เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 2 การระเบิดที่หน่วย Hydrocraker ตอนที่ ๒ MO Memoir : Wednesday 7 November 2561

ในฉบับที่แล้วได้แนะนำให้รู้จักกระบวนการ Hydrotreating และ Hydrocraking ว่าคืออะไร ทีนี้เรามาดูกันต่อว่าเกิดอะไรขึ้นบ้างก่อนเกิดการระเบิด

๑. ในวันศุกร์ที่ ๑๓ มีนาคม (วันเดียวกับที่เกิดเหตุการณ์เพลิงไหม้ที่ระบบ flare และมีผู้เสียชีวิต ๒ ราย - ดู Case 1 ไฟไหม้ที่ระบบ Flare) มีการหยุดการทำงานของหน่วย hydrocracking เพื่อการซ่อมบำรุง และเริ่มเดินเครื่องใหม่ในวันเสาร์ที่ ๒๑ มีนาคม ณ เวลาที่กะดึกเข้ารับงานช่วงเวลา ๒๒.๐๐ น กำลังการผลิตอยู่ที่สภาวะคงตัวที่ 20,000 b/day (บาร์เรลต่อวัน โดย 1 b = 158.987 l)

รูปที่ ๖ ในวงกลมสีเหลืองคือฐานตั้ง V306 Low pressure separator ที่เกิดการระเบิด จะเห็นว่าเหลือแต่ขาตั้งคอนกรีตรูปตัว T เท่านั้น เพราะตัว vessel กระจัดกระจายทั่วไปหมด
 

๒. พอล่วงเข้าวันอาทิตย์ที่ ๒๒ มีนาคม เวลาประมาณ ๑.๓๐ น มีสัญญาณดังขึ้นในห้องควบคุม ตัวหน่วยผลิต (ที่ภาษาอังกฤษใช้คำว่า plant) หยุดการทำงาน (ที่ภาษาอังกฤษใช้คำว่า trip) ปั๊มและคอมเพรสเซอร์หลายตัวหยุดการทำงานโดยอัตโนมัติ (คงเป็นไปตามระบบ interlock ที่ออกแบบไว้) การป้อนสารต่าง ๆ (น้ำมันและไฮโดรเจน) เข้ามายังเครื่องปฏิกรณ์ (reactor) หยุดการทำงาน และระบบเริ่มทำการลดความดันในระบบลง (ระบายแก๊สทิ้ง) จากการตรวจสอบพบว่า temperature cut out หรือ TCO (ที่จะทำงานเมื่อตรวจวัดอุณหภูมิได้สูงเกินกว่า 425ºC) ตัวหนึ่งที่ติดตั้งอยู่ที่ V303 (Hydrocracking reactor) เป็นตัวทำสั่งให้หน่วยผลิตหยุดการทำงาน
 

ปฏิกิริยา hydrocracking ประกอบด้วยปฏิกิริยา hydrogenation หรือการเติมไฮโดรเจนให้กับพันธะที่ไม่อิ่มตัว ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน และปฏิกิริยา cracking หรือการแตกออกเป็นโมเลกุลที่เล็กลงที่เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน ถ้าสัดส่วนของปฏิกิริยา hydrogenation สูงกว่า ภาพรวมของการทำปฏิกิริยาก็จะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน

รูปที่ ๗ แผนผังของหน่วย Hydrocracker ที่เกิดการระเบิด (1) คือตำแหน่ง V306 Low pressure separator ที่เกิดการระเบิด (2) คือตำแหน่งที่พบผู้เสียชีวิต และ (4) คือตำแหน่งห้องควบคุมและพักรับประทานอาหาร
 

๓. การตรวจสอบไม่พบความผิดปรกติที่ตัว hydrocracker จึงเชื่อว่า TCO ทำงานผิดพลาด และด้วยการที่ตรวจไม่พบอุณหภูมิสูงเกิน จึงได้ทำการผ่านข้าม (override) สัญญาณเตือนและเริ่มทำการไหลเวียนแก๊สไฮโดรเจนใหม่อีกครั้ง และเวลาประมาณ ๒.๐๐ น โอเปอร์เรเตอร์กะดึกก็เริ่มเพิ่มความดันให้กับระบบให้เข้าสู่ working pressure ใหม่ เพื่อรักษาอุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์ให้มีเสถียรภาพเพื่อเป็นการเตรียมพร้อมสำหรับการเดินเครื่อง
 

จากเวลานี้จนกระทั่งถึงเวลาที่เกิดเหตุ ตัวโรงงานเองอยู่ในสภาพ standby หรือเตรียมความพร้อม โดยไม่มีการป้อนน้ำมันเข้ามา และไม่มีการพบเห็นอะไรพิเศษ นอกจากพบการสั่นที่ผิดปรกติที่ตัว C301 (Recycle hydrogen gas compressor ที่ดึงเอาแก๊สไฮโดรเจนจาก V305 High pressure separator วนกลับไปยังเครื่องปฏิกรณ์ hydrotreating และ hydrocracker)
 

ในรายงานไม่ได้บอกว่าตัว TCO นั้นมีจำนวนเท่าใดและติดตั้งไว้ที่ตำแหน่งใดบ้าง แต่กรณีที่ไม่ต้องการให้การทำงานเกิดปัญหาอันเป็นผลจากการที่อุปกรณ์วัดคุมทำงานผิดพลาดนั้น อาจใช้การติดตั้งอุปกรณ์วัดคุมหลายตัวทำหน้าที่เดียวกัน เช่นติดตั้ง ๓ ตัว โดยจะพิจารณาว่าสัญญาณเตือนที่เกิดขึ้นนั้นเป็นสัญญาณเตือนที่ถูกต้องเมื่ออุปกรณ์วัดคุมอย่างน้อย ๒ ตัวส่งสัญญาณเตือนออกมา วิธีการเช่นนี้พอจะช่วยลดการหยุดการทำงานอันเป็นผลจากการทำงานผิดพลาดของอุปกรณ์วัดคุมเพียงตัวเดียวได้

รูปที่ ๘ แผนผังของโรงกลั่นน้ำมันทั้งหมด (1) คือตำแหน่ง V306 Low pressure separator ที่เกิดการระเบิด (2) คือตำแหน่งที่พบผู้เสียชีวิต และ (3) คือตำแหน่งของท่อ flare ที่เกิดเพลิงไหม้ที่ทำให้มีผู้เสียชีวิต ๒ รายเมื่อสัปดาห์ก่อนหน้า
 

๔. ด้วยการปฏิบัติตามคำแนะนำที่มีอยู่ โอเปอร์เรเตอร์จึงยังไม่ป้อนน้ำมันเข้าหน่วยผลิตจนกว่า hydrocracker supervisor จะมาถึงโรงงาน (คงรอระดับหัวหน้างานที่สูงขึ้นไปมาสั่งการ) จนกระทั่งเวลา ๖.๐๐ น ก็มีการเปลี่ยนกะเป็นกะกลางวัน กะกลางวันได้รับแจ้งว่าตัวโรงงานมีการหยุดการเดินเครื่องเนื่องจากการทำงานของ TCO ที่ยังไม่มีคำอธิบาย และขณะนั้นตัวคอมเพรสเซอร์ C301 มีการสั่นที่มากเกินปรกติ ทำให้ตัวโรงงานยังอยู่ในสภาพเตรียมความร้อน (standby) และอยู่ระหว่างรอให้ supervisor เดินทางมาถึง
 

ระหว่างช่วงเวลา ๖.๔๕ และ ๖.๕๕ น โอเปอร์เรเตอร์ส่วนใหญ่เข้าไปพักรับประทานอาหารเช้าในห้องพักรับประทานอาหาร (mess room) ที่อยู่ในอาคารเดียวกันกับห้องควบคุม (control room)

รูปที่ ๙ ในการอ่านรายงานการสอบสวนอุบัติเหตุนั้นบางครั้งก็จำเป็นบ้างเหมือนกันที่ต้องทราบว่าศัพท์ที่ใช้นั้นเป็นศัพท์อังกฤษของทางฝั่งประเทศอังกฤษ (หรือสหราชอาณาจักร) หรือประเทศสหรัฐอเมริกา เพราะมีหลายอุปกรณ์ที่เป็นอุปกรณ์ตัวเดียวกันแต่ใช้ชื่อเรียกต่างกัน หรือศัพท์คำเดียวกันแต่มีความหมายที่แตกต่างกัน (ซึ่งอาจเป็นตัวอุปกรณ์หรือตำแหน่งหน้าที่การงาน) ตารางที่นำมาแสดงนั้นนำมาจากหนังสือ "What went wrong? Case histories of process plant disasters." ที่เขียนโดย Prof. T.A. Kletz เป็นตารางเปรียบเทียบศัพท์ที่ใช้ในเรียกชื่อตำแหน่งหน้าที่และความรับผิดชอบ จะเห็นว่าหน้าที่ความรับผิดชอบของตำแหน่ง "Supervisor" และ "Plant manager" ของทางอังกฤษนั้นแตกต่างจากของทางสหรัฐอเมริกา โดยทางฝั่งอังกฤษจะมีหน้าที่ความรับผิดชอบในระดับที่ต่ำกว่า
 

๕. เวลาประมาณ ๗.๐๐ น เกิดการระเบิดที่รุนแรงตามด้วยไฟไหม้รุนแรง เสียงจากการระเบิดนั้นรับรู้ได้ไปถึงระยะ ๓๐ กิโลเมตร แรงระเบิดทำให้ผู้รับเหมารายหนึ่งที่เพิ่งจะเสร็จสิ้นการรับประทานอาหารและเพิ่งเดินออกจากห้องพักรับประทานอาหารเสียชีวิต (ดูตำแหน่งที่พบร่างในรูปที่ ๗) การระเบิดมีศูนย์กลางอยู่ที่ V306 Low pressure separator ที่สร้างขึ้นจากเหล็กกล้าหนา ๑๘ มิลลิเมตรและหนัก ๒๐ ตัน บริเวณที่ตั้ง V306 เหลือเพียงฐานคอนกรีตรูปตัว T (รูปที่ ๖) ตัว V306 แตกเป็นชิ้นส่วนย่อยที่กระจายไปทั่วบริเวณ มีการพบเศษชิ้นส่วนหนึ่งที่หนักเกือบ ๓ ตันห่างออกไป ๑ กิโลเมตร เศษชิ้นส่วนหนึ่งปลิวข้ามถนนไปตกในอีกโรงงานหนึ่งและทำให้ท่อไอน้ำได้รับความเสียหาย และยังมีอีกเศษชิ้นส่วนหนึ่งที่ปลิวข้ามห้องควบคุมก่อนตกลงในบริเวณใกล้เคียง (รูปที่ ๑๐ และ ๑๑)
 

ตำแหน่งของเศษชิ้นส่วนที่พบแสดงไว้ในรูปที่ ๘ ที่เป็นจุดกลมสีเทา จะเห็นว่าเศษชิ้นส่วนส่วนใหญ่จะปลิวไปทางทิศตะวันตก โดยมีส่วนน้อยที่กระจายไปในทิศทางเหนือใต้ ส่วนทางด้านทิศตะวันออกที่ไม่มีชิ้นส่วนปลิวไปคงเป็นเพราะ V306 ตั้งอยู่ติดโครงสร้างที่มีความสูงกว่าทางด้านทิศตะวันออก (รูปที่ ๖ ที่เป็นภาพมองจากทางทิศตะวันตกไปทิศตะวันออก)

รูปที่ ๑๐ เศษชิ้นส่วนของ V306 Low pressure separator ที่ปลิวไปไกลถึง ๓๔๐ เมตร พึงสังเกตความเสียหายที่ขอบบนของถังที่มีหลายเลข 91 ในรูป แสดงว่าเศษชิ้นส่วนคงจะปลิวมาตกกระแทกขอบบนของถังก่อนที่จะกระดอนลงพื้น
 

๖. ในระหว่างที่เกิดการระเบิดนั้น มีโอเปอร์เรเตอร์อยู่ ๙ คนในบริเวณหน่วย hydrocracker ๒ คนอยู่ในห้องควบคุม (คงเป็น board man) อีก ๖ คนอยู่ในห้องพักรับประทานอาหารที่อยู่ติดกัน และคนที่ ๙ อยู่ในบริเวณตัวโรงงาน ห้องควบคุมที่สร้างจากอิฐได้รับความเสียหายพอสมควร แต่ไม่ถึงขั้นพังลงมา ผู้ที่อยู่ภายในไม่ได้รับบาดเจ็บใด ๆ และสามารถหนีออกได้ทางประตูหลัง ส่วนผู้ที่อยู่ในบริเวณตัวโรงงานนั้นอยู่ห่างออกไปและไม่ได้รับอันตรายจากแรงระเบิด ผู้เสียชีวิตเพียงรายเดียวคือผู้รับเหมาที่บังเอิญไปอยู่ใกล้กับจุดระเบิด ณ เวลานั้น

รูปที่ ๑๑ เศษชิ้นส่วนของ V306 Low pressure separator อีกชิ้นส่วนหนึ่งที่ปลิวไปไกล ๗๕ เมตรลอยข้ามห้องควบคุมไป

๗. ความพยายามที่จะดับเพลิงมีปัญหาเนื่องจากวัสดุข้นเหนียวที่รั่วไหลออกมาจากท่อที่พังนั้น ไปอุดตันระบบระบายน้ำ ทำให้เกิดการสะสมของน้ำดับเพลิง ผลที่ตามมาคือน้ำมันที่รั่วออกมานั้นลอยแผ่ไปบนผิวหน้าน้ำ และภายใน ๕ ชั่วโมงหลังจากเกิดการระเบิด น้ำมันเหล่านี้ก็ลุกติดไฟ ทำให้หน่วยผลิตอื่น ๆ ที่อยู่ในกลุ่มของหน่วย hydrocracker ถูกล้อมรอบด้วยเปลวไฟตามไปด้วย โชคดีที่หน่วยดับเพลิงสามารถกลับมาควบคุมสถานการณ์เอาไว้ได้ และภายในเย็นวันเดียวกันก็สามารถดับไฟลงได้
 

น้ำมันไม่ละลายน้ำ แถมยังมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ดังนั้นเมื่อน้ำมันหยดลงบนผิวน้ำ น้ำมันก็จะแผ่กระจายออกไปบนผิวหน้าน้ำได้อย่างรวดเร็ว
 

น้ำมัน ๑ หยดถ้าหยดลงบนพื้นของแข็ง ก็จะแผ่กระจายออกไปได้ไม่กว้าง แต่ถ้าหยดลงบนผิวหน้าน้ำ จะแผ่กระจายออกไปได้กว้างมาก (ตรงนี้ลองเอาน้ำมันพืชหยดลงพื้น เปรียบเทียบกับหยดลงบนผิวหน้าน้ำดูก็ได้) สิ่งที่ตามมาก็คือพื้นผิวหน้าที่น้ำมันระเหยได้จะเพิ่มมากขึ้น ทำให้น้ำมันที่ปรกติจุดติดไฟยาก (เพราะมีอุณหภูมิจุดวาบไฟหรือ flash point สูง) จะติดไฟได้ง่ายขึ้น
 

ในกรณีที่น้ำมันรั่วไหลลงระบบท่อระบายน้ำนั้น ถ้าหากระบบท่อระบายน้ำไม่มีการออกแบบให้ดักน้ำมันเอาไว้ ระบบท่อระบายน้ำนั้นก็จะเป็นเสมือนซุปเปอร์ไฮเวย์ชั้นดีให้กับน้ำมันที่จะไหลไปยังส่วนต่าง ๆ ของโรงงาน และยังช่วยรักษาความเข้มข้นของไอน้ำมันเอาไว้ไม่ให้ฟุ้งกระจายออกไปได้ง่ายด้วย (พูดง่าย ๆ คือทำให้ความเข้มข้นสูงถึงขั้น lower explosive limit ได้ง่ายขึ้น)
 

ในกรณีของบ้านเรานั้น เท่าที่ทราบมีกรณีที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรคาร์บอนรั่วไหลลงระบบท่อระบายน้ำและตามมาด้วยการระเบิดถึง ๒ เหตุการณ์ด้วยกัน ซึ่งต่างก็มีผู้เสียชีวิตในเหตุการณ์ทั้งสอง ตรงนี้สามารถอ่านได้ใน Memoir ต่อไปนี้
 

ปีที่ ๑๐ ฉบับที่ ๑๖๐๐ วันอาทิตย์ที่ ๒ กันยายน ๒๕๖๑ เรื่อง "UVCE case 2 TOC 2539(1996)" และ

ปีที่ ๑๐ ฉบับที่ ๑๖๐๑ วันพุธที่ ๕ กันยายน ๒๕๖๑ เรื่อง "UVCE case 3 Thai Oil 2542(1999)"
 

สำหรับเรื่องการป้องกันไม่ให้น้ำมันที่รั่วไหลลงระบบท่อระบายน้ำนั้นแพร่กระจายออกไปก็ได้เคยเขียนไว้ใน Memoir ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๘๑๔ วันพฤหัสบดีที่ ๑๒ มิถุนายน ๒๕๕๗ เรื่อง "Flooded drain"

๘. เหตุการณ์นี้โชคดีที่เกิดในช่วงเช้าวันอาทิตย์ที่เป็นวันหยุดและมีผู้มาทำงานไม่มาก การระเบิดเกิดจาก V306 ฉีกขาดทางด้านล่างบริเวณใกล้กับฐานตั้ง ทำให้แรงดันส่วนใหญ่นั้นพุ่งลงพื้นและส่งชิ้นส่วน V306 ลอยขึ้นฟ้า ตรงนี้ในรายงานบอกว่าถ้าเป็นกรณีที่ตรงข้ามกัน คือเกิดการฉีกขาดทางด้านบน ซึ่งจะทำให้แรงดันนั้นกดให้ชิ้นส่วน V306 พุ่งลงกระแทกพื้น จะทำให้ความเสียหายมากขึ้น และอาจทำให้ตัวห้องควบคุมได้รับความเสียหายรุนแรงมากขึ้นด้วย (เดาว่าคงเป็นเพราะแทนที่เศษชิ้นส่วนจะลอยข้ามห้องควบคุมไป จะเป็นการกระเด็นเข้าไปกระแทกห้องควบคุมแทน)

ตอนนี้เราก็ได้สถานที่เกิดเหตุแล้ว ตอนต่อไปจะมาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นบ้างก่อนเกิดการระเบิด