ในที่สุดก็มาถึงหน่วยสุดท้ายของบทความชุดนี้ซะที
(เอกสารในส่วนทำความรู้จักกระบวนการนั้นมันหมดแค่นี้)
สิ่งสำคัญสิ่งแรกที่ต้องบอกไว้ตรงนี้ก่อนก็คือคำบรรยายในเอกสารนั้นอิงไปที่รูปที่
๑ และ ๒
นั้นดูเหมือนว่าเป็นกระบวนการที่ออกแบบมาสำหรับการผลิตที่ใช้วัตถุดิบเป็นไฮโดรคาร์บอนเหลวที่อุณหภูมิห้อง
(ตั้งแต่
C5
ขึ้นไป)
และยังมีการรับกำจัด
spent
caustic จากหน่วยอื่น
(ที่ไม่มีในโรงงานที่นำมาสร้างจริง)
ทำให้
Process
flow diagram (PFD) ในรูปที่
๓ และ ๔ นั้นมีความเรียบง่ายและแตกต่างไปจาก
PFD
ในรูปที่
๑ และ ๒ อยู่มาก
ดังนั้นสิ่งที่จะบรรยายต่อไปจะอิงไปยัง
PFD
ในรูปที่
๑ และ ๒ เป็นหลัก
แก๊สที่ออกมาจาก
pyrolysis
heater จะมีแก๊สกรดที่สำคัญ
(คือมีในปริมาณมาก)
ได้แก่
CO2
และ
H2S
ทำให้จำเป็นต้องทำการกำจัดแก๊สกรดเหล่านี้ออกก่อนที่จะทำการลดอุณหภูมิแก๊สเพื่อทำการกลั่น
การกำจัดทำโดยการให้แก๊สนั้นสัมผัสกับสารละลาย
caustic
(คือโซดาไฟหรือสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์
NaOH
นั่นแหละ)
หลังจากเพิ่มความดันให้กับแก๊สจนถึงระดับหนึ่ง
เพื่อทำให้แก๊สกรดละลายเข้าไปในสารละลาย
caustic
ได้มากขึ้น
(สารละลาย
caustic
ก็จะกลายเป็นสารละลาย
spent
caustic หรือสารละลาย
caustic
ที่ผ่านการใช้งานแล้ว)
กระบวนการตรงนี้อยู่ใน
Memoir
ปีที่
๘ ฉบับที่ ๑๑๘๑ วันพุธที่ ๘
มิถุนายน ๒๕๕๙ เรื่อง
"ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีนตอนที่ ๑๑ Charge gas compression ภาค ๓"
ในกรณีที่วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเอทิลีนนั้นเป็นเหลว
จะทำให้มีไฮโดรคาร์บอนควบแน่นในปริมาณมากในระหว่างขั้นตอนการอัดแก๊สเพื่อเพิ่มความดัน
ทำให้มีไฮโดรคาร์บอนละลายเข้ามาในเฟสน้ำ
(สารละลาย
caustic)
ได้ในปริมาณมาก
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการแยกเอาไฮโดรคาร์บอนในเฟสน้ำออกไปก่อนด้วยการให้สารละลาย
spent
caustic นี้สัมผัสกับแก๊สโซลีน
และเนื่องจากไฮโดรคาร์บอนหนักนั้นละลายในแก๊สโซลีน
(เพราะเป็นไฮโดรคาร์บอนด้วยกัน)
ได้ดีกว่าเฟสน้ำ
ไฮโดรคาร์บอนหนักดังกล่าวก็จะย้ายจากเฟสน้ำมาอยู่ในเฟสแก๊สโซลีน
ทำให้ความเข้มข้นไฮโดรคาร์บอนในเฟสน้ำลดลง
(กระบวนการในรูปที่
๓ และ ๔ ไม่มีหน่วยนี้
คิดว่าเป็นเพราะออกแบบมาสำหรับกระบวนการผลิตที่ใช้ไฮโดรคาร์บอนเบา
(เช่นอีเทน)
เป็นสารตั้งต้น)
และเมื่อให้สารผสมระหว่างสารละลาย
spent
caustic และแก๊สโซลีนแยกชั้นกันใน
Degasser
drum (รูปที่
๑)
ที่ความดันต่ำ
(ประมาณความดันบรรยากาศ)
ไฮโดรคาร์บอนเบาที่ละลายอยู่ในสารละลาย
spent
caustic ก็จะระเหยออกมา
เฟส spent
caustic ที่หนักกว่าจะจมสู่ด้านล่างและถูกสูบออกไป
ส่วนเฟสแก๊สโซลีนที่ลอยอยู่ด้านบนก็จะถูกแยกออกไปด้วยการไหลล้นข้ามผนังกั้นที่อยู่ในถัง
และถูกสูบออกไปเช่นกัน
สารละลาย
spent
caustic
ที่ผ่านการกำจัดไฮโดรคาร์บอนออกไปแล้วจะถูกนำมาสะเทินด้วยการผสมสารละลายกรดกำมะถัน
(Sulphuric
acid H2SO4) เข้าไป
การผสมกันสามารถทำได้ด้วยการใช้
inline
mixer (อุปกรณ์ที่ใช้ติดตั้งในท่อ
ทำให้การไหลในท่อมีความปั่นป่วนเกิดการผสมเข้าด้วยกัน)
สารละลายผสมจะไหลไปยัง
neutralization
drum (รูปที่
๒)
เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์
และในระหว่างการสะเทินด้วยกรดนี้
ไอออน S2-
(และคงรวมถึง
CO32-
ด้วย)
ที่เกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างแก๊ส
H2S
กับสารละลาย
NaOH
จะกลายเป็นแก๊ส
H2S
ใหม่
(CO32-
ก็จะกลายเป็น
CO2)
และส่วนหนึ่งจะระเหยออกจากสารละลาย
caustic
ที่ผ่านการสะเทินแล้ว
ส่วนที่เหลือที่ยังละลายอยู่นั้นจะถูกแยกออกด้วยการต้มให้ร้อนด้วยการฉีดไอน้ำผสมเข้าไปโดยตรง
(ที่
spent
caustic stripper ในรูปที่
๒)
จากนั้นก็จะสามารถส่งสารละลาย
spent
caustic ที่ผ่านการสะเทินแล้วไปยังหน่วยบำบัดน้ำเสียต่อไป
รูปที่
๒ PFD
ส่วนต่อจากรูปที่
๑
รูปที่
๔ ส่วนต่อจากรูปที่ ๓
กระบวนการในรูปที่
๓ และ ๔ นั้นเรียบง่ายกว่ากระบวนการในรูปที่
๑ และ ๒ เพราะไม่มีการแยกไฮโดรคาร์บอนออกจากเฟสน้ำ
แต่มีสิ่งหนึ่งที่แตกต่างออกไปคือมีการเพิ่ม
oxidation
reactor (R-1221 ในรูปที่
๓)
เข้ามา
ใน reactor
ตัวนี้
สารละลาย spent
caustic ที่ความดันบรรยากาศจะถูกเพิ่มความดันขึ้นเป็น
30
kg/cm2 และเพิ่มอุณหภูมิเป็น
180ºC
ด้วยการฉีดไอน้ำความดันสูงเข้าไป
วัตถุประสงค์ของหน่วยนี้คิดว่าคงเป็นการออกซิไดซ์ไอออน
S2-
ให้กลายเป็นไอออน
SO42-
ที่กำจัดให้ง่ายกว่า
(ในเอกสารที่ผมมีมันไม่มีคำอธิบายของหน่วยนี้
แต่ดูจากภาพรวมของการทำงานและปฏิกิริยาที่เป็นไปได้แล้ว
จึงคาดว่าน่าจะเป็นปฏิกิริยานี้)
ถัดจาก
oxidation
reactor สารละลาย
spent
caustic จะถูกลดความดันลงและไหลต่อไปยัง
wash
tower (C-1221 ในรูปที่
๔)
ที่
wash
tower นี้จะทำการไหลหมุนเวียนสารละลาย
spent
caustic ร่วมกับ
wash
water ที่เติมเข้าไป
ดูจากระบบท่อรับ
wash
water และท่อระบาย
spent
caustic ที่ผ่านการบำบัดแล้วออกไป
ที่ใช้ท่อร่วมกันและใช้ปั๊มร่วมกัน
(ปั๊ม
P-1222)
ทำให้คิดว่าหน่วย
spent
caustic neutralisation ตามการออกแบบนี้คงไม่ได้ทำงานต่อเนื่องตลอดเวลา
กล่าวคือคงรอจนมี spent
caustic มากจนถึงระดับหนึ่งแล้วจึงค่อยเดินเครื่อง
บทความเรื่อง
"ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน"
ในส่วนของข้อมูลคำบรรยายภาพรวมหน่วยผลิตต่าง
ๆ เท่าที่มีอยู่ในมือก็หมดเพียงเท่านี้
รูปต่าง ๆ
ที่นำมาแสดงในแต่ละหน่วยนั้นแยกออกเป็นสองส่วนด้วยกัน
ส่วนแรกเป็นของกระบวนการที่เจ้าของเทคโนโลยีเคยได้ออกแบบไว้
ส่วนที่สองเป็นของกระบวนการที่มีการสร้างขึ้นโดยมีการปรับแต่งหน่วยการผลิตต่าง
ๆ ให้เหมาะสมกับข้อจำกัดต่าง
ๆ ของโรงงานที่จะสร้างขึ้นใหม่
ซึ่งแน่นอนว่าแตกต่างไปจากของเดิม
ทำให้ Process
flow diagram ที่นำมาแสดงนั้นมีความแตกต่างกันอยู่
แม้ว่าข้อมูลเหล่านี้เป็นข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบเมื่อกว่า
๓๐ ปีที่แล้ว
แต่ก็เชื่อว่าหลักการนั้นไม่ได้แตกต่างไปจากปัจจุบันเท่าใดนัก
วัตถุประสงค์ของการเขียนบทความชุดนี้ก็เพื่อให้ผู้ที่ไม่มีประสบการณ์
เช่นนิสิต นักศึกษา
ที่กำลังศึกษาอยู่ในมหาวิทยาลัย
ได้มีภาพกระบวนการผลิตที่ใกล้เคียงกับกระบวนการผลิตจริง
ได้เห็นปัจจัยต่าง ๆ
ที่ควรต้องคำนึงถึงในการออกแบบ
ได้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยผลิตต่าง
ๆ บ้าง ไม่มากก็น้อย