็นเกินไป ปฏิกิริยาก็จะเกิดขึ้นน้อยตรงบริเวณนั้น แต่ถ้าผิวท่อบริเวณไหนร้อนจัดเกินไป จะทำให้เกิดการสะสมของ coke ตรงตำแหน่งนั้นมากเป็นพิเศษ ท่อตรงบริเวณที่มี coke สะสมจะถ่ายเทความร้อนให้กับแก๊สที่ไหลอยู่ภายในได้ไม่ดี ทำให้โลหะของท่อบริเวณนั้นร้อนจัดกว่าบริเวณอื่น ซึ่งถ้าปล่อยไว้อาจเกิดความเสียหายขึ้นที่ตัวท่อได้ ดังนั้นถ้าเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นก็จำเป็นต้องหยุดเดินเครื่องเพื่อกำจัด coke ณ ตำแหน่งนั้นออก (ทั้ง ๆ ที่บริเวณอื่นยังไม่มีปัญหา) ซึ่งถือว่าเป็นการสูญเสียกำลังการผลิต
 

เพื่อที่จะทำให้ pyrolysis furnance ทำงานได้ยาวนานก่อนถึงเวลากำจัด coke ในแต่ละครั้ง จึงควรต้องเดินเครื่องในรูปแบบที่ทำให้การเกิด coke นั้นเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอ ณ ตำแหน่งต่าง ๆ ของท่อ เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์ดังกล่าวทาง Lummus จึงได้ให้คำแนะนำว่าควรเดินเครื่องโดยควบคุมให้
 

- อุณหภูมิระหว่างด้านบนและด้านล่างนั้นไม่ควรแตกต่างกันมากเกินกว่า 30ºC

- ควบคุม cross over temperature ให้อยู่ใกล้เคียงกับค่าที่ออกแบบให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้

- ถ้าต้องการอัตราการไหลแก๊สเชื้อเพลิงที่ต่ำ (เช่นในช่วงเริ่มเดินเครื่องหรือหยุดเดินเครื่อง) ไม่ควรจะจุดหัวเตาจำนวนมากเกินไป เพราะจะทำให้ความดันแก๊ส ณ หัวเตาที่ทำงานนั้นต่ำเกินไป นอกจากนี้ความดันแก๊สเชื้อเพลิงที่ต่ำยังทำให้ระบบควบคุมอัตโนมัติทำงานได้ลำบาก

- พยายามให้รูปแบบการให้ความร้อนทางแต่ละด้านของขดท่อมีความสมมาตร (คือไม่ให้ด้านใดด้านหนึ่งของท่อนั้นร้อนเกินไป) จะได้ไม่เกิดปัญหาท่อโก่ง (เกิดจากผนังท่อด้านหนึ่งร้อนมากกว่าอีกด้านหนึ่ง เนื้อโลหะแต่ละด้านจึงเกิดการขยายตัวที่ไม่เท่ากัน)

- ทำการตรวจความสม่ำเสมอของอุณหภูมิภายในเป็นประจำด้วยการใช้ pyrometer วัดอุณหภูมิ (pyrometer คืออุปกรณ์วัดอุณหภูมิด้วยการวัดการแผ่รังสีความร้อนจากวัตถุ)

ฉบับนี้คงต้องขอพอแค่นี้ก่อน