การระเบิดใน Furnace MO Memoir : Thursday 4 December 2568

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion in Furnace" จาก Oil Industry Safety Directorate ของ Government of Indis (https://www.oisd.gov.in/en-in/CaseStudies) เผยแพร่เมื่อ ๑๕ ตุลาคม ค.ศ. ๒๐๒๔ เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในโรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่งในประเทศอินเดีย

Furnace หรือ Fired heater หรือเตาเผาในที่นี้ เป็นอุปกรณ์ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะเป็นการให้ความร้อนด้วยเปลวไฟโดยมีของเหลวหรือแก๊สร้อนไหลอยู่ในท่อ เตาเผานี้มีหลายรูปแบบและหลายขนาด ขึ้นกับการประยุกต์ใช้งานและกำลังการผลิต โดยมีลักษณะทั่วไปคือจะมีหัวเตา (burner) ที่เป็นจุดที่เชื้อเพลิงเกิดการเผาไหม้เป็นเปลวไฟ ติดตั้งอยู่ ณ ตำแหน่งต่าง ๆ ที่เหมาะสมของตัวเตาเผา เพื่อให้ได้อุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดและมั่นใจว่าเผาไหม้ได้สมบูรณ์ ปริมาณอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้จะมากเกินพอเพียงเล็กน้อย (คือเผาไหม้เชิ้อเพลิงได้สมบูรณ์และยังมีออกซิเจนเหลืออยู่ไม่มาก) เพราะถ้าอากาศไม่พอ การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ จะไม่สามารถดึงเอาพลังงานความร้อนของเชื้อเพลิงออกมาได้หมด แต่ถ้ามีอากาศมากเกินพอไปมาก พลังงานความร้อนที่เชื้อเพลิงปลดปล่อยออกมาจะถูกเฉลี่ยไปให้อากาศส่วนเกิน ทำให้อุณหภูมิแก๊สร้อนที่ได้จากการเผาไหม้นั้นลดต่ำลง

รูปที่ ๑ ภาพ furnace ที่เสียหายจากการระเบิด

ในการให้ความร้อนด้วยเปลวไฟนั้น สถานะของของไหลที่อยู่อีกฝากหนึ่งของผนังโลหะส่งผลต่ออุณหภูมิที่ผิวโลหะ ในกรณีที่ของไหลนั้นเป็นของเหลวและผนังโลหะไม่หนามาก จะประมาณได้ว่าอุณหภูมิที่ผิวโลหะนั้นจะเท่ากับอุณหภูมิจุดเดือดของของเหลวนั้นหรือสูงกว่าเล็กน้อย (ด้านรับความร้อน) และมันจะเป็นเช่นนี้แม้ว่าผิวโลหะนั้นจะถูกเปลวไฟลนโดยตรงก็ตาม แต่ถ้าอีกฟากหนึ่งของผนังโลหะนั้นเป็นแก๊สมันจะแตกต่างกันออกไป เพราะค่าความจุความร้อนของแก๊สนั้นต่ำกว่าของเหลวมาก ผิวโลหะจะมีอุณหภูมิสูงตามอุณหภูมิแก๊สร้อนที่ได้จากการเผาไหม้ และยังต้องระวังไม่ให้เปลวไฟนั้นสัมผัสกับผิวโลหะโดยตรง เพราะอุณหภูมิที่เปลวไฟนั้นจะร้อนกว่าอุณหภูมิของแก๊สร้อนอีก (รูปที่ ๒)

ตรงนี้ถ้านึกไม่ออกก็ลองนึกภาพการต้มน้ำในหม้ออะลูมิเนียมด้วยเตาแก๊ส โลหะอลูมิเนียมนั้นจะไม่เป็นอะไรตราบเท่าที่ระดับเปลวไฟนั้นต่ำกว่าระดับน้ำที่อยู่ในหม้ออะลูมิเนียม แต่ถ้าเราหม้ออะลูมิเนียมเปล่า ๆ ไปตั้งไฟบนเตาที่แรงเท่ากัน หม้อใบนั้นจะร้อนจัดจนอาจเกิดความเสียหายได้

รูปที่ ๒ อุณหภูมิที่ตำแหน่งต่าง ๆ ของเปลวไฟที่เกิดจากเทียนไข (รูปจาก https://www.chemistryviews.org/details/ezine/1393371/Chemistry_of_the_Christmas_Candle__Part_2/)

เหตุการณ์เกิดขึ้นที่เตาเผาของหน่วยกลั่นน้ำมันดิบหลังจากโรงงานหยุดเดินเครื่องเพื่อทำการซ่อมบำรุงและตรวจสอบเป็นเวลา ๒๒ วัน และเริ่มเดินเครื่องใหม่ได้ ๖ วันก่อนที่จะเกิดเรื่องช่วงกะดึก ในขณะนั้นหน่วยผลิตกำลังเดินเครื่องที่กำลังการผลิต 450 m³/hr หรือ 73% ของกำลังการผลิตเต็มที่ โดยในช่วงเวลา 2.30 น พนักงานกะดึกพบว่าวาล์วควบคุมการไหล (control valve) ที่ทำหน้าที่ป้อนเชื้อเพลิงไปยังหัวเตาของเตาเผาและวาล์วอื่นอีกบางตัว ค้างอยู่ในตำแหน่งเปิดของระดับการเปิดครั้งสุดท้าย (คือพนักงานเห็นว่าวาล์วเปิดค้างอยู่ที่ค่าค่าหนึ่ง) จึงได้แจ้งให้ฝ่าย Instrument เข้ามาตรวจสอบ ซึ่งได้เข้ามาตรวจสอบเมื่อเวลาประมาณ 5.30 น หลังจากที่ตรวจสอบแล้วช่างจึงได้ทำการ reset "analogue control card" ทำให้วาล์วควบคุมปรับตัวเองเข้าไปอยู่ในตำแหน่งปลอดภัย (fail-safe position) ซึ่งสำหรับวาล์วควบคุมการไหลของเชื้อเพลิง ตำแหน่งปลอดภัยดังกล่าวก็คือตำแหน่ง "ปิด"

เตาเผานี้เป็นชนิด balanced draft furnace กล่าวคือจะรักษาความดันภายในให้ต่ำกว่าความดันบรรยากาศภายนอกเล็กน้อย ซึ่งทำได้ด้วยการดูดแก๊สไอเสียจากการเผาไหม้ออก การทำเช่นนี้จะทำให้อากาศไหลเข้าไปในตัวเตาเผา ในขณะที่แก๊สเชื้อเพลิงที่หัวเตาฉีดพ่นออกมา รวมทั้งเปลวไฟที่เกิดขึ้น จะคงอยู่ในตัวเตาเผา ในภารทำงานปรกติปริมาณออกซิเจนส่วนเกินจะอยู่ระหว่าง 2-3% แต่ในช่วงกะเช้าก่อนเกิดเหตุนั้นพบว่าอยู่ที่ 3-4% และในช่วงบ่ายที่เวลา 15.20 น พบว่าปริมาณออกซิเจนส่วนเกินลดเหลือ 0.2-1%

วาล์วควบคุมอัตราการไหลส่วนใหญ่ในโรงงานมักจะใช้แรงดันลมดันแผ่นไดอะแฟรมให้วาล์วเปิดหรือปิดต้านกับแรงสปริงที่คอยดันให้วาล์วปิดหรือเปิดถ้าไม่มีแรงดันลมมากระทำ (วาล์วควบคุมที่เป็น globe valve มักเป็นแบบนี้ ถ้าเป็น ball valve ก็มักจะใช้การดันกระบอกสูบ) รูปร่างหน้าตาและองค์ประกอบของวาล์วควบคุมที่มีโครงสร้างแบบ globe valve อ่านได้ในเรื่อง "วาล์วควบคุมอัตราการไหล(Control valve) MOMemoir : Sunday 5 February 2560"

ในการเลือกว่าจะให้แรงดันของสปริงดันให้วาล์วปิด แล้วให้แรงดันลมดันให้วาล์วเปิด (ที่เรียกว่า failure close หรือย่อว่า fc) หรือให้แรงดันสปริงดันให้วาล์วเปิด แล้วให้แรงดันลมดันให้วาล์วปิด (ที่เรียกว่า failure open หรือย่อว่า fo) ก็ต้องพิจารณาว่าถ้าหากโรงงานมีปัญหาเช่น ไฟฟ้าดับ ไม่มีอากาศอัดความดันในระบบ ตำแหน่งไหนของวาล์วจะทำให้โรงงานปลอดภัยที่สุด (fail safe position) ซึ่งโดยหลักก็คือ "Maximise cooling" และ "Minimise heating" กล่าวคือรักษาการทำงานของระบบหล่อเย็น และตัดการทำงานของระบบให้ความร้อน (หรือสารอันตรายต่าง ๆ) ดังนั้นถ้าเป็นกรณีของน้ำหล่อเย็น ก็จะเลือกใช้วาล์วชนิด failure open และถ้าเป็นไอน้ำหรือเชื้อเพลิงที่ส่งไปเผาในเตาเผา ก็จะเลือกใช้วาล์วชนิด failure close

เนื่องด้วยระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมในปัจจุบันจะเป็นระบบดิจิตอล (digital) แต่การทำงานของวาล์วควบคุมยังเป็นระบอนาล็อก (analogue) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวงจรที่ทำหน้าที่เปลี่ยนคำสั่งดิจิตอลให้เป็นสัญญาณควบคุมอนาล็อก และแปลงค่าอนาล็อกจากอุปกรณ์วัดให้เป็นค่าดิจิตอลที่คอมพิวเตอร์เข้าใจได้ ซึ่งในเหตุการณ์นี้อุปกรณ์ดังกล่าวก็คือ "analogue control card" ดังนั้นเมื่อช่างทำการ reset ""analogue control card"" จึงทำให้สัญญาณที่ส่งไปยังวาล์วควบคุมหายไป แรงดันของสปริงจึงดันให้วาล์วไปอยู่ในตำแหน่งที่ปลอดภัย ซึ่งในที่นี้คือตำแหน่งปิด

โอเปอร์เรเตอร์ในห้องควบคุมเห็นว่าวาล์วควบคุมการไหลเชื้อเพลิงปิดอยู่หลังจากผ่านไปแล้ว 6 นาที จึงได้ทำการเปิดวาล์วเชื้อเพลิงใหม่ผ่านระบบคอมพิวเตอร์ควบคุม และหลังจากนั้นประมาณ 3 นาทีก็เกิดการระเบิดขึ้นในเตาเผา ข้อมูลที่ระบบบันทึกไว้บอกว่าในช่วงเวลา 3 นาทีนั้นวาล์วเชื้อเพลิงเปิดได้ประมาณ 50% ในช่วงเวลาดังกล่าว LPG (แก๊สหุงต้มที่ประกอบด้วยโพรเพน 40.5% และบิวเทน 58.6% โดยที่เหลือเป็นไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่า) ที่ใช้ไปเชื้อเพลิงในเวลานั้นได้ไหลเข้าไปในเตาเผาประมาณ 155 กิโลกรัม

เตาเผาดังกล่าวจะมี pilot light ซึ่งก็คือหัวเตาเล็ก ๆ อยู่ในบริเวณหัวเตาใหญ่ ที่จะต้องจุด pilot light นี้ให้ติดก่อนที่จะเปิดหัวเตาใหญ่ ซึ่งเมื่อแก๊สที่ออกมากหัวเตาใหญ่พบกับเปลวไฟของ pilot light ที่จุดล่ออยู่ แก๊สนั้นก็จะลุกติดไฟทันที ในเหตุการณ์นี้เนื่องจากเตาเผาเป็นแบบเก่า ทำให้ไม่มีเครื่องวัดที่บ่งบอกว่า pilot light นั้นติดอยู่หรือไม่หลังจากที่แก๊สเชื้อเพลิงโดนตัดไป และโอเปอร์เรเตอร์ก็ไม่ได้ทำการตรวจสอบว่า pilot light นั้นติดอยู่หรือไม่ และไม่ได้ทำตามขั้นตอนการเริ่มเดินเครื่องเตาเผาอย่างถูกต้อง (ต้องมีการ purge ไล่แก๊สภายในเตาเผาออกก่อนด้วยเวลาที่นานพอ) ด้วยเหตุนี้เมื่อเปิดให้แก๊สไหลเข้าเตาเผาอีกครั้ง แก๊สจำนวนมากจึงไหลเข้าไปภายในเตาเผาโดยไม่เกิดการลุกไหม้ เกิดการสะสมจนมีความเข้มข้นสูงมากพอ และถูกจุดระเบิดด้วยท่อในเตาเผาที่ยังมีอุณหภูมิสูงอยู่ (อุณหภูมิที่ผิวท่อ ณ เวลานั้นสูงกว่า auto-ignition temperature ของแก๊สหุงต้ม)

(วิธีการหนึ่งที่ใช้ตรวจสอบว่า pilot light ลุกไหม้อยู่หรือไม่ก็คือการใช้ thermocouple วัดอุณหภูมิบริเวณหัว pilot light ค่าอุณหภูมิที่สูงแสดงว่ามีไฟลุกติดที่ตัว pilot light นั้น)

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks (ตอนที่ ๒๓) MO Memoir : Sunday 23 November 2568

หมายเหตุ : เนื้อหาในบทความชุดนี้อิงจากมาตราฐาน API 2000 7th Edition, March 2014. Reaffirmed, April 2020 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจ ดังนั้นถ้าจะนำไปใช้งานจริงควรต้องตรวจสอบกับมาตรฐานฉบับล่าสุดที่ใช้ในช่วงเวลานั้นก่อน

ตอนนี้จะเป็นการเริ่ม Annex ฺC (informative) หรือการให้ข้อมูล เนื้อหาในภาคผนวกนี้จะเกี่ยวข้องกับชนิดและลักษณะการทำงานของอุปกรณ์ระบายความดัน โดยเริ่มจากรูปที่ ๑

รูปที่ ๑ เริ่มต้นภาคผนวก C

หัวข้อ C.1 เป็นส่วนของบทนำ โดยในหน้าแรกกล่าวว่าอุปกรณ์ระบายความดันสูงเกินหรือป้องกันการเกิดสุญญากาศสำหรับถังเก็บความดันต่ำ (low pressure storage tank) มีรูปแบบการทำงานพื้นฐานอยู่ ๒ รูปแบบคือ direct-acting vent valves และ pilot-operated vent valve วาล์วชนิด direct-acting อาจใช้น้ำหนักหรือแรงสปริงกดโดยตรงที่ชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ปิดช่องทางระบาย อุปกรณ์ระบายความดันเหล่านี้ไม่เพียงแต่ป้องกันไม่ให้เกิดความดันสูงเกินในถังเก็บ แต่ยังช่วงรักษาผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอยู่ภายใน ทำให้บางทีจะเรียกวาล์วชนิด direct-acting ว่า "conservative valve"

หมายเหตุ : วาล์วชนิด pilot-operated จะใช้ความดันภายในถังบรรจุมาทำหน้าที่กดชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ปิดช่องทางระบาย วาล์วชนิดนี้จะกล่าวถึงในหัวข้อ C.3 ส่วนที่เรียกว่า conservative valve ก็เพราะเวลาที่ของเหลวระเหยกลายเป็นไอ ไอระเหยจะไม่รั่วไหลออกจากถังทางช่องระบายทันที เว้นแต่จะมีการระเหยมากจนทำให้ความดันในถังสูงเกิน

อุปกรณ์ระบายความดันอีกรูปแบบหนึ่งคือช่องเปิดหรือ open vent ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันการเกิดความดันสูงเกินหรือการเกิดสุญญากาศในถังเก็บความดันบรรยากาศ (atmospheric tank) ช่องเปิดนี้จะเปิดอยู่เสมอ ช่องเปิดนี้ทำให้ถังที่ออกแบบให้ทำงานที่ความดันบรรยากาศสามารถระบายความดันออกจากถังหรือให้อากาศภายนอกไหลเข้าถัง เมื่อมีผลต่างความดันระหว่างภายในถังกับภายนอกถัง โดยทั่วไปช่องเปิดนี้จะมีชิ้นส่วนป้องกันหรือมีรูปร่างที่ไม่ให้น้ำฝนหรือหิมะตกผ่านช่องเปิดนี้เข้าไปในถังเก็บได้

รูปที่ ๒ เริ่มหัวข้อ C.2

หัวข้อ C.2 (รูปที่ ๒) เป็นเรื่องของวาล์วชนิด direct-acting โดยหัวข้อ C.2.1 เป็นการบรรยายลักษณะทั่วไปของวาล์วชนิด direct-acting

ย่อหน้าแรกกล่าวว่าวาล์วชนิด direct-acting มีทั้งชนิดที่ ป้องกันความดันสูงเกินในถัง, ป้องกันการเกิดสุญญากาศในถัง, และชนิดที่ทำได้ทั้งป้องกันความดันสูงเกินและการเกิดสุญญากาศในถัง วาล์วชนิดที่ทำหน้าที่ได้ทั้งสองแบบ (คือป้องกันความดันสูงเกินและป้องกันการเกิดสุญญากาศ) อาจมีรูปแบบที่มีการจัดวางอยู่เคียงข้างกัน (ดู Figure C.2 ในรูปที่ ๓) วาล์วระบายความดันรูปแบบที่มีการจัดวางเคียงข้างกันจะมีชนิดที่ช่องทางระบายออกมีหน้าแปลน สำหรับกรณีที่มีความจำเป็นต้องต่อท่อเพื่อระบายไอระเหยที่ระบายออกมาออกไปยังที่อื่น

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่า ยังมีวาล์วระบายชนิด direct-acting ขนาดใหญ่เพื่อไว้สำหรับการระบายความดันในกรณีฉุกเฉิน (เช่นเวลาถังโดนไฟครอก) และยังสามารถเป็นช่องทางเข้าไปยังภายในถังเก็บเพื่อการตรวจสอบและซ่อมบำรุง วาล์วชนิดนี้จะมีขนาด (เส้นผ่านศูนย์กลาง) ตั้งแต่ 400 มิลลิเมตร (16 นิ้ว) ถึง 600 มิลลิเมตร (24 นิ้ว) (ดู Figure C.3 ในรูปที่ ๔) Figure C.4 (รูปที่ ๕) แสดงชนิดและการจัดรูปแบบต่าง ๆ ของวาล์วระบายความดันชนิด direct-acting

รูปที่ ๓ วาล์วระบายความดันชนิดที่ทำหน้าที่ได้ทั้งสองแบบ (คือป้องกันความดันสูงเกินและป้องกันการเกิดสุญญากาศ) ที่มีรูปแบบที่มีการจัดวางอยู่เคียงข้างกัน ความดันที่สูงในถังจะทำให้ pressure pallet ยกตัวขึ้นเพื่อระบายความดันออก ถ้าความดันในถังต่ำกว่าบรรยากาศ ความดันภายนอกจะดันให้ vacuum pallet ยกตัวเปิดให้อากาศไหลเข้าถัง

รูปที่ ๔ วาล์วระบายความดันฉุกเฉินรูปแบบนี้ จะใช้น้ำหนักของฝาปิด (pressure pallet) เป็นตัวกำหนดว่าจะให้ฝาเปิด (หรือปลิวออก) ที่ความดันเท่าใด

รูปที่ ๕ รูปแบบต่าง ๆ ของวาล์วระบายความดันชนิด direct-acting โดย a) กับ b) ใช้น้ำหนักของ pallet เป็นตัวกำหนดความดันที่จะทำให้ pallet ยกตัว c) กับ d) ใช้แรงกดสปริงเป็นตัวกำหนดความดันที่จะทำให้ pallet ยกตัว e) ใช้น้ำหนักเป็นตัวกำหนดความดันที่จะทำให้ paller ยกตัว ส่วน f) ใช้แรงกดสปริงเป็นตัวกำหนดความดันที่จะทำให้ pallet ระบายความดันออกยกตัว และน้ำหนักเป็นตัวกำหนดความดันที่จะทำให้ pallet สุญญากาศออกยกตัว

หัวข้อ C.2.2 (รูปที่ ๖) เป็นหัวข้อสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการทำงานของอุปกรณ์ระบายความดัน ย่อหน้าแรกกล่าวว่าหลักการทำงานของวาล์วระบายความดันชนิด direct-acting ใช้น้ำหนักของ pallet หรือแรงสปริงกดบนตัว pallet เพื่อทำให้อุปกรณ์ปิดช่องระบาย เมื่อความดันในถังหรือสุญญากาศทำให้แรงที่กระทำต่อ pallet นั้นเท่ากับแรงที่กระทำต้านอยู่บนตัว pallet (คือน้ำหนักกดหรือแรงสปริง) จะเป็นจุดที่ตัว pallet พร้อมที่จะยกตัวเปิด และเมื่อแรงที่เกิดจากความดันหรือสุญญากาศนั้นเพิ่มขึ้นอีก ตัว pallet ก็จะยกตัวลอยจากแท่นรอง

วาล์วระบายความดันชนิดใช้น้ำหนักกดบางชนิดต้องการความดัน (หรือการเกิดสุญญากาศ) ที่มากเกินพออย่างมีนัยสำคัญเพื่อให้ได้อัตราการไหลที่ต้องการ ทำให้อาจจำเป็นต้องตั้งค่าความดันที่จะทำให้ pallet ยกตัวนั้นต่ำกว่าค่าความดัน/สุญญากาศที่ใช้ในการออกแบบอย่างมีนัยสำคัญ ในส่วนนี้ผู้ใช้งานควรปรึกษาผู้ผลิตวาล์วว่าวาล์วระบายความดันดังกล่าวมีความสามารถเพียงพอที่จะรักษาระดับความดัน/สุญญากาศในถังให้อยู่ในขอบเขตที่ระบุไว้ในมาตรฐานการสร้างถังหรือไม่ เมื่อความต้องการระบายความดัน/ปกป้องสุญญากาศที่วาล์วระบายความดันต้องมีเพื่อให้ได้อัตราการไหลตามต้องการนั้นมีค่าสูงเกินกว่าข้อจำกัดของถังเก็บนั้น (คือความดันสูงเกินหรือสุญญากาศภายในถังที่ทำให้ได้อัตราการไหลผ่านวาล์วที่ต้องการนั้น มีค่ามากเกินกว่าค่าความดันที่ถังสามารถรับได้) ก็สามารถใช้วาล์วระบายความดันขนาดใหญ่หรือวาล์วระบายความดันจำนวนหลายตัวที่ทำงานโดยมีระดับการยกตัว (ของ pallet) ที่ลดลงเพื่อให้ได้ความสามารถในการระบายที่เพียงพอ โดยทั่วไปการใช้วาล์วระบายความดันขนาดใหญ่จำนวนน้อยแทนการใช้วาล์วระบายความดันขนาดเล็กจำนวนมากกว่าจะเหมาะสมกว่าเพื่อลดจำนวนจุดเชื่อมต่อเข้าไปภายในถัง

รูปที่ ๖ หัวข้อ C.2.2

หัวข้อ C.2.3 (รูปที่ ๗) กล่าวถึงการปิดแนบสนิท (ระหว่าง pallet และแท่นวางหรือ seat) และช่วงความดันของการระบายออก (blowdown) โดยในย่อหน้าแรกกล่าวว่าโดยทั่วไปจะใช้วัสดุที่นุ่มและไม่เหนียวติดมาทำเป็นพื้นผิวปิดกันการรั่วซึมของตัว pallet วัสดุชนิดนี้สามารถป้องกันไม่ให้ pallet เกาะติดกับช่องทางระบาย

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่าโดยทั่วไปการรั่วไหลตรงแท่นวาง pallet จะเริ่มเกิดขึ้นเมื่อระดับความดันอยู่ที่ 75% ถึง 90% ของค่าความดันที่ตั้งไว้ และค่านี้แตกต่างกันได้มากสำหรับเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน เมื่อความดันของถังเข้าใกล้ค่าความดันที่ตั้งไว้มากเท่าใด การรั่วไหลก็จะเกิดมากขึ้น

ย่อหน้าที่สามกล่าวว่าการรั่วไหลตรงแท่นวางนี้สามารถทำให้วาล์วปิดโดยไม่เปิดได้ (คือ pallet ไม่ยกตัวขึ้น) ถ้าไอระเหยของสารในถังเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์เมื่อสัมผัสกับอากาศ หรือไอระเหยที่รั่วออกมานั้นทำให้เกิดการทำความเย็นโดยอัตโนมัติ เกิดการควบแน่น และทำให้ความชื้นในอากาศแข็งตัว การใช้แก๊สเป่าไล่ (purging) บริเวณแท่นวาง (เช่นใช้แก๊สไนโตรเจน) หรือการใช้อุปกรณ์ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าหรือไอน้ำกับบริเวณดังกล่าว จะช่วยลดการยึดเกาะติดได้

หมายเหตุ : การทำความเย็นนั้นอาศัยการให้แก๊สความดันสูง (ที่มีอุณหภูมิต่ำพอ) ไหลผ่านรูเล็กไปยังฝั่งที่ความดันต่ำกว่า แก๊สที่รั่วออกมาจะมีอุณหภูมิลดลงและบางส่วนอาจเกิดการควบแน่นเป็นของเหลวได้ หรือทำให้ความชื้นในอากาศควบแน่นและกลายเป็นน้ำแข็งได้ รายละเอียดเพิ่มเติมเรื่องนี้อ่านได้ในเรื่อง "Compressibility factor กับ Joule-Thomson effect MO Memoir : Tuesday 23 August 2559" ส่วนการใข้แก๊สเป่าไล่นั้นจะเป่าไล่ไปบริเวณทางเข้าช่องระบาย เพื่อป้องกันไม่ให้ไอระเหยของสารในถังนั้นมาสะสมบริเวณดังกล่าวในสภาวะปรกติ ยกเว้นเมื่อความดันในถังเพิ่มสูงมากพอจนทำให้วาล์วเปิด

ย่อหน้าที่สามยังกล่าวต่อมาว่าผู้ผลิตบางรายจัดให้มีเทคโนโลยีพิเศษสำหรับการใช้งานกับสารที่เกิดการพอลิเมอร์ไรซ์ได้ โดยเฉพาะกรณีที่ทราบว่าการให้ความร้อนแก่อุปกรณ์ระบายความดันนั้นสามารถเพิ่มความเสี่ยงการเกิดการพอลิเมอร์ไรซ์ได้ (เช่นกรณีของสไตรีน) นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีพิเศษ (เช่นกรณีของถังหมัก) ที่ทำงานได้ด้วยไม่ต้องพึ่งแหล่งพลังงานจากภายนอก เพื่อการใช้งานในกรณีที่การแข็งตัวของความชื้นในอากาศสามารถก่อปัญหาได้

รูปที่ ๗ หัวข้อ C.2.3

ย่อหน้าที่สี่กล่าวว่าการรั่วไหลบริเวณแท่นวางอาจเกิดจากแรงตึงในการขันนอต (เรียกแบบไทย) ของตัวหน้าแปลนที่ไม่สม่ำเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของอุปกรณ์ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ เช่นในกรณีของอุปกรณ์ระบายความดันฉุกเฉินที่ใข้น้ำหนักเป็นตัวกด เพื่อป้องกันการเกิดปัญหานี้จึงแนะนำว่าควรระบุความหนาที่น้อยที่สุดของหน้าแปลนสำหรับหน้าแปลนตามมาตรฐาน API

หมายเหตุ : หน้าแปลนแบ่งความสามารถในการรับความดันด้วยการใช้ค่า "rating" (ค่าความดันในหน่วยปอนด์ต่อตารางนิ้ว) หน้าแปลนที่มีค่า rating สูงจะมีความหนาที่มากกว่าหน้าแปลนที่มีค่า rating ที่ต่ำกว่า และต้องการแรงบิดในการขันนอตให้แน่นที่สูงกว่าหน้าแปลนที่มีค่า rating ต่ำกว่า

ย่อหน้าที่ห้ากล่าวถึงการ "Blowdown" หรือการระบายออกซึ่งก็คือช่วงผลต่างระหว่างความดันที่ทำให้อุปกรณ์เปิด (ตัว pallet ยกตัวขึ้นจากแท่นวาง) และความดันที่ทำให้อุปกรณ์ปิด (ตัว pallet กลับมาวางตัวบนแท่นวางเหมือนเดิม) ผลต่างความดันนี้แสดงในรูปของค่าความดันหรือร้อยละของค่าความดันที่ตั้งค่าไว้ ปริมาณของการระบายออกเปลี่ยนแปลงไปตามการออกแบบอุปกรณ์ระบายความดัน ค่าการระบายของของอุปกรณ์ระบายความดันควรได้รับการประเมินถ้าหากมีการติดตั้งระบบแก๊สเฉื่อยป้องกันอากาศไหลเข้า (blanketing) ร่วมกับการใช้วาล์วระบายความดัน/สุญญากาศ

ย่อหน้าที่หกของหัวข้อ C.2.3 กล่าวว่าเมื่อต้องทำการเลือกอุปกรณ์ระบายความดันสำหรับบริเวณที่มีข้อจำกัดที่เข้มงวดเกี่ยวกับการปลดปล่อยไอระเหย ควรต้องนำค่าความต้องการค่าการรั่วไหลที่มากที่สุดในระหว่างการทำงานปรกติของถังเก็บมาพิจารณาด้วย

รูปที่ ๘ หัวข้อ C.2.4

หัวช้อ C.2.4 (รูปที่ ๘) เกี่ยวข้องกับขนาดของอุปกรณ์ระบายความดันและการตั้งค่าความดัน ย่อหน้าแรกกล่าวว่าโดยทั่วไปวาล์วระบายชนิด direct-acting มักจะมีขนาดในช่วงจาก 50 มิลลิเมตร (2 นิ้ว) ไปจนถึง 350 มิลลิเมตร (14 นิ้ว) อย่างไรก็ตามในกรณีของวาล์วระบายความดันที่วางเรียงซ้อนกัน (รูป C.4 e-f ในรูปที่ ๕) จะมีขนาดใหญ่ได้ถึง 700 มิลลิมเตร (24 นิ้ว)

ย่อหน้าที่สองกล่าวว่าช่วงค่าความดันที่ตั้งไว้สำหรับวาล์วชนิดใช้น้ำหนักกดจะสูงได้ถึง 6.9 kPa (16 ออนซ์ต่อตารางนิ้ว) และค่าความดันสุญญากาศได้ถึง -4.3 kPa (-10 ออนซ์ต่อตารางนิ้ว) ในกรณีของค่าความดันสูงหรือสุญญากาศที่อยู่นอกช่วงนี้ควรใช้วาล์วชนิดใช้สปริงกด ด้วยเหตุผลทางด้านโครงสร้างรับน้ำหนักและที่ว่างที่จะติดตั้งเพราะจะไม่มีที่ว่างสำหรับวางน้ำหนักเพิ่ม

การทดสอบยืนยันค่าความดันที่ตั้งไว้สำหรับอุปกรณ์ระบายความดันหลังการติดตั้งบนถังเก็บสามารถทำได้ด้วยการเพิ่มความดันในถังหรือสุญญากาศในถัง เพื่อที่จะเปลี่ยนค่าความดันที่ตั้งไว้ อาจทำได้ด้วยการ เพิ่มหรือลดน้ำหนักที่กดลงบน pallet, เปลี่ยน pallet ตัวใหม่, หรือทำการปรับแต่งสปริง (ถ้าใช้วาล์วระบายความดันชนิดใช้สปริงกด)

สำหรับตอนนี้คงพอแค่นี้ก่อนโดย Appendix C ยังมีต่ออีก

การดักจับ CO2 ด้วยสารละลายเอมีน MO Memoir : Tuesday 18 November 2568

การลดการปลดปล่อย CO₂ ด้วยการดักจับ CO₂ มันจะเป็นจริงได้ก็ต่อเมื่อกระบวนการดักจับนั้นต้องไม่ผลิต CO₂

ว่าแต่ในความเป็นจริงนั้นมันทำได้หรือเปล่า ถ้าทำได้จริงทำไมจึงไม่มีการนำมาใช้งานกันอย่างแพร่หลาย ทั้ง ๆ ที่เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องนั้นมันมีการใช้งานจริงในทางปฏิบัติอยู่แล้ว เพียงแต่ไม่ได้นำมาประยุกต์ใช้กับการดักจับ CO₂ เท่านั้น

การกำจัด CO₂ ออกจากแก๊ส ในกรณีที่ CO₂ มีความเข้มข้นสูงและมีอัตราการไหลของแก๊สที่สูงและต่อเนื่อง (เช่นในการแยก CO₂ ออกจากแก๊สธรรมชาติ) จะนิยมใช้การดูดซึม (absorption) ด้วยสารละลายที่เป็นเบสเช่น K₂CO₃ และเอมีน (amine) ต่าง ๆ (โรงแยกแก๊สธรรมชาติในบ้านเราก็มีกระบวนการเหล่านี้ในการดึงเอา CO₂ ออกจากแก๊สธรรมชาติ) จากนั้นจึงนำเอาสารละลายเบสที่อุดมไปด้วย CO₂ ไปให้ความร้อนเพื่อไล่ CO₂ ออกไป CO₂ ที่ถูกไล่ออกไปก็ปล่อยออกสู่บรรยากาศ กระบวนเหล่านี้เคยเล่าไว้เมื่อ ๑๐ ปีที่แล้วในเรื่อง "การกำจัด CO₂ และ H₂S ด้วยกระบวนการ Hot Potassium Carbonate Absorption MO Memoir : Monday 7 December 2558" และ "การกำจัด CO2 และ H2S ด้วยกระบวนการเอมีน (Amine gas treating process) MO Memoir : Friday 11 December 2558"

ต่อมาเมื่อกระแสการดักจับ CO₂ มาแรง ก็มีการทำงานวิจัยเพื่อศึกษาการนำเอากระบวนการเหล่านี้ โดยเฉพาะการใช้เอมีน มาเพื่อดักจับ CO₂ ออกจากแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล โดยอ้างว่าช่วยในการลดภาวะโลกร้อน โดยมีการศึกษาทั้งชนิดและความเข้มข้นของเอมีนที่จะทำให้ดักจับ CO₂ ได้ดีที่สุด

แต่สิ่งหนึ่งที่งานวิจัยเหล่านี้มักจะหลีกเลี่ยงไม่กล่าวถึงก็คือ แล้ว CO₂ ที่เอมีนดักจับเอาไว้เอาไปปล่อยทิ้งที่ไหน และความร้อนที่ต้องใช้ในการทำให้เอมีนร้อนเพื่อให้มันคาย CO₂ ออกมานั้นได้มาจากไหน และผลิต CO₂ ด้วยหรือไม่ (รูปที่ ๑) ซึ่งถ้าอ้างว่าแหล่งพลังงานความร้อนสำหรับต้มเอมีนนั้นเป็นแหล่งพลังงานสะอาด ก็ควรที่จะถามต่อไปว่าถ้าเช่นนั้นทำไมไม่เอาพลังงานความร้อนนั้นไปใช้แทนพลังงานร้อนที่ได้จากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล จะได้ไม่ต้องทำการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลให้มันเกิด CO₂ จะได้ไม่ต้องทำการดักจับ CO₂

ถามคำถามแบบนี้เมื่อใดในวงการดังกล่าว มีสิทธิ์สูงที่เขาจะไม่คุยด้วยต่อหรือไม่ก็ถูกเชิญออกจากวง :) :) :)

รูปที่ ๑ การใช้สารละลายเอมีน (amine) ในการดักจับ CO₂ ออกจากแก๊ส

พอโดนแย้งเรื่องดักจับมาเพื่อเอามาปล่อยทิ้งอีกที่หนึ่ง ก็เลยมีการเปลี่ยนเป็นดักจับแล้วไม่ปล่อย และไม่ต้องใช้ความร้อนในการต้มไล่ CO₂ ออกจากเอมีนด้วย ก็เลยเป็นที่มาของกระบวนการ mineralization คือเปลี่ยน CO₂ ที่เอมีนจับอยู่นั้นให้กลายเป็นของแข็งในรูป CaCO₃ ตกตะกอนออกมา และสารเคมีที่ใช้ก็คือ CaO โดยปฏิกิริยาที่เกิดก็คือ

Amine-CO₂ + CaO -----> Amine + CaCO₃

แต่ CaO เป็นสารที่ไม่ได้มีในธรรมชาติในปริมาณที่ทำเหมืองขุดมาใช้งานได้ ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันก็ได้มาจากการนำเอา CaCO₃ มาเผาที่อุณหภูมิสูงให้มันสลายตัวให้ CO₂ ออกมา และพลังงานความร้อนที่ต้องใช้ในการเผาก็ได้มาจากแหล่งพลังงานที่ CO₂ ออกมาเช่นกัน

นั่นคือย้ายการปล่อย CO₂ จากขั้นตอนการไล่ CO₂ ออกจากเอมีนเพื่อนำเอมีนกลับไปใช้งานใหม่ ให้ไปอยู่ที่การผลิต CaO แทน (รูปที่ ๒) คือให้มันเขยิบออกห่างไปอีกหน่อย

รูปที่ ๒ เปลี่ยนมาใช้ CaO ดึง CO₂ ออกจากแทนการต้มไล่

พอมีการทักเรื่องที่มาของ CaO ว่ามีการปลดปล่อย CO₂ และ CaO ก็ละลายน้ำได้น้อย การทำปฏิกิริยาก็ยาก ก็เลยมีการเปลี่ยนไปใช้สารตัวอื่นที่ละลายน้ำได้ และสารตัวที่มาแทนก็คือ CaCl₂ กระบวนการดึง CO₂ ออกจากเอมีนด้วย CaCl₂ ก็คล้ายกับกระบวนการที่ใช้ CaO (รูปที่ ๓)

แต่ก็ยังมีคำถามอยู่ดีว่า CaCl₂ มาจากไหน

รูปที่ ๓ เปลี่ยนจาก CaO มาเป็น CaCl₂ แทน

CaCl₂ ก็ทำนองเดียวกันกับ CaO คือมันไม่ได้มีเป็นแหล่งแร่ในธรรมชาติที่ขุดมาใช้งานได้เลยเหมือน CaCO₃ แหล่งที่มาหลักแหล่งหนึ่งในปัจจุบันก็คือกระบวนการ Solvay ที่ใช้ในการผลิตโซดาแอช (Soda ash หรือ Na₂CO₃) สารตั้งต้นหลักในการผลิตโซดาแอชคือ NaCl และ CaCO₃ โดยมีการใช้อุณหภูมิสูงในการเผา CaCO₃ ให้สลายตัวเกิดแก๊ส CO₂ เพื่อนำไปทำปฏิกิริยากับสารละลาย NaCl และ NH₃ ส่วน CaO ที่เหลืออยู่ก็จะถูกนำไปทำปฏิกิริยากับ NH₄Cl ทำให้ได้ CaCl₂ ออกมาและ NH₃ ที่สามารถนำกลับไปใช้ทำปฏิกิริยาใหม่ (รูปที่ ๔)

รูปที่ ๔ กระบวนการ Solvay ที่ใช้ผลิตโซดาแอช (Na₂CO₃) (จาก https://en.wikipedia.org/wiki/Solvay_process)

ในกระบวนการ Solvay ก็มีการผลิต CO₂ จากแหล่งพลังงานความร้อนที่ใช้ในการทำให้ CaCO₃ สลายตัว

ปฏิกิริยารวมของการดึง CO₂ ออกจากเอมีนด้วยสารละลาย CaCl₂ คือ

Amine-CO₂ + CaCl₂ + H₂O -----> Amine + CaCO₃ + 2HCl_(aq)

จากสมการข้างบนก็เกิดคำถามตามมาอีกก็คือ จะทำอย่างไรกับ HCl ที่เกิดขึ้น และ HCl ที่เป็นกรดนั้นเมื่ออยู่ร่วมกับเอมีนที่เป็นเบส จะเกิดปฏิกิริยาอย่างไรได้บ้าง ซึ่งตรงนี้คงต้องดูกันต่อไปว่าการแก้ปัญหานี้จะออกไปทางไหนกันอีก

Carbon Capture, Utilisation and Storage หรือที่ย่อว่า CCUS นั้นถ้าจะสามารถลดการปลดปล่อย CO₂ ได้จริงก็ต่อเมื่อกระบวนการ CCUS นั้นปลดปล่อย CO₂ น้อยกว่าปริมาณที่มันดักจับเอาไว้ได้ ถ้ามองเห็นประเด็นตรงนี้ก็จะเข้าใจว่าทำไมในเมื่อมีการศึกษาวิจัยกันอย่างแพร่หลาย จึงไม่มีการนำเอามาใช้งานจริงในทางปฏิบัติกันเสียที คือทำพอเป็นพิธีนั้นพอมีอยู่ แต่ห้ามถามเรื่องพลังงานที่ใช้ในกระบวนการว่าผลิต CO₂ มากน้อยแค่ไหน

การดักจับ CO2 ด้วย CaO MO Memoir : Sunday 9 November 2568

ผลการทดลองใด ๆ ก็ตามที่ออกมาสวนทางหรือขัดแย้งกับทฤษฎีหรือองค์ความรู้ที่ใช้กันอยู่ ควรต้องได้รับการตรวจสอบวิธีการทดลองและการวิเคราะห์ผลอย่างละเอียดถี่ถ้วน เพราะถ้ามันแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีหรือองค์ความรู้ที่เราใช้กันอยู่นั้นมันไม่ถูกต้องหรือสมบูรณ์แบบ มันจะเป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่

แต่จากประสบการณ์เท่าที่เคยเจอมา ผลมักจะออกมาว่า "เกิดจากวิธีการทดลองหรือการวิเคราะห์ที่ไม่เหมาะสมทุกครั้งไป"

ช่วงนี้กระแส Carbon Capture, Utilisation and Storage หรือที่ย่อว่า CCUS กำลังมาแรง แต่ถ้าสังเกตดูก็จะพบว่าเต็มไปด้วยงานวิจัยที่แทบจะไม่มีการนำออกมาใช้งานจริง หรือในบางกรณีก็เป็นการใช้งานจริงกับกรณีเฉพาะเท่านั้นโดยไม่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายทั่วไป นั่นเป็นเพราะ CO₂ เกิดจากการผลิต "พลังงาน" โดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล (หนึ่งในต้นตอหลัก) แต่การดักจับ CO₂ ก็ต้องใช้ "พลังงาน" และการเปลี่ยน CO₂ ไปเป็นสารอื่นก็ต้องใช้ "พลังงานมาก" นั่นก็เป็นเพราะ CO₂ เป็นสารที่มีค่าพลังงานในตัว (หรือ Enthalpy of Formation) ที่ต่ำมากอยู่แล้ว ดังนั้นปฏิกิริยาใด ๆ ที่จะนำ CO₂ ไปเปลี่ยนเป็นสารอื่นก็ต้องใช้พลังงานมากกว่ากระบวนการผลิตดั้งเดิม

ทีนี้ถ้าจะบอกว่าการดักจับและการเปลี่ยน CO₂ ไปเป็นสารอื่นนั้นสามารถทำได้ด้วยการใช้พลังงานสะอาด มันก็จะมีคำถามตามมาว่าถ้าเช่นนั้นทำไมไม่นำเองพลังงานสะอาดเหล่านั้นไปใช้แทนพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเลย จะได้ไม่ต้องมี CO₂ ให้ดักจับ

CaO หรือแคลเซียมออกไซด์ (calcium oxide) เป็นสารตัวหนึ่งที่มีการศึกษาเพื่อนำมาใช้เป็นสารดักจับ CO₂ ออกจากแก๊สปล่อยทิ้งกันอย่างแพร่หลาย มีบทความจำนวนไม่น้อยกล่าวถึงการใช้ CaO ในการดักจับ CO₂ แต่สิ่งหนึ่งที่บทความจะไม่กล่าวถึงคือการผลิต CaO นั้นมีการปลดปล่อย CO₂ เช่นกัน

รูปที่ ๑ เส้นสีส้มคือค่าความเข้มข้นของ CO₂ ในเฟสแก๊สที่สภาวะสมดุล ซึ่งจะเพิ่มสูงขึ้นตามอุณหภูมิเพราะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน

CaO เป็นสารที่ทำปฏิกิริยากับ CO₂ ในอากาศได้ง่าย ด้วยเหตุนี้เราจึงไม่พบแหล่ง CaO ในปริมาณที่มีนัยสำคัญในธรรมชาติ แต่อาจพบในรูปแบบปะปนอยู่กับสารอื่นในปริมาณไม่มาก แหล่งที่มาใหญ่สุดของ CaO ที่เราใช้กันในปัจจุบันคือการเผา CaCO₃ หรือแคลเซียมคาร์บอเนต (calcium carbonate) ที่อุณหภูมิสูงมากพอ (ระดับ 800ºC หรือสูงกว่า) เพื่อให้ CaCO₃ สลายตัวเป็น CaO และ "CO₂"

และแน่นอนว่าพลังงานหลักที่ต้องใช้ในการเผา CaCO₃ (ในปัจจุบัน) ก็ปลดปล่อย "CO₂" เช่นกัน

ดังนั้นถ้าอยากลดการปลดปล่อย CO₂ สิ่งหนึ่งที่ทำได้คือลดการผลิต CaO

สำหรับผู้เรียนเคมีแล้ว ต้องรู้จักหลักของเลอชาเตอลิเอ (Le Chatelier's Principle) ที่เกี่ยวข้องกับสมดุลเคมี ปฏิกิริยาการสลายตัวของ CaCO₃ ไปเป็น CaO และ CO₂ นั้นเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ดังนั้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นการเกิด CaO ก็จะเพิ่มขึ้น (หรือปริมาณ CaCO₃ จะลดลง) รูปที่ ๑ แสดงค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาดังกล่าวในช่วงอุณหภูมิต่าง ๆ จะเห็นว่าที่อุณหภูมิสูงขึ้น CaCO₃ มีแนวโน้มจะสลายตัวเป็น CaO มากขึ้น

รูปที่ ๒ ผลการทดลองที่มีการนำเสนอ ผลการทดลองนี้บอกว่าที่อุณหภูมิสูงขึ้น CaO จะดักจับ CaCO₃ ได้มากขึ้น ?????

เมื่อบ่ายวันศุกร์ที่ผ่านมาระหว่างนั่งฟังนิสิตปริญญาเอกรายหนึ่งนำเสนอผลการทดลองของเขาที่เกี่ยวข้องกับการใช้ CaO ในการดักจับ CO₂ ที่อุณหภูมิต่าง ๆ ในการทดลองของเขาใช้การดูดซับด้วยระบบเบดนิ่ง (fixed-bed) ที่ให้แก๊สผสมที่มี CO₂ ไหลผ่านเบด CaO แล้ววัดความเข้มข้น CO₂ ด้านขาออก โดยทำการวัดจน CaO ดูดซับ CO₂ จนอิ่มตัว แล้วจึงคำนวณหาปริมาณ CO₂ ที่ผ่านไป (ซึ่งเป็นปริมาณเดียวกันกับที่ CaO จับเอาไว้) ผลการทดลองของเขาออกมาว่า CaO จะทำการจับ CO₂ ได้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น ???? (รูปที่ ๒)

ช่วงถามคำถามผมก็ถามเขาไปว่าทำไปในสไลด์ก่อนหน้านี้คุณนำเสนอว่าอุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้ CaCO₃ สลายตัวคาย CO₂ ออกมา (รูปที่ ๓) แล้วทำไมตอนนี้นำเสนอผลการทดลองที่ตรงข้ามกัน แล้วจะอธิบายอย่างไร

รูปที่ ๓ สไลด์ที่นำเสนอก่อนหน้าบอกว่าอุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้ CaCO₃ สลายตัวคาย CO₂ ออกมา (ที่ Calciner)

ถ้าว่ากันตามความรู้พื้นฐานทางเคมีที่เราต่างเรียนกันมา เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะสูงขึ้น (โดยไม่สนว่าปฏิกิริยานั้นดูดหรือคายความร้อน) ดังนั้นในการทดลองนี้สิ่งที่ควรเห็นคือที่ในช่วงแรกที่เริ่มการดูดซับ การทดลองที่อุณหภูมิต่ำ (เส้นสีแดง) จะเห็นความเข้มข้น CO₂ ด้านขาออกสูงกว่าการทดลองที่อุณหภูมิสูง (เส้นสีเขียว) แต่เมื่อเวลาผ่านไป ความเข้มข้น CO₂ ด้านขาออกของการทดลองที่อุณหภูมิสูงจะเข้าถึงระดับความเข้มข้นด้านขาเข้า (เส้นสีน้ำเงิน) เร็วกว่า (คืออิ่มตัวก่อน) การทดลองที่อุณหภูมิต่ำ (ซึ่งใช้เวลานานกว่าจึงจะทำปฏิกิริยาสมบูรณ์) ดังรูปที่ ๔ ข้างล่าง

รูปที่ ๔ ผลการทดลองที่ควรจะเป็น

ส่วนที่ว่าทำไมเขาถึงได้ผลการทดลองที่ขัดแยังกับทฤษฎีที่ใช้กันอยู่นั้น คงต้องไปดูวิธีการทดลองโดยละเอียด

การเลือก Impeller ให้กับปั๊มหอยโข่ง และการป้องกัน Mechanial seal จากของแข็งแขวนลอย MO Memoir : Tuesday 28 October 2568

เมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมาได้เห็นข้อความการแก้ปัญหาปั๊มหอยโข่งรั่วไหลที่ mechanical seal โดยอธิบายว่าเนื่องจากปั๊มหอยโข่ง "ส่วนใหญ่" ถูกออกแบบมาสำหรับของเหลวที่ค่อนข้างสะอาด พอมาใช้กับของเหลวที่มีของแข็งแขวนลอย ก็เลยเกิดการขัดสีที่พื้นผิวสัมผัสของ mechanical seal ทำให้เกิดการรั่วไหล การแก้ปัญหาทำได้ด้วยการเปลี่ยน mechanical seal ตัวใหม่

อันที่จริงปั๊มหอยโข่งสามารถใช้สูบจ่ายของเหลวที่สะอาดและมีของแข็งแขวนลอยได้ เพียงแต่ต้องเลือกชนิด impeller และตัว mechanical seal ให้เหมาะสมเท่านั้นเอง และถ้าปัญหานั้นเกิดจากการใช้งานที่ไม่ถูกต้องหรือปั๊มไม่มีระบบป้องกัน mechanical seal จากของแข็งแขวนลอย การเปลี่ยน mechanical seal ที่เสียหายด้วย mechanical seal รูปแบบเดิม มันก็ไม่ใช่การแก้ปัญหาที่ถาวร

รูปที่ ๑ ๓ รายการแรกที่ google ให้มาเมื่อค้นด้วยข้อความ "how to choose impeller type for centrifugal pump"

เรื่องความเสียหายของตัว mechanical seal ที่เกิดจากวิธีการทำงานที่ไม่เหมาะสมเคยเล่าไว้ในเรื่อง "ผิดที่ Installation หรือ Operation MO Memoir : Monday 15 August 2559"

Impeller ของปั๊มหอยโข่งมีหลายรูปแบบ ซึ่งแต่ละรูปแบบก็เหมาะสมสำหรับงานที่แตกต่างกัน ทีนี้พอลองใช้ข้อความ "how to choose impeller type for centrifugal pump" ให้ google ค้นหา ก็ได้รายชื่อ ๓ รายการแรกดังแสดงในรูปที่ ๑ ก็เลยลองเข้าไปดูที่รายการแรกก่อน อันที่จริงในหน้าเว็บมันมีรายละเอียดอยู่เยอะ ก็เลยใช้วิธีพิมพ์ออกมาเป็นไฟล์ pdf แล้วตัวเอาเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องมาแสดง ข้อมูลที่เกี่ยวข้องที่รายการแรกให้ไว้แสดงในรูปที่ ๒ ข้างล่าง

รูปที่ ๒ ลองเข้าไปดูสิ่งที่รายการแรกให้ไว้ คัดมาเฉพาะส่วน Open impeller และ Closed impeller

ข้อมูลที่รายการแรกให้ไว้คือบอกว่า Open impeller นั้นเหมาะสำหรับของเหลวที่ "ไม่มี" ของแข็งแขวนลอย (ตรงที่ขีดเส้นใต้สีแดง) ส่วน Closed impeller นั้นมีประสิทธิภาพในการจัดการกับของเหลวที่มีของแข็งร่วม ซึ่งพอได้อ่านแล้วก็รู้สึกแปลก ๆ เพราะมันขัดกับสิ่งที่ได้เรียนรู้มา ก็เลยลองค้นข้อมูลที่รายการอื่นให้ไว้

รายการที่สองนำมาแสดงไว้ในรูปที่ ๓ เจ้านี้บอกว่า (ในกรอบสีเหลี่ยมสีแดง) สำหรับของเหลวที่มีของแข็งปน Open impeller จะมีความเหมาะสมมากกว่า ในขณะที่ Closed impeller มีแนวโน้มที่จะเกิดการอุดตันและการขัดสี

จะเห็นว่าบอกในสิ่งที่ตรงข้ามกับรายการแรก แต่ถ้าอ่านข้อมูลที่รายการแรกให้ไว้ก็จะเห็นความไม่สมเหตุสมผลอยู่ตรงที่ เขาบอกว่า Closed impeller เหมาะกับของเหลวที่มีของแข็ง แต่ทำความสะอาดยาก

ข้อมูลของรายที่สาม (รูปที่ ๔) และรายที่สี่ (รูปที่ ๕) ก็กล่าวในทำนองเดียวกัน คือ Open impeller ทนต่อของเหลวที่มีของแข็งปนอยู่

เรื่องนี้ก็เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่าเวลาสืบค้นข้อมูลใด ๆ ทางอินเทอร์เน็ต ก็ควรจะสอบทานจากแหล่งที่มาหลายแหล่งว่ากล่าวเหมือนกันหรือไม่

รูปที่ ๓ อันนี้เป็นของอีกรายหนึ่ง จะเห็นว่าให้ข้อมูลที่ขัดแย้งกับรูปที่ ๒

รูปที่ ๔ รายนี้ก็บอกว่า Open impeller เหมาะสำหรับของเหลวที่มีของแข็งปน

รูปที่ ๕ รายนี้ก็เช่นกัน กล่าวว่า open impeller ทนต่อของแข็งมากกว่า

ส่วนที่ว่าการป้องกันของแข็งและความร้อนไม่ให้ทำความเสียหายต่อ mechanical seal ทำได้ด้วยการใช้ของเหลวที่สะอาด (ปรกติก็จะเป็นของเหลวชนิดเดียวกับ process fluid) อัดเข้าไปตรงบริเวณ mechanical seal ที่เรียกว่า flushing เพื่อดันไม่ให้ของแข็งไหลเข้ามายังบริเวณดังกล่าว และถ้าของเหลวดังกล่าวมีอุณหภูมิต่ำกว่า process fluid ก็จะเป็นการช่วยลดความร้อนให้กับ mechanical seal ด้วย รูปแบบการทำ flushing มีหลายรูปแบบสามารถไปดูรายละเอียดได้ใน API 610 และ API 682 หรือจะลองค้นด้วยคำ "API Plan" ดูก็ได้

เมื่อ AI ให้คำตอบที่ตรงข้ามกัน MO Memoir : Friday 24 October 2568

เรื่องนี้คงเป็นตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่า ด้วยข้อสงสัยเดึยวกัน แต่ถามด้วยรูปแบบคำถามที่แตกต่างกัน AI ก็สามารถใช้คำตอบที่ตรงข้ามกันได้

เมื่อผมต้องการสร้างไฟล์สำหรับการนำเสนอบนหน้าจอ (และอาจต้องมีการแปลงเป็นคลิป mp4 ด้วย) พอจะใช้โปรแกรม impress ของ OpenOffice มันก็ไม่สามารถแปลงไฟล์ .odp เป็น .mp4 ได้ (ตัวนี้เป็นของ Apache) แต่พอไปใช้ Powerpoint ที่สามารถแปลงไฟล์ .pptx ไปเป็น .mp4 ได้ ก็มีปัญหาบางอย่างที่ไม่ค่อยชอบเท่าใดนัก ก็เลยลองค้นด้วย google ว่ามีวิธีใดบ้างที่จะสามารถเปลี่ยนไฟล์ .odp ไปเป็น .mp4 ได้ และด้วยการใช้คำถาม "แปลงไฟล์ .odp เป็น mp4" ก็ได้คำตอบมาดังแสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่าง โดยอันแรกที่ปรากฏคือข้อมูลภาพรวมโดย AI ที่บอกว่าสามารถใช้ LibreOffice (เป็น OpenOffice อีกตัวหนึ่ง)

รูปที่ ๑ เมื่อค้นว่าทำอย่างไรเพื่อจะเปลี่ยนไฟล์ .odp ไปเป็น mp4 ได้ คำตอบหนึ่งที่ AI ของ google ให้มาก็คือไปใช้ซอร์ฟแวร์ LibreOffice

พอเห็นอย่างนี้ก็เลยไปดาวน์โหลด LibreOffice เวอร์ชัน 25.8.2.2 ที่เป็นตัวล่าสุดมาติดตั้ง แล้วทำตามขั้นตอน "วิธีที่ 2" ที่แสดงในรูปที่ ๑ กลับไม่พบคำสั่ง "Create Video ..." ดังแสดงในรูปที่ ๒

รูปที่ ๒ พอทำตามข้อความในกล่องสี่เหลี่ยมสีแดงในรูปที่ ๑ กลับไม่พบคำสั่งที่มีการกล่าวถึง

ที่นี้ลองถาม google ใหม่อีกที โดยถามว่า "odp to mp4 libreoffice" ข้อมูลภาพรวม AI ที่ปรากฏขึ้นมาเป็นรายการแรกกลับบอกว่า LibreOffice ไม่สามารถทำได้โดยตรง ต้องไปใช้ซอร์แวร์ของ third party

รูปที่ ๓ ถามใหม่อีกที คราวนี้บอกทำไม่ได้

สารเคมีรั่วไหลจากถังปฏิกรณ์อันเป็นผลจากความดันสูงเกิน MO Memoir : Friday 17 October 2568

ในบ้านเรา ผู้ที่เรียนทางวิศวกรรมเคมีจำนวนไม่น้อย (อาจจะเป็นส่วนใหญ่ด้วยซ้ำ) และรวมทั้งอาจารย์ผู้สอนด้วย มักชอบคิดว่าวิชาเคมีที่เรียนไปนั้นแทบไม่มีการนำไปใช้งานทางปฏิบัติ

การที่มีความคิดเช่นนี้อาจเป็นเพราะว่าไม่ได้ทำการออกแบบกระบวนการผลิตโดยเริ่มจากศูนย์ คำว่าเริ่มจากศูนย์ในที่นี้คือการออกแบบโดยเริ่มจากการที่มีเพียงแค่ปฏิกิริยาเคมี "ที่ต้องการ" แล้วต้องมาทำการพิจารณาต่อว่าจะให้มันทำปฏิกิริยากันอย่างไร ปฏิกิริยาข้างเคียง "ที่ไม่ต้องการ" ที่มีสิทธิเกิดมีปฏิกิริยาใดบ้าง และถ้าเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่ต้องการเหล่านั้น จะจัดการอย่างไรกับผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาข้างเคียงที่เกิดขึ้น เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการโดยที่สามารถดำเนินการผลิตได้อย่างปลอดภัย ซึ่งความรู้วิชาเคมีนั้นจำเป็นสำหรับการมองหาปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการที่มีสิทธิ์เกิด และการจัดการกับผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการที่เกิดขึ้น

รูปที่ ๑ สารเคมีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องในเหตุการณ์

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากรายงานการสอบสวนของ Health & Safety Executive (HSE) ของประเทศอังกฤษชื่อเรื่อง "Release of chemicals from International Biosynthetics Ltd." ซึ่งเป็นรายงานสอบสวนเหตุการณ์การรั่วไหลของสารเคมีที่เกิดเมื่อวันที่ ๗ ธันวาคม ค.ศ. ๑๙๙๑ (พ.ศ. ๒๕๓๔) เมื่อเวลาประมาณ ๑๑.๓๐ น โดยมีสารเคมีประมาณ ๓.๕ ตันรั่วไหลออกจากถังปฏิกรณ์ เกิดเป็นไอหมอกควันแพร่ลอยไปตามลมเป็นระยะทาง ๔ กิโลเมตร ส่งผลให้มีผู้ได้รับผลกระทบประมาณ ๖๐ คน

สาเหตุที่ทำให้สารเคมีรั่วไหลเป็นเพราะความดันในถังปฏิกรณ์ที่ใช้ผลิตสารเคมีนั้นเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็วจนระบบระบายความดันที่มีอยู่นั้นไม่สามารถระบายได้ทัน ทำให้ท่อที่ต่อเข้าเครื่องควบแน่นไอเกิดความเสียหาย สารเคมีที่บรรจุอยู่ในถังปฏิกรณ์จึงรั่วไหลออกมา

ถังปฏิกรณ์ที่เกิดเหตุนั้น (ดูรูปที่ ๒ ประกอบ) เป็นชนิดถังปั่นกวน (stirred tank ขนาด 6.3 m³) สามารถให้ความร้อนด้วยน้ำร้อนผ่านทางผนัง (ที่เรียกว่า jacket) หรือระบายความร้อนด้วยน้ำหล่อเย็นหรือ brine water (อุณหภูมิประมาณ -10ºC) ไอระเหยของสารเคมีในถังจะลอยเข้าสู่เครื่องควบแน่นด้านบนที่วางตั้งในแนวดิ่ง (vertical condenser) ที่จะควบแน่นให้ไอที่ระเหยนั้นเป็นของเหลวไหลกลับเข้าสู่ถังปฏิกรณ์ใหม่ การควบคุมความดันภายในถังอาศัย Pressure control valve (PCV) ที่ระบายแก๊สในถังไปยังระบบดักจับสารเคมี (scrubbing column) เพื่อกำจัดสารเคมีที่เป็นพิษออกจากแก๊ส ส่วนการป้องกันความดันสูงเกิดอาศัยวาล์วระบายความดัน Pressure relief valve (PRV) ที่ด้านทางเข้านั้นได้รับการปกป้องไว้ด้วย Bursting disc (หรือ Rupture disc) ที่ทำการระบายแก๊สออกไปยังระบบดักจับสารเคมีเช่นกัน

รูปที่ ๒ ถังปฏิกรณ์ที่เกิดเหตุ

น้ำจะแข็งตัวเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0ºC แต่ถ้ามีเกลือละลายอยู่ (หรือบางรายก็อาจใช้สารพวก antifreeze เช่นพวกไกลคอล (glycol) ต่าง ๆ) ก็จะทำให้จุดเยือกแข็งลดต่ำลง สามารถนำน้ำนี้มาใช้เป็นน้ำหล่อเย็นที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0ºC ได้ น้ำนี้เรียกว่า "brine water" โดยใช้ระบบทำความเย็นลดอุณหภูมิของ brine water ให้ต่ำถึงระดับที่ต้องการแล้วจึงนำน้ำเย็นที่ได้ไปใช้เป็นสารหล่อเย็น

bursting disc หรือ rupture disc เป็นอุปกรณ์ระบายความดันที่จะฉีกขาดเมื่อความดันถึงค่าที่กำหนด อุปกรณ์ตัวนี้ระบายความดันได้รวดเร็วกว่าพวกวาล์วระบายความดัน จึงมักใช้กับระบบที่คาดว่ามีโอกาสที่จะมีความดันขึ้นสูงอย่างรวดเร็ว แต่เมื่อมันทำงานแล้วจะไม่สามารถปิดตัวเอง ต้องหยุดเดินเครื่องโรงงานเพื่อเปลี่ยนตัวใหม่ แต่ก็มีการนำมาใช้งานร่วมกับวาล์วระบายความดัน เพื่อป้องกันตัววาล์วจากสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงหรือก่อให้เกิดคราบของแข็งเกาะติดได้ การใช้งานเพื่อวัตถุประสงค์นี้จะติดตั้ง bursting disc ไว้ทางด้านขาเข้าของวาล์วระบายความดัน

ในช่วงเวลาที่เกิดเหตุ ถังปฏิกรณ์ดังกล่าวถูกใช้เพื่อผลิตสารมัธยันต์ (intermediate) เพื่อนำไปใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องการต่อไป สารที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาประกอบด้วย โทลูอีน (toluene C₆H₅-CH₃) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย, N,N-dimethyl aniline (DMA) ที่เป็นสารตั้งต้น (เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง) และแก๊สฟอสจีน (phosgene) ที่เป็นสารตั้งต้นอีกตัวหนึ่ง ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือ acid chloride (รายงานการสอบสวนระบุไว้เพียงแค่นี้ แต่ดูจากปฏิกิริยาที่น่าจะเกิดแล้วคิดว่าน่าจะเป็นตัวที่แสดงไว้ในรูปที่ ๑) โดยในการทำปฏิกิริยานั้นจะทำการเติมโทลูอีนกับฟอสจีนเข้าไปในถังปฏิกรณ์ก่อน จากนั้นจึงค่อยเติม N,N-dimethyl aniline ลงไป โทลูอีนที่ใช้นั้นมีทั้งโทลูอีนใหม่ที่มาจากถังเก็บ และ recycled toluene ที่ได้มาจากการแยกเอาผลิตภัณฑ์และสารอื่นออกไป

ปฏิกิริยาที่เกิดนั้นเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน แต่ปฏิกิริยาจะเริ่มเกิดได้เมื่อระบบมีอุณหภูมิสูงพอ ด้วยเหตุนี้ทางฝั่งด้าน jacket ของถังปฏิกรณ์จึงมีทั้งน้ำร้อนเพิ่มอุณหภูมิเพื่อกระตุ้นให้ปฏิกิริยาเกิด และน้ำหล่อเย็นเพื่อระบายความร้อนที่ปฏิกิริยาปลดปล่อยออกมา ลำดับขั้นตอนการทำงานที่ออกแบบไว้ตอนแรกมีดังนี้

(1) เปิด brine cooling (อุณหภูมิ -10ºC) เข้าด้าน jacket ของถังปฏิกรณ์

(2) เติม recycled toluene 1 ตัน เข้าถังปฏิกรณ์

(3) เติมโทลูอีนใหม่อีก 2 ตัน

(4) เติมฟอสจีน 20 กิโลกรัม

(5) เติมฟอสจีน 0.8 ตัน

(6) ป้อน DMA 1.6 ตัน และคงอุณหภูมิไว้ให้ต่ำกว่า 30ºC

(7) ให้ความร้อนจนระบบมีอุณหภูมิสูงถึง 65ºC

(8) คงอุณหภูมิไว้ที่ 65ºC เป็นเวลา 12 ชั่วโมง

(9) ถ่ายสารผสมในถังปฏิกรณ์ไปยังกระบวนการถัดไป

เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างฟอสจีนกับน้ำเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ทางบริษัทเกรงว่าถ้าในระบบมีน้ำปนเปื้อนมากเกินไปจะเกิดความร้อนสูงเกิน จึงได้ออกแบบขั้นตอนการทำงานให้มีการเติมฟอสจีนปริมาณไม่มากเข้าไปก่อนคือในขั้นตอนที่ (4) ถ้าพบว่าอุณหภูมิในระบบเพิ่มสูงเกิน 1.0ºC ก็แสดงว่ามีน้ำปนเปื้อนอยู่มาก ก็ต้องมาทำการปรับเพิ่มปริมาณฟอสจีนที่ต้องเติมในขั้นตอนที่ (5) เนื่องจากปฏิกิริยาเกิดในเฟสของเหลว อุณหภูมิที่วัดจึงต้องเป็นอุณหภูมิในเฟสของเหลว ตำแหน่งของตัววัดอุณหภูมิที่ติดตั้งในถังปฏิกรณ์จึงค่อนข้างต่ำ (ดูรูปที่ ๑) เพื่อให้มั่นใจว่ามันจะจมอยู่ในของเหลว

รายงานไม่ได้กล่าวว่าน้ำปนเปื้อนนั้นมาจากไหน แต่ดูจากลำดับการทำงานแล้วแสดงว่ามากับโทลูอีน ปรกติโทลูอีนสามารถละลายในน้ำได้ในปริมาณเล็กน้อย และน้ำปริมาณเล็กน้อยก็สามารถละลายเข้าไปในโทลูอีนได้เช่นกัน ที่มาของน้ำมีได้ตั้งแต่เกิดจากปฏิกิริยาข้างเคียง, การควบแน่นของความชื้นในอากาศ (ถ้าโทลูอีนในถังเก็บนั้นสัมผัสกับอากาศ) และจากกระบวนการกลั่นให้โทลูอีนบริสุทธิ์ (เช่นด้วยการฉีดไอน้ำเข้าไปในโทลูอีนโดยตรง เพื่อไล่องค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำกว่าออกไป หรือถ้าในกรณีที่โทลูอีนเป็นสารที่มีจุดเดือดต่ำสุดในสารผสม โทลูอีนก็จะระเหยออกมากับไอน้ำที่ถูกฉีดเข้าไป)

ในการออกแบบขั้นตอนการทำงานครั้งแรกนั้น กำหนดให้ในเติมฟอสจีนในขั้นตอนที่ (4) เพียงแค่ 10 กิโลกรัม และดูว่าอุณหภูมิในระบบเพิ่มสูงเกิน 2.5ºC หรือไม่ ซึ่งเมื่อเข้าสู่การพิจารณาทบทวน ก็มีคำถามขึ้นมาว่าปริมาณฟอสจีนเพียงแค่ 10 กิโลกรัมนั้นสามารถทำให้เกิดความร้อนมากพอที่จะทำให้อุณหภูมิในระบบ (คืออุณหภูมิของโทลูอีน 3 ตัน) สูงขึ้น 2.5ºC ได้หรือไม่ ทำให้เกิดคำถามว่าจะสามารถใช้เงื่อนไขนี้เป็นตัวบอกว่าในระบบมีน้ำปนเปื้อนมากเกินไปได้หรือไม่ ด้วยเหตุนี้ทางผู้พิจารณาจึงได้มีการเสนอแนะให้พิจารณาการเพิ่มปริมาณฟอสจีนที่เติม หรือทำการปรับเปลี่ยนขั้นตอนการทำงานให้เหมาะสม ทางบริษัทจึงได้ทำการปรับเปลี่ยนขั้นตอนที่ (4) โดยให้เพิ่มปริมาณฟอสจีนเป็น 20 กิโลกรัม และปรับค่าการเพิ่มของอุณหภูมิให้ลดเหลือ 1ºC

ทางผู้พิจารณากล่าวเอาไว้กลาง ๆ ว่าให้ทบทวนว่าขั้นตอนการทดสอบที่ออกแบบไว้นั้นสามารถใช้ทดสอบได้จริง ซึ่งทางบริษัทก็ได้ทำการแก้ไขขั้นตอนการทำงาน แต่ไม่ได้ทำการทดสอบว่าขั้นตอนที่แก้ไขแล้วนั้นสามารถใช้ทดสอบได้จริงเนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงผู้ทำงาน ความเห็นเรื่องการให้ทบทวนวิธีการทำงานจึงถูกเก็บเข้าแฟ้มไว้ และผู้ที่ทำงานอยู่ในช่วงที่เกิดอุบัติเหตุก็ไม่ทราบเรื่องนี้

ประเด็นหนึ่งที่เกิดขึ้นในระหว่างการศึกษา Hazard and operability (ที่เรียกกันย่อ ๆ ว่า HAZOP) คือจะมีการเติมโทลูอีนเข้าไปในถังปฏิกรณ์น้อยเกินไป ทำให้ตัวตรวจวัดอุณหภูมินั้นไม่จมอยู่ใต้ผิวของเหลว ซึ่งถ้าเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวจะทำให้ไม่สามารถตรวจพบการเพิ่มของอุณหภูมิได้ จึงได้มีการออกแบบป้องกันด้วยการติดตั้ง flow meter เพื่อวัดปริมาณโทลูอีนใหม่ที่ป้อนเข้าถัง (เพราะโทลูอีนส่วนใหญ่มาจากทางนี้) เพื่อให้มั่นใจว่าระดับโทลูอีนในถังจะสูงเพียงพอ

แต่ก็ไม่ได้ทำการพิจารณาว่าถ้า flow meter ตัวนี้ไม่ทำงานหรือหรือให้ข้อมูลผิดพลาดแบบ positive reading (คือบอกว่ามีการไหลแต่ในความเป็นจริงไม่มี) ซึ่งประเด็นนี้ก็มีบทบาทในอุบัติเหตุที่เกิด

การผลิตเริ่มครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. ๑๙๙๑ (พ.ศ. ๒๕๓๔) ซึ่งในครั้งนั้นก็เกิดปัญหาอุณหภูมิในถังปฏิกรณ์เพิ่มสูงเกิน คือเต็มค่าสูงสุดที่ตัวตรวจวัดอุณหภูมิอ่านได้ (ค่าสูงสุดที่เครื่องวัดแสดงได้คือ 130ºC แม้ว่าอุณหภูมิจริงจะสูงกว่านี้) ความดันในระบบสูงจนวาล์วระบายความดันเปิดเพื่อระบายความดัน ซึ่งในขณะนั้นเชื่อว่าเกิดจากความร้อนของปฏิกิริยาที่ระบายออกมาทั้งหมดในเวลาเพียงแค่ประมาณ 1.5 ชั่วโมงแทนที่จะเป็น 8-16 ชั่วโมง แต่การผลิตก็ได้ดำเนินต่อไปอีก 77 ครั้ง โดยในระหว่างนี้มีการพบอุณหภูมิเพิ่มขึ้นสูง 6 ครั้ง

ในการผลิตครั้งหนึ่งนั้นหน้าจอคอมพิวเตอร์แสดงว่ามีโทลูอีนไหลเข้าระบบ แต่ supervisor ในกะนั้นพบว่าในความเป็นจริงนั้นวาล์วของท่อป้อนโทลูอีนนั้นปิดอยู่ (คือในความเป็นจริงไม่มีการไหล) จึงได้ทำการแก้ไขด้วยการเปิดวาล์ว ปัญหานี้แสดงให้เห็นว่าหน้าจอการแสดงผลนั้นมีความผิดพลาด แต่ก็ไม่ได้รับการแก้ไข เนื่องจากไม่มีการรายงาน จนกระทั้งหลังเกิดการรั่วไหลจึงมีการตรวจพบว่าตัว flow meter นั้นมีปัญหา และสามารถส่งสัญญาณว่ามีการไหลไปยังคอมพิวเตอร์ควบคุมได้ทั้งที่ความจริงนั้นไม่มีการไหล

การผลิตครั้งที่ 78 ซึ่งเป็นครั้งที่เกิดเหตุนั้นเริ่มเมื่อเวลาประมาณ ๒๑.๓๐ น ของวันศุกร์ที่ ๖ ธันวาคม โดยโอเปอร์เรเตอร์ได้ดำเนินการตามขั้นตอน (1) และ (2) (เปิด brine cooling และเติม recycled toluene เข้าถังปฏิกรณ์) จากนั้นก็ปล่อยทิ้งไว้ 9 ชั่วโมงเพื่อรอให้ recycled DMA และโทลูอีนมีพร้อมใช้งาน ในช่วงเวลานี้มีความเป็นไปได้ที่น้ำที่มีปนเปื้อนอยู่ในระบบนั้นจะกลายเป็นน้ำแข็ง (brine cooling มีอุณหภูมิ -10ºC และน้ำแข็งที่เกิดขึ้นน่าจะจมลงข้างล่าง)

ช่วงเช้าวันที่ ๗ เมื่อมี recycled DMA พร้อมใช้งาน โอเปอร์เรเตอร์ก็ดำเนินการตามขั้นตอนที่ (3) ที่เป็นการเติมโทลูอีนใหม่เข้าถังปฏิกรณ์ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นจริงก็คือหน้าจอคอมนั้นแสดงว่ามีโทลูอี่นไหลเข้าระบบ แต่ในความเป็นจริงนั้นวาล์วของท่อป้อนโทลูอีนใหม่นั้นปิดอยู่ ด้วยเหตุนี้ระดับของเหลวจึงไม่สูงขึ้น ตัวตรวจวัดอุณหภูมิจึงไม่จุ่มอยู่ใต้ผิวของเหลว

ขั้นตอนที่ (4) และ (5) นั้นเกิดขึ้นก่อนการเปลี่ยนกะ โอเปอร์เรเตอร์กะใหม่จึงดำเนินการต่อในขั้นตอนที่ (6) และ (7) (คือเติม DMA เข้าระบบและให้ความร้อน) และเมื่ออุณหภูมิในถังปฏิกรณ์เพิ่มสูงถึง 65ºC อุณหภูมิก็ยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องจนเกิน 100ºC ภายในเวลา 15 นาที ในเวลาเดียวกันความดันในระบบก็เพิ่มสูงขึ้นจนวาล์วระบายความดันทำงาน แต่ก็ยังไม่สามารถระบายความดันได้ทัน ความดันยังเพิ่มสูงขึ้นต่อเนื่องจนท่อทางเข้า vertical condenser เกิดการพัง สารที่อยู่ในถังปฏิกรณ์จึงรั่วไหลออกมา

สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุที่การสอบสวนค้นพบมีหลายสาเหตุเช่น

- แม้ว่าฟอสจีนจะทำปฏิกิริยากับน้ำได้รวดเร็ว แต่ในกรณีของระบบ น้ำ-โทลูอี่น-ฟอสจีน นั้น ปฏิกิริยาเกิดช้ากว่ามาก แม้ว่าจะเพิ่มอุณหภูมิจนถึง 50ºC ไม่ว่าน้ำนั้นจะอยู่ในรูปของหยดน้ำแขวนลอยอยู่ในโทลูอีน หรือเป็นชั้นน้ำที่จมอยู่ข้างกล่าง และในกรณีนี้ก็มีความเป็นไปได้ที่น้ำนั้นจะกลายเป็นก้อนน้ำแข็ง ทำให้น้ำไม่ทำปฏิกิริยากับฟอสจีนหรือทำได้ยาก ดังนั้นวิธีการตรวจสอบการปนเปื้อนของน้ำด้วยการสังเกตจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อป้อนฟอสจีนเข้าไปนั้น จึงไม่น่าจะใช้ได้

- การค้นพบอย่างหนึ่งก็คือ แม้ว่าฟอสจีนจะทำปฏิกิริยากับน้ำที่ปนเปื้อนอยู่กับโทลูอีนได้ช้า แต่เมื่อเติม DMA เข้าไปกลับพบว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งต่อมาภายหลังก็พบว่าน้ำที่ปนเปื้อนในปริมาณเล็กน้อยนั้นอาจทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่าง DMA กับฟอสจีน ทำให้เกิดการคายความร้อนอย่างรวดเร็ว

- หลังเกิดอุบัติเหตุพบว่า acid chloride ที่เป็นผลิตภัณฑ์นั้นสามารถสลายตัวได้เมื่ออุณหภูมิสูงเกินกว่า 120ºC และให้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นแก๊ส ซึ่งเป็นการเพิ่มทั้งความร้อนและความดันให้กับระบบ

ในปฏิกิริยานี้ ฟอสจีนเป็นสารอันตราย (ถูกจัดว่าเป็นอาวุธเคมี และมีการใช้ตั้งแต่สมัยสงครามโลกครั้งที่ ๑) ดังนั้นการทำปฏิกิริยาจะเกิดด้วยอัตราส่วน 1:1 โดยโมล แต่เพื่อความปลอดภัยจึงใช้ DMA ในปริมาณที่มากเกินพอเพื่อให้ฟอสจีนทำปฏิกิริยาหมด (แต่ก็ต้องมีการแยก DMA ที่เหลือจากการทำปฏิกิริยาเพื่อนำกลับมาใช้งานใหม่) ด้วยเหตุนี้เมื่อมีการรั่วไหลเกิดขึ้นจีงไม่มีฟอสจีนรั่วไหลออกมาด้วยเพราะทำปฏิกิริยาไปจนหมดแล้ว