กรณีถังปฏิกรณ์ผลิต
Nitroaniline ระเบิด
เท่าที่ค้นในอินเทอร์เน็ตก็พบเพียงแค่
3 ครั้ง
ซึ่งเกิดในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน
ที่เล่าไปครั้งที่แล้ว
(Memoir
ฉบับวันอังคารที่ ๒๘
มีนาคม ๒๕๖๖)
เป็นเหตุการณ์เมื่อเดือนสิงหาคม
ปีค.ศ.
๑๙๖๙ (พ.ศ.
๒๕๑๒)
ที่เป็นการต้องการเพิ่มกำลังการผลิตด้วยการผสมสารตั้งต้นในปริมาณที่มากขึ้น
แต่ก่อนหน้านั้นเมื่อวันที่
๑ มกราคม
ปีเดียวกันก็มีการระเบิดเกิดขึ้นเนื่องจากผสมสารตั้งต้นผิดสัดส่วนโดยไม่ตั้งใจ
เอกสารที่พบไม่ได้ให้รายละเอียดว่าเกิดที่ใด
แต่เป็นเอกสารที่ได้มาจากเว็บ
Failure
Knowledge Database ของประเทศญี่ปุ่น
จึงคาดว่าน่าจะเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ประเทศญี่ปุ่น
(เหตุการณ์นี้เป็น
p-Nitroaniline)
ส่วนเหตุการณ์ที่สามเกิดในปีค.ศ.
๑๙๗๑ (พ.ศ.
๒๕๑๔)
พิจารณาจากรายละเอียดแล้วน่าจะเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในประเทศสหรัฐอเมริกา
และใช้กระบวนการผลิตแบบเดียวกัน
เอกสารที่ให้รายละเอียดของเหตุการณ์ไม่สามารถเข้าถึงได้
เพราะทางมหาวิทยาลัยไม่ได้บอกรับวารสารดังกล่าว
ข้อมูลเหตุการณ์นี้ปรากฏในบทความเรื่อง
"Thermo-Kinetic
Analysis of Reactions Involved in the Manufacture of o-Nitroaniline"
ตีพิมพ์ในวารสาร
Process
Safety Progress (Vol. 20 No. 2), July 2001 หน้า
123-129
โดยโรงงานดังกล่าวเดินเครื่องเป็นปรกติมา
๓๐ ปีก่อนเกิดเหตุ
สาเหตุของการระเบิดเมื่อสอบสวนไปพบว่าต้นตอมาจากการที่ฝ่ายบริหารได้ตัดสินใจ
"Override"
ระบบ interlock
สารป้อน
(ทำนองว่าไปปิดระบบรักษาความปลอดภัยออก)
ในช่วงเวลาระหว่างการซ่อมแซม
Tank
(บทความใช้คำว่า
Tank
แต่ดูจากเนื้อหาแล้วน่าจะหมายถึงถังปฏิกรณ์)
ทำให้เกิดการป้อน
o-Nitrochlorbenzene
เข้าระบบมากเกินไป
และไม่ได้มีรายละเอียดอะไรมากไปกว่านี้
ก่อนไปยังเหตุการณ์ที่ประเทศญี่ปุ่น
ขอย้อนกลับไปยังเหตุการณ์ที่เล่าไปในครั้งที่แล้วนิดนึงก่อน
(สิงหาคม
ปีค.ศ.
๑๙๖๙)
คือมันมีประเด็นเกี่ยวกับระบบระบายความดันที่ไม่ทำงาน
ซึ่งจากการคำนวณนั้นพบว่า
ถ้าระบบระบายความดันทำงาน
การระเบิดก็ไม่น่าจะเกิดขึ้น
รูปที่
๑ การใช้ Rupture
disk ในการป้องกัน
Safety valve
พึงสังเกตว่าต้องมีการติดตั้งเกจวัดความดันหรือ
excess flow
valve (วาล์วที่ยอมให้การไหลช้า
ๆ ไหลผ่านได้
แต่ถ้ามีการไหลอย่างรวดเร็วกระทันหัน
วาล์วจะปิด)
อยู่ระหว่าง
Rupture disc
และ Safety
valve เพื่อไว้ตรวจสอบว่า
Rupture disc
มีการรั่วหรือไม่
และเพื่อระบายแก๊สที่รั่วออกมาขังอยู่บริเวณนี้ออกไป
Safety
valve และ Rupture
disc เป็นอุปกรณ์ระบายความดันที่จะเปิดเมื่อความดันในระบบสูงเกิน
Safety valve
มีข้อดีตรงที่เมื่อความดันในระบบลดลงกลับมาอยู่ที่ระดับปลอดภัย
วาล์วก็จะปิด ในขณะที่
Rupture disc
นั้นมันทำงานด้วยการฉีกขาดของแผ่นโลหะ
มันจึงไม่สามารถปิดตัวเองได้
แต่มันก็มีข้อดีตรงที่ถ้าความดันเพิ่มขึ้นรวดเร็วมาก
(เช่นเกิดการระเบิดขึ้นภายใน)
Rupture disc จะระบายความดันได้เร็วกว่า
ตัว
Safety valve
เองก็มีโอกาสที่จะปิดไม่สนิท
เช่นของไหลที่ไหลผ่านวาวล์นั้นสกปรก
มีคราบตกค้างอยู่ที่ตัววาล์วหลังเปิดใช้
หรือกรณีที่ของไหลในระบบนั้นมีฤทธิ์กัดกร่อน
ที่สามารถทำให้วาล์วเสียหายได้
ในกรณีเหล่านี้ก็จะก่อให้เกิดปัญหาการรั่วไหลออกจากระบบตลอดเวลา
ในกรณีเช่นนี้ก็ป้องกันได้ด้วยการติดตั้ง
Rupture disc
ทางด้านขาเข้าของ
Safety valve
(รูปที่ ๑)
โดยต้องตั้งให้
Rupture disc
ทำงานก่อน Safety
valve
แต่ถ้าทำเช่นนี้ต้องมีระบบตรวจสอบหรือระบายความดันที่สะสมในที่ว่างระหว่าง
Rupture disc
และ Safety
valve เพราะ Rupture
disc นั้นทำงานโดยอาศัยผลต่างความดัน
(pressure
difference) ตัวอย่างเช่นถ้ามันออกแบบมาให้เปิดที่ความดัน
10 atm
โดยปล่อยออกสู่บรรยากาศ
แต่ถ้าความดันด้านขาออกเป็น
5 atm ตัว
Rupture disc
ตัวนี้ก็จะเปิดที่ความดัน
15 atm
ที่สูงกว่าเดิม
เหตุการณ์นี้อาจเกิดได้ถ้าหาก
Rupture disc
มีรูรั่ว (เช่น
"ตามด"
หรือ pin
hole) ที่ทำให้ความดันในที่ว่างระหว่าง
Rupture disc
และด้านขาเข้าของ
Safety valve
มีค่าเท่ากับความดันในระบบ
ดังนั้น Rupture
disc จะไปเปิดที่ความดันที่มันถูกออกแบบมาให้เปิด
บวกกับความดันของระบบ
รูปที่
๒
ระบบระบายความดันที่ปลิวหลุดออกมาของถังปฏิกรณ์ที่เกิดระเบิดที่
Monsanto
เมื่อเดือนสิงหาคมปีค.ศ.
๑๙๖๙
ในกรณีที่ของไหลนั้นเป็นของไหลที่ไม่อันตรายหรือสามารถปล่อยออกสู่อากาศได้โดยตรง
ก็อาจใช้การติดตั้ง excess
flow valve ไว้เพื่อระบายความดันถ้าหากมีการรั่วไหลของแก๊สผ่าน
Rupture disc
ในอีกทางเลือกหนึ่งนั้นก็ใช้การติดตั้งเกจวัดความดันเพื่อไว้ตรวจดูว่ามีการรั่วไหลหรือไม่
ถ้าพบว่าความดันเพิ่มขึ้นก็แสดงว่า
Rupture disc
มีรูรั่ว
ในเหตุการณ์ที่เล่าไปใน
Memoir
ฉบับที่แล้วพบว่า
Rupture disk
มีรูรั่ว ทำให้
Rupture disc
ที่ควรเปิดที่ความดันประมาณ
700 psia
ไม่ทำงาน
(ความดันทำงานปรกติของระบบคือประมาณ
450-550 psig)
ระบบระบายความดันจึงไม่ทำงานจนกว่าความดันในระบบขึ้นสูงเกิน
1000 psig
เหตุการณ์ที่ประเทศญี่ปุ่นนำมาจากบทความเรื่อง
"Explosion
of the nitroaniline preparation reactor due to error in the quantity
of supply of raw materials"
(http://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000102.html)
ที่เกิดเมื่อวันที่
๑ มกราคม ค.ศ.
๑๙๖๙ (พ.ศ.
๒๕๑๒)
ที่เป็นเหตุการณ์ที่เกิดก่อนเรื่องที่เล่าไปในตอนที่แล้ว
๘ เดือน ที่ต่างกันก็คือในเหตุการณ์นี้เป็นการผลิต
p-Nitroaniline
สาเหตุเกิดจากปํ๊มที่ทำหน้าที่ป้อนสารตั้งต้นเข้าถังปฏิกรณ์เกิดเสีย
จึงมีการเปลี่ยนไปใช้ปั๊มสำรองแทน
ทำให้อัตราการป้อนสารเปลี่ยนแปลง
ส่งผลให้อุณหภูมิและความดันเพิ่มสูงขึ้นกระทันหันเนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
บทความไม่ได้ให้ข้อมูลใด
ๆ ว่าปั๊มสารตั้งต้นตัวไหนที่เกิดปัญหา
(รูปที่
๓)
รูปที่
๓ เหตุการณ์ที่เกิดที่ประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่
๑ มกราคม ค.ศ.
๑๙๖๙ (พ.ศ.
๒๕๑๒)
แต่เหตุการณ์ทั้งสามก็มีอะไรบางอย่างที่คล้ายกันอยู่
ไม่ว่าจะเป็นการที่ระบบระบายความดันไม่ทำงาน
อุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่แสดงผลได้แค่เพียง
200ºC
ทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่สามารถรู้ได้ว่าในช่วงอุณหภูมิที่สูงเกิน
200ºC
นั้น
อุณหภูมิภายในถังปฏิกรณ์กำลังลงลงสู่ระดับปรกติหรือเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
อ่านทั้ง
๓ เรื่องแล้วรู้สึกว่าน่าจะใช้กระบวนการผลิตเดียวกัน