วันพุธที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2561

UVCE case 1 TPI 2531(1988) MO Memoir : Wednesday 29 August 2561

"... เอ็นจิเนียร์ ..(จับใจความไม่ได้).. เหลือแต่เหล็กของบูทรองเท้าหัวเหล็ก และยังมีเอ็นจิเนียร์อีกหลายคนที่หน้าแบบ .. แบบนี้ครับ ทุกวันนี้ยังมีชีวิตอยู่นะครับ อายุก็ใกล้ ๆ กับผม หลายคนก็ยังทำงานอยู่ที่นั่น ..."
 
ข้อความข้างต้นผมถอดมาจากส่วนหนึ่งของวิดิทัศน์บันทึกการบรรยายของผู้บริหารระดับสูงท่านหนึ่ง ที่ท่านมาบรรยายให้กับนิสิตและคณาจารย์ของภาควิชาฟัง เมื่อวันศุกร์ที่ ๒๘ มิถุนายน ๒๕๕๖ หรือเมื่อ ๖ ปีที่แล้ว
 
เหตุการณ์การระเบิดครั้งนั้นเกิดขึ้นเมื่อเดือนธันวาคม ๒๕๓๑ ผมเองเพิ่งจบได้ไม่ถึงปี ตอนนั้นก็ทำงานอยู่ที่ระยองพอดี รุ่งเช้ายังมีโอกาสได้ไปดูตัวโรงงานที่ได้รับความเสียหายจากภายนอก และได้มีโอกาสได้ฟังข้อมูลจากทางเจ้าหน้าที่ตำรวจที่เป็นหนึ่งในผู้สวบสวนอุบัติเหตุ ซึ่งตอนนั้นทางบริษัทที่ผมทำงานอยู่เขาเชิญมาบรรยายให้ฟังว่าเกิดอะไรขึ้น เพราะบริษัทที่ผมทำงานอยู่นั้นก็ใช้กระบวนการผลิตทำนองเดียวกัน
 
อีกราว ๆ ครึ่งปีถัดมาผมก็ลาออกจากงานที่ระยองเพื่อรับทุนไปศึกษาต่อ ตอนนั้นผมบอกกับอาจารย์ที่เขาอยากให้ผมรับทุนไปเป็นอาจารย์ว่า ให้ไปขอกับกรรมการผู้จัดการบริษัท เพราะเขาส่งผมไปอบรมที่ญี่ปุ่น และผมยังไม่ได้อยู่ start up โรงงานให้เขา ถ้าเขาอนุญาตให้ผมไป ผมก็ยินดีไป แกก็เลยติดต่อไปยังกรรมการผู้จัดการบริษัทที่ผมทำงานอยู่โดยตรง (เขาเป็นเพื่อนกัน) ปรากฏว่ากรรมการผู้จัดการเขาอนุญาต ผมก็เลยได้มานั่งทำงานอยู่ตรงนี้จนถึงทุกวันนี้
 
สาเหตุของเหตุการณ์ดังกล่าวค้างคาใจผมมาตลอด จนกระทั่งเรียนจบและกลับมาทำงาน ได้มีโอกาสพบกับผู้รอดชีวิตรายหนึ่งจากเหตุการณ์ดังกล่าว (เขามาเรียนโทภาคนอกเวลาราชการที่ภาควิชา) แต่พอได้เห็นสภาพบาดแผลที่เขาได้รับจากการถูกไฟคลอก ผมก็ไม่กล้าถามเขาเรื่องนั้น ใช่แล้วครับ ผมเข้าใจความหมายของข้อความที่ผมเน้นไว้ในย่อหน้าแรก


ถ้ายังสงสัยอยู่ว่าเรื่องนี้เกี่ยวข้องกับอะไร และยังไม่มีความรู้พื้นฐานในเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้อง ขอแนะนำให้อ่าน Memoir ย้อนหลังต่อไปนี้ประกอบเพื่อเป็นการปูพื้นฐาน ก่อนดูคลิปวิดิทัศน์ที่แนบมา
 
ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๕๘ วันอาทิตย์ที่ ๒๐ กันยายน ๒๕๕๒ เรื่อง "Ethylene polymerisation"
ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๔๔๑ วันเสาร์ที่ ๒๘ เมษายน ๒๕๕๕ เรื่อง "เพลิงไหม้โรงงานผลิต HDPE เมื่อธันวาคม ๒๕๓๑"
ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๖๔๓ วันศุกร์ที่ ๑๒ กรกฎาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "สาเหตุที่แก๊สรั่วออกจาก polymerisation reactor"

ฉบับที่ ๕๘ นั้นเป็นพื้นฐานว่ากระบวนการสังเคราห์พอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (High Density Polyethylene หรือ HDPE) มีรูปแบบใดบ้าง และทำไมโรงงานที่ออกแบบมาเพื่อการผลิต HDPE จึงน่าจะเอามาประยุกต์ใช้ในการผลิตพอลิโพรพิลีน (Polypropylene หรือ PP) ได้ ส่วนฉบับที่ ๔๔๑ เป็นภาพที่ผมถ่ายจากด้านนอกโรงงาน และฉบับที่ ๖๓๔ เป็นการสรุปจากข้อมูลที่จดเอาไว้จากที่ได้ฟังในการบรรยายในวันที่ ๒๘ มิถุนายน ๒๕๕๖ นั้นและอิงจากข้อความที่ปรากฏในสไลด์เป็นหลัก (ในรูปที่นำมาแสดง)
 
แต่สัปดาห์นี้เพิ่งจะได้บันทึกวิดิทัศน์การบรรยายดังกล่าวที่ภาควิชาเอาไปซุกเอาไว้ และต้องขอขอบคุณคุณกิจชัยที่ไปช่วยรื้อค้นมาให้ วันนี้ก็เลยขอนำเอาการบรรยายที่ตัดมาเฉพาะเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ดังกล่าวมาบันทึกเอาไว้เพื่อไม่ให้ไฟล์ใหญ่เกินไป การบรรยายในวันนั้นมีการพูดถึงการเกิดอุบัติเหตุสำคัญ ๗ ครั้งด้วยกัน เอาไว้จะค่อย ๆ นำมาลงให้รับชมกัน โดย ๖ ครั้งเป็นการเกิดในประเทศไทย และ ๑ ครั้งแม้ว่าจะเกิดที่ต่างประเทศ (เพลิงไหม้แท่นขุดเจาะในทะเล) แต่ก็เป็นของบริษัทไทยที่ไปทำกิจการที่นั่น

การที่เชื้อเพลิงจะลุกไหม้ได้นั้นต้องมีองค์ประกอบ ๓ ส่วนด้วยกันคือ (ก) ตัวเชื้อเพลิงและ (ข) สารออกซิไดซ์ ที่ผสมกันในสัดส่วนที่พอเหมาะ (คือเชื้อเพลิงมีไม่น้อยเกินไป หรือมีมากเกินไปจนปริมาณสารออกซิไดซ์มีไม่พอ) และมักจะเป็นส่วนผสมที่อยู่ในรูปของไอหรือเฟสแก๊ส และ (ค) แหล่งพลังงานกระตุ้น สำหรับการทำงานในโรงงานนั้นแหล่งพลังงานกระตุ้นมีมากไปหมด เพราะเต็มไปด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้า พื้นผิวที่ร้อน และเปลวไฟ ดังนั้นการป้องกันไม่ให้เกิดเพลิงไหม้จึงเน้นไปที่การลดโอกาสที่เชื้อเพลิงจะผสมกับอากาศ (ที่เป็นสารออกซิไดซ์ที่มีอยู่รอบ ๆ ตัวเราอยู่แล้ว) เป็นหลัก ด้วยการเก็บเชื้อเพลิงไว้ในระบบไม่ให้รั่วไหลออกมาผสมกับอากาศภายนอก
 
แต่สำหรับสารพวกอะเซทิลีน (acetylene) เอทิลีนออกไซด์ (ethylene oxide) และวัตถุระเบิดนั้น สารสองตัวแรกมีพลังงานในตัวเองที่สูง ส่วนวัตถุระเบิดก็มีส่วนประกอบที่เป็นสารออกซิไดซ์อยู่ในตัวมันเองอยู่แล้วสูง ดังนั้นมันจึงสามารถระเบิดได้โดยไม่ต้องพึ่งพาออกซิเจนในอากาศ การป้องกันไม่ให้สัมผัสกับอากาศก็ไม่ได้ช่วยป้องกันการระเบิด
 
ในพื้นที่ปิดล้อม (เช่นในอาคาร) หรือเสมือนว่าเป็นพื้นที่ปิดล้อม (เช่นพื้นที่กลางแจ้งที่ไม่มีการถ่ายเทอากาศที่ดี) ไอระเหยของเชื้อเพลิงที่รั่วไหลออกมาจะไม่สามารถฟุ้งกระจายออกไปได้ง่าย ทำให้ส่วนผสมนั้นมีความเข้มข้นถึงระดับ Lower Explosive Limit (LEL คือความเข้มข้นต่ำสุดของเชื้อเพลิงในอากาศที่สามารถจุดระเบิดได้) ได้เร็วแม้ว่าจะรั่วไหลออกมาในปริมาณที่ไม่มาก การระเบิดในรูปแบบนี้เรียกว่า Confined Vapour Cloud Explosion หรือบางทีก็เรียกว่า Vapour Cloud Explosion (VCE)
 
แต่ถ้าเป็นกรณีของพื้นที่เปิดเช่นที่โล่งแจ้ง ไอระเหยของเชื้อเพลิงที่รั่วไหลออกมาจะสามารถฟุ้งกระจายออกไปได้ง่าย โอกาสที่จะสะสมจนมีความเข้มข้นสูงถึงระดับ LEL จึงน้อย เว้นแต่ว่าจะมีการรั่วไหลออกมาในปริมาณมาก (จะหลายร้อยกิโลกรัมหรือหลายตันก็ไม่แปลก) แพร่กระจายปกคลุมพื้นที่เป็นบริเวณกว้างก่อนพบกับแหล่งพลังงานที่เป็นตัวกระตุ้นการเผาไหม้ การระเบิดในรูปแบบนี้เรียกว่า Unconfined Vapour Cloud Explosion หรือย่อว่า UVCE และการระเบิดแบบ UVCE นี้จะมีความรุนแรงมากกว่าการระเบิดแบบ VCE มาก เพราะปริมาณเชื้อเพลิงที่รั่วไหลออกมานั้นมากกว่า (แต่ทั้งนี้การระเบิดทั้งสองแบบก็ทำให้คนตายได้ทั้งคู่)
 
ในกรณีของการรั่วไหลของเชื้อเพลิงในที่โล่งนั้น เมื่อไอเชื้อเพลิงที่ผสมกับอากาศในสัดส่วนพอเหมาะนั้นพบกับแหล่งพลังงาน ไอผสมก็จะเกิดการลุกไหมที่แผ่ขยายออกจากจุดนั้น เนื่องจากปฏิกิริยาการเผาไหม้นั้นเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาจะทำให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่อยู่ถัดจากเปลวไฟนั้นรวดเร็วขึ้นไปอีก ดังนั้นเปลวไฟที่เริ่มลุกไหม้จากแหล่งพลังงานกระตุ้นก็จะเคลื่อนตัวออกไปด้วยความเร็วที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ ในช่วงที่ความเร็วเปลวไฟนี้ยังต่ำกว่าความเร็วเสียง จะเรียกว่าเป็น deflagration ความเสียหายที่เกิดจาก deflagration นี้จะเกิดจากความร้อนจากเปลวเพลิงเป็นหลัก
 
แต่เมื่อใดก็ตามที่หน้าคลื่นการเผาไหม้นั้นเร็วจนถึงระดับความเร็วเสียงหรือสูงกว่า จะเรียกว่าเป็นการระเบิดหรือ detonation ซึ่งจะมีอำนาจการทำลายล้างที่เกิดจากคลื่นกระแทกหรือ shock wave เพิ่มเติมขึ้นมาอีก ที่ทำให้โครงสร้างต่าง ๆ เสียหายตามมาด้วย
 
ที่ต้องอธิบายเพิ่มเติมตรงนี้นิดนึงก็เพราะกรณีอุบัติเหตุรถบรรทุกแก๊สหุงต้มที่พลิกคว่ำจนทำให้เกิดเพลิงลุกไหม้และมีผู้เสียชีวิตเกือบ ๑๐๐ รายที่จุดลงทางด่วนถนนเพชรบุรีเมื่อคืนวันจันทร์ที่ ๒๔ กันยายน ๒๕๕๓ นั้น แม้ว่าจะมีการรั่วไหลของแก๊สออกมาในปริมาณมาก แต่ในทางวิชาการยังจัดว่าเป็นแบบ deflagration อยู่ ยังไม่จัดว่าเป็น UVCE

ปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์มีการสร้างพันธะทางเคมีระหว่างโมเลกุลเข้าด้วยกัน จึงเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ยิ่งมีการต่อโมเลกุลเข้าด้วยกันมาเท่าใด ความร้อนที่คายออกก็จะมากขึ้นตามไปด้วย ถ้าเปรียบเทียบระหว่างการผลิตพอลิเอทิลีน กับพอลิโพรพิลีน การผลิตพอลิเอทิลีนจะมีการคายความร้อนต่อหน่วยน้ำหนักพอลิเมอร์ที่ผลิตได้นั้นสูงกว่าการผลิตพอลิโพรพิลีน ดังนั้นที่กำลังการผลิตเท่ากัน (คิดในรูปของน้ำหนักพอลิเมอร์ที่ผลิตได้) โรงงานที่ผลิตพอลิเอทิลีนจะต้องมีระบบระบายความร้อนที่ใหญ่กว่าโรงงานที่ผลิตพอลิโพรพิลีน
 
และเนื่องจากกระบวนการผลิตพอลิเอทิลีน (พวก HDPE หรือ LLDPE) นั้นคล้ายคลึงกับกระบวนการผลิตพอลิโพรพิลีน (โดยเฉพาะกระบวนการที่ใช้ slurry phase) มันจึงเป็นไปได้ที่จะนำเอาโรงงานที่ออกแบบมาเพื่อผลิต HDPE ด้วย slurry phase นั้นมาใช้ในการผลิตพอลิโพรพิลีน (นี่คือที่มาของข้อความในย่อหน้าแรกของสไลด์ที่นำมาแสดงให้ดูในรูป)
 
การผลิตด้วยกระบวนการ slurry phase นั้น สารตั้งต้นที่เป็นแก๊สจะละลายเข้าไปในตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอน (ที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิสูงในถังปฏิกรณ์โดยอาศัยความดันช่วย แต่ถ้ารั่วออกมาก็จะกลายเป็นไอทันที) และมีการต่อโมเลกุลให้ใหญ่ขึ้น กระบวนการนี้มีข้อดีคือตัวทำละลายนั้นทำหน้าที่เป็นแหล่งรับความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาก่อนที่จะถ่ายเทความร้อนนั้นให้กับแหล่งรับความร้อนอื่น เช่นใช้การระเหยของตัวทำละลายโดยให้ไอระเหยของตัวทำละลายนั้นถ่ายเทให้กับน้ำหล่อเย็น การใช้น้ำหล่อเย็นหล่อเลี้ยงผิวด้านนอกของเครื่องปฏิกรณ์ และการดึงเอาสารแขวนลอยบางส่วนที่อยู่ในเครื่องปฏิกรณ์นั้นมาเข้าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อระบายความร้อนออกก่อนป้อนกลับเข้าไปใหม่ แต่ก็ใช่ว่ากระบวนการนี้จะไม่มีข้อเสีย คือนอกจากต้องมีระบบนำกลับตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่แล้ว (ต้นทุนสูงขึ้น) ก็ยังมีปัญหาเรื่องท่ออุดตัน
 
กล่าวคือในขณะที่สายโซ่พอลิเมอร์ยังมีขนาดไม่ใหญ่มากจะเรียกว่าเป็น oligomer ที่ยังละลายอยู่ในตัวทำละลาย แต่พอสายโซ่ยาวมากพอก็จะกลายเป็นผงอนุภาคของแข็งแขวนลอยอยู่ในตัวทำละลาย (ที่เรียกว่าเป็น slurry) การรักษาอุณหภูมิในระบบท่อจึงมีความสำคัญ ถ้าอุณหภูมิต่ำเกินไป ตัว oligomer ก็จะแข็งตัวอุดตันท่อ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไป อนุภาคพอลิเมอร์ก็จะละลายกลับเข้าไปในตัวทำละลายและแข็งตัวอุดตันเมื่อไหลมาถึงส่วนของระบบท่อที่เย็น หรืออาจหลอมรวมติดกันเป็นก้อนอุดตันท่อได้ และเมื่อเกิดการอุดตันก็ต้องมีการถอดระบบเพื่อกำจัดสิ่งอุดตัน
 
และอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นเมื่อ ๓๐ ปีที่แล้วก็เกิดขึ้นในขณะที่ทำการกำจัดสิ่งอุดตันในท่อนั้น
 
ตอนนั้นเครื่องแบบพนักงานที่ใช้กันอยู่ทางระยองยังใช้ผ้าพอลิเอสเทอร์อยู่ (มันถูกดี) แต่ผ้าชนิดนี้พอโดนไฟคลอกก็จะละลายติดผิวหนัง บ้านที่ผมเช่าอยู่นั้นอยู่ติดกับคนหนึ่งที่ทำงานที่นั่น เขาเล่าให้ผมฟังว่า "คนที่โดนไฟคลอกนั้น พอกระชากเสื้อออกผิวหนังก็ติดเสื้อมาด้วย ยังทิ้งไว้หน้าโรงงานเลย ไม่มีใครกล้าไปเก็บ"
 
คนที่อยู่มาบตาพุดตอนนี้ทราบไหมครับว่า ก่อนจะมีเครื่องแบบดังเช่นปัจจุบัน ต้องรอให้มีคนโดนไฟคลอกก่อนครับ

ไม่มีความคิดเห็น: