ถังเก็บเบนซีน (bezene) ระเบิดจากไฟฟ้าสถิตขณะเก็บตัวอย่าง (๒) MO Memoir : Monday 23 June 2568

พฤษภาคมปีที่แล้ว ได้นำเรื่อง "ถังเก็บเบนซีน (bezene) ระเบิดจากไฟฟ้าสถิตขณะเก็บตัวอย่าง" ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในประเทศญี่ปุ่นเมื่อพ.ศ. ๒๕๑๕ มาเล่าให้ฟัง เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ก็เป็นเหตุการณ์แบบเดียวกัน แต่เกิดในช่วงระยะเวลาแตกต่างกันประมาณ ๕๐ ปี ซึ่งเป็นการยำเตือนให้เห็นว่า ถ้าเราไม่เรียนรู้ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในอดีต เราก็มีโอกาสที่จะทำผิดพลาดแบบเดียวกันซ้ำอีก

เรื่องนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion and major fire in benzene storage tanks" ที่เผยแพร่อยู่ในหัวข้อ Case studies ของเว็บ Oil Industry Safety Directorate ของประเทศอินเดีย โดยระบุว่าเผยแพร่เมื่อวันที่ ๑๕ มกราคม ค.ศ. ๒๐๒๕ (https://www.oisd.gov.in/en-in/CaseStudies) เนื้อเรื่องเกี่ยวกับการระเบิดของถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศ (atmospheric tank) ที่ใช้ในการเก็บเบนซีน (benzene) บทความไม่ได้ระบุเวลาและสถานที่เกิดเหตุ เล่าแต่เพียงเหตุการณ์และสาเหตุที่น่าจะเป็นตัวการที่ทำให้เกิดการระเบิด

รูปที่ ๑ ภาพความเสียหายจากการระเบิดจากบทความต้นฉบับ

ในวันเกิดเหตุนั้นมีการเข้าไปเก็บตัวอย่างเบนซีนในถังเก็บ (ขนาดความจุ 1000 m³ แต่ในขณะนั้นมีเบนซีนบรรจุอยู่ 523 m³) หลังจากที่ได้มีการถ่ายน้ำมันเข้าไปในถัง ในระหว่างที่ทำการเก็บตัวอย่างอยู่นั้นก็ได้เกิดการระเบิด ทำให้หลังคาถังปลิวออกไปพร้อมกับพนักงานที่ไปเก็บตัวอย่าง หลังคาถังปลิวตกออกไปห่างเป็นระยะประมาณ ๒๐ เมตร เพลิงที่ลุกไหม้ทำให้ถังเก็บเบนซีนที่อยู่ใกล้กันอีกถังหนึ่ง (ความจุ 400m³ ) ระเบิดตามมาในอีก ๕ ชั่วโมงถัดมา คราวนี้หลังคาถังปลิวไปตกไกลถึง ๑๖๐ เมตร ทำให้มีผู้ได้รับบาดเจ็บสาหัส ๒ ราย ซึ่งต่อมาเสียชีวิต ๑ ราย เจ้าหน้าที่ต้องใช้เวลาประมาณ ๑๐ชั่วโมงจึงสามารถดับเพลิงได้

เวลาที่ของเหลวที่นำไฟฟ้าต่ำ (พวกโมเลกุลไม่มีขั้ว) ไหลในระบบท่อ จะเกิดประจุไฟฟ้าสถิตสะสมที่ตัวท่อและของเหลวที่ไหลอยู่ภายใน ในกรณีของท่อหรือถังเก็บที่ทำจากโลหะนั้นเป็นเรื่องปรกติที่จะต้องมีการต่อสายดินเพื่อให้ประจุไฟฟ้าที่สะสมอยู่ที่ตัวท่อหรือถังเก็บนั้นถ่ายเทลงดิน ส่วนของเหลวที่ไหลอยู่ในท่อนั้นเมื่อไหลเข้าไปในถังเก็บ เฉพาะชองเหลวที่สัมผัสกับผนังของถังเท่านั้นที่สามารถถ่ายเทประจุที่สะสมอยู่ลงดินได้ (่ผ่านทางสายดินของถังเก็บ) แต่ของเหลวส่วนที่อยู่ห่างออกมาจากผนังจะไม่สามารถถ่ายเทประจุให้กับผนังได้ทันที (เพื่อระบายต่อลงดินได้) จำเป็นต้องรอนานเป็นช่วงระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้ประจุที่สะสมอยู่ในของเหลวนั้นกระจายตัวออกไปให้หมดก่อน จึงจะปลอดภัยในการเข้าไปเก็บตัวอย่าง

ถังที่เกิดเหตุนั้นเป็นถังรุ่นเก่า ไม่มีการใช้แก๊สไนโตรเจนปกคลุมที่ว่างเหนือผิวของเหลวเพื่อลดการไหลเข้าของอากาศ มีเพียงท่อระบายอากาศที่เป็น "gooseneck" (ท่องอ 180 องศาที่หันปลายท่อลงล่างเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำฝนไหลเข้า) ติดตั้งอยู่บนหลังคาถัง ดังนั้นเมื่อมีการสูบของเหลวออกจากถัง อากาศภายนอกจึงไหลเข้าไปผสมกับไอเบนซีนในถังได้

ภาชนะที่ใช้เก็บตัวอย่างทำจากเหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งนำไฟฟ้า แต่สายเชือกที่ใช้หย่อนภาชนะเก็บตัวอย่างนั้นทำจากวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า (ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง) การระเบิดครั้งแรกเชื่อว่าเกิดจากประกายไฟฟ้าที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตที่ยังค้างอยู่ในของเหลวนั้นกระโดดใส่ภาชนะเก็บตัวอย่างที่เป็นโลหะ ไฟฟ้าสถิตนี้เกิดจากการส่งเบนซีนเข้าถังเก็บ แต่ด้วยการที่ไม่รอให้นานพอเพื่อให้เบนซีนนั้นระบายประจุไฟฟ้าออกไปก่อนทำการเก็บตัวอย่าง พอหย่อนภาชนะเก็บตัวอย่างลงไปก็เลยเกิดประกายไฟที่ไปจุดระเบิดไอผสมระหว่างเบนซีนกับอากาศในถัง

การระเบิดทำให้เกิดเพลิงไหม้ในบริเวณคันกั้นที่ล้อมรอบบริเวณที่ตั้งถังเก็บ (ที่ล้อมรอบถังเก็บ ๙ ถัง) การระเบิดของถังเก็บใบที่สองคาดได้ว่าน่าจะเกิดจากเปลวไฟที่ครอกอยู่ด้านนอกของถัง ทำให้เบนซีนในถังร้อนและระเหยออกทางท่อระบาย (gooseneck) และเนื่องจากไอที่ไหลออกมาจากถังนั้นเป็นไอผสมระหว่างเบนซีนกับอากาศ จึงทำให้เมื่อเจอกับความร้อนที่อยู่ภายนอก ก็เกิดเพลิงลุกไหม้ย้อนเข้าไปจุดระเบิดไอผสมในถังได้ (ถังที่เล็กกว่ามีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรที่สูงกว่าถังที่ใหญ่กว่า จึงทำให้ของเหลวที่อยู่ถังที่เล็กกว่านั้นรับความร้อนได้รวดเร็วกว่าของเหลวที่อยู่ในถังที่ใหญ่กว่า)

เหตุการณ์ที่เกิดที่ประเทศญี่ปุ่นเมื่อปีพ.ศ. ๒๕๑๕ นั้น เกิดในขณะที่อันตรายจากไฟฟ้าสถิตยังไม่เป็นที่รู้จักกันดี แต่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ประเทศอินเดียนี้ เกิดในเวลาที่อันตรายจากไฟฟ้าสถิตในขณะเก็บตัวอย่างเป็นที่รู้กันแล้ว

แต่สิ่งสำคัญกว่าคือ คนที่ออกแบบวิธีการปฏิบัติงาน และผู้ที่ปฏิบัติงานอยู่หน้างาน ทราบอันตรายนี้หรือไม่

VCE case 3 แก๊สรั่วจากปฏิกิริยา runaway 2544(2001) MO Memoir : Wednesday 4 December 2567

ยารักษาสิวก็ระเบิดได้แรงพอที่จะทำลายโรงงานได้เหมือนกันนะ

ตอนแรกที่อ่านคำบรรยายเหตุการณ์นี้ ก็คุ้น ๆ เหมือนกับว่าจะเคยเขียนเรื่องทำนองนี้เอาไว้ พอตรวจสอบดูก็พบว่าได้เขียนไว้เมื่อเกือบ ๖ ปีที่แล้วในเรื่อง "VCEcase 2 แก๊สรั่วจากปฏิกิริยาrunaway 2549(2006)" (บทความวันอาทิตย์ที่ ๖ มกราคม ๒๕๖๒) ซึ่งเป็นเรื่องที่เกิดหลังจากเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้เกือบ ๕ ปี แต่สองเหตุการณ์นี้เหมือนกันมากไม่ว่าจะเป็นรูปแบบและขนาดถังปฏิกรณ์ (reactor), สารเคมีที่เกี่ยวข้อง และต้นตอที่ทำให้เกิดการรั่วไหลจนเกิดการระเบิด

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "An explosion accident - Causes and safety information management lessons to be learned" โดย Tzou และคณะ เผยแพร่ในเอกสาร Symposium series No. 149 ของ Institute of Chemical Engineer (IChemE) ของประเทศอังกฤษในปีค.ศ. ๒๐๐๓ เนื้อหาในบทความให้ข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานต่าง ๆ ก่อนที่จะเกิดการระเบิด และสิ่งที่คาดว่าจะเป็นต้นตอ แต่ผู้เขียนบทความก็บอกไว้เหมือนกันว่าในขณะที่เขียนบทความนั้น ทางกรรมการสอบสวนยังไม่ตกลงกันได้การระเบิดที่เกิดขึ้นรุนแรงนั้นเกิดจากอะไร

เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในช่วงบ่ายวันที่ ๑๘ พฤษภาคม ค.ศ. ๒๐๐๑ (พ.ศ. ๒๕๔๔) ที่โรงงาน Fu-Kao Chemical Plant ประเทศไต้หวัน หน่วยที่เกิดเหตุเป็นถังปฏิกรณ์ขนาด 6 ตัน (ประมาณ 6 m³ หรือ 1500 US gallon ซึ่งเป็นขนาดเดียวกับเหตุการณ์ที่เล่าไว้ใน VCE case 2) สภาพโรงงานหลังการระเบิดแสดงไว้ในรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ สภาพโรงงานหลังการระเบิด

ถังปฏิกรณ์ที่เป็นต้นเรื่องใช้สำหรับผลิตเรซินที่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย (water-born resin) ที่ทำจากปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ (polymerisation reaction) กรดอะคริลิกในตัวทำละลาย โดยใช้สารประกอบเปอร์ออกไซด์ (Dibenzoyl peroxide (BPO) H₅C₆-C(O)-O-O-C(O)-C₆H₅) เป็นตัวกระตุ้นให้ปฏิกิริยาเกิด (initiator) ตัวทำละลายที่ใช้เป็นสารผสมระหว่างเมทานอลกับไอโซโพรพานอล

ถังปฏิกรณ์ที่เกิดเหตุมีขนาด 6 ตัน (ปริมาตรก็ประมาณ 6 m³) มีเครื่องควบแน่น (condenser) อยู่ทางด้านบน มีถังป้อนน้ำและปั๊ม และถังน้ำหล่อเย็นฉุกเฉิน ตัวถังปฏิกรณ์มีผนัง jacket หุ้ม โดยสามารถป้อนไอน้ำเพื่อให้ความร้อน (ในกรณีที่ต้องการทำให้ปฏิกิริยาเกิด) หรือป้อนน้ำหล่อเย็น (เพื่อระบายความร้อนของปฏิกิริยา) การตัดสินใจว่าเมื่อใดควรจะเปลี่ยนจากการให้ความร้อนมาเป็นการระบายความร้อน ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ของโอเปอร์เรเตอร์ การควบคุมการปิด-เปิดวาล์วทั้งหมดใช้มือ (คือไม่มีระบบควบคุมอัตโนมัติหรือระยะไหล) รูปที่ ๒ ข้างล่างแสดงแผนผังของระบบถังปฏิกรณ์

ในการทำปฏิกิริยานั้น หลังจากใส่สารตั้งต้นและตัวกระตุ้นเข้าไปในถังปฏิกรณ์แล้ว ปฏิกิริยาจะยังไม่เกิดเนื่องจากสารกระตุ้นยังไม่สลายตัวเป็นอนุมูลอิสระ การทำให้สารกระตุ้นสลายตัวต้องใช้ความร้อนซึ่งทำโดยการใช้ไอน้ำ เมื่อปฏิกิริยาเริ่มเกิดแล้วก็จะมีความร้อนคายออกมา ปฏิกิริยาก็จะเกิดมากขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงระดับหนึ่งที่ต้องเปลี่ยนจากการให้ความร้อนมาเป็นการระบายความร้อน เพื่อป้องกันไม่ให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มต่อไปอีก

รูปที่ ๒ ถังปฏิกรณ์ที่เกิดการรั่วไหล

ขั้นตอนการทำงานเพื่อผลิตเรซินมีดังนี้

๑. เติมเมทานอล 1393.2 kg และไอโซโพรพานอล 373.3 เข้าไปในถังปฏิกรณ์

๒. เปิดการทำงานใบพัดปั่นกวน

๓. เติมอะคริลิกโมโนเมอร์ต่าง ๆ ได้แก่กรดอะคริลิก 172.8 kg, เมทิลอะคริเลต 1500 kg, กรดเมทาอะคริลิก 32.6 kg และอะคลิโรไนไตรล์ 20 kg เข้าไปในถังปฏิกรณ์ตามลำดับ

๔. เติมน้ำ 2130 kg และเบนโซอิลเปอร์ออกไซดื 5.6 kg

๕. ป้อนไอน้ำเข้าทาง jacket ให้ความร้อนแก่สารผสมจนมีอุณหภูมิ 60-65ºC เพื่อให้ปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์เริ่มเกิด (สารผสมในถังปฏิกรณ์จะอยู่ในสภาวะที่เดือด)

๖. เมื่อปฏิกิริยาเริ่มเกิดแล้ว เปลี่ยนจากไอน้ำเป็นน้ำหล่อเย็น (ควบคุมด้วยมือ) เพื่อให้อุณหภูมิค่อย ๆ เพิ่มจนถึง 70ºC ในเวลา 70 นาที

๗. หยุดการไหลเวียนน้ำหล่อเย็นที่เข้า jacket หยุดการปั่นกวน และคงปฏิกิริยานั้นไว้ประมาณ 4 ชั่วโมง

๘. เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ ก็ทำการระบายเอาสารในถังปฏิกรณ์ออก

ในระหว่างการทำงาน ความร้อนที่ปฏิกิริยาคายออกมาจะทำให้ตัวทำละลายระเหยกลายเป็นไอ โดยไอะเหยจะไปควบแน่นในเครื่องควบแน่นที่อยู่ด้านบน กลายเป็นของเหลวเย็นไหลกลับคืนสู่ถังปฏิกรณ์ ในขั้นตอนการทำงานที่กล่าวมาข้างต้นไม่ไม่มีการกล่าวถึงการทำงานของเครื่องควบแน่น แต่น่าจะทำงานอยู่ตลอดเวลาแม้ว่าจะหยุดการไหลเวียนน้ำหล่อเย็นเข้า jacket แล้วก็ตาม ถังปฏิกรณ์ใบนี้ได้รับการออกแบบมาเมื่อ ๒๐ ปีก่อนหน้าการเกิดอุบัติเหตุ และไม่มีระบบระบายสารในถังทิ้งในกรณีเกิดเหตุฉุกเฉิน

ในวันที่เกิดเหตุ โอเปอร์เรเตอร์เริ่มการทำงานเวลาประมาณ ๘.๐๐ น เริ่มให้ความร้อนแก่สารตั้งต้นที่เวลาประมาณ ๑๐.๐๐ น เวลาประมาณ ๑๒.๑๐ น ออกไปพักรับประทานอาหารและกลับมาประมาณ ๑๒.๔๐ น ระหว่างการพักรับประทานอาหารเที่ยงไม่มีผู้อยู่ดูแลการเกิดปฏิกิริยา เมื่อโอเปอร์เรเตอร์กลับมาพบว่าอุณหภูมสูงถึง 65ºC แล้ว จึงเริ่มหยุดการป้อนไอน้ำและเปลี่ยนมาเป็นป้อนน้ำหล่อเย็นเมื่อเวลา ๑๒.๕๐ น หลังจากนั้นประมาณ ๕ นาทีถัดมาโอเปอร์เรเตอร์พบว่าอุณหภูมิในถังปฏิกรณ์เพิ่มเป็น 80ºC และเริ่มอยู่นอกเหนือการควบคุมจึงได้พยายามเพิ่มน้ำหล่อเย็นเข้าไปอีกแต่ไม่ประสบความสำเร็จ และเมื่อเวลาประมาณ ๑๓.๑๐ น ก็มีสารฉีดพุ่งออกมาทางด้านบนของถังปฏิกรณ์จึงได้มีการแจ้งสัญญาณเตือนภัยเพื่อให้ทำการอพยพทันที ในช่วงเวลาถัดจากนั้นไม่นานก็เกิดการระเบิดขึ้นหลายครั้ง ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต ๑ รายแลบาดเจ็บ ๑๑๒ คน รูปที่ ๓ คือภาพถังปฏิกรณ์หลังการระเบิด

การสอบสวนพบต้นตอที่เกี่ยวข้องกับการเกิดการระเบิดหลายข้อ ไม่ว่าจะเป็นเรื่อง

- การควบคุมอุณหภูมิที่ใช้การทำงานด้วยมือโดยให้โอเปอร์เรเตอร์ตัดสินใจเองเรื่องการควบคุมการเปิด-ปิดวาล์วไอน้ำและน้ำหล่อเย็น ซึ่งถ้ามีความล่าช้าในการตัดสินใจดังกล่าวก็จะทำให้ปฏิกิริยาเร่งตัวเองจนนอกเหนือการควบคุมได้ (ที่เรียกว่าการเกิด runaway)

- การออกแบบกระบวนการที่ให้ทำงานที่อุณหภูมิ 65-70ºC ที่ใกล้กับอุณหภูมิที่ทำให้ปฏิกิริยาเร่งตัวเองจนนอกเหนือการควบคุมได้ (80ºC) ซึ่งถ้าหากโอเปอร์เรเตอร์มีความล่าช้าในการตัดสินใจหรือการทำงาน ก็จะทำให้ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นสูงเกินความสามารถในการระบายความร้อนออกได้

การสอบสวนยังพบว่าก่อนหน้านี้ก็มีโอเปอร์เรเตอร์ได้รายงานเหตุการณ์ที่อุณหภูมิในถังปฏิกรณ์เพิ่มรวดเร็วผิดปรกติ จนสูงเกินอุณหภูมิสูงสุดที่กำหนดไว้ในขั้นตอนการทำงาน แต่ในที่สุดอุณหภูมิก็ค่อย ๆ ลดลงมาอยู่ที่ระดับปรกติ โดยเหตุการณ์นี้ได้เกิดขึ้นหลายครั้ง แต่ทางฝ่ายบริหารก็ไม่ได้มีการสอบสวนสาเหตุของเหตุการณ์เหล่านี้

- ถังปฏิกรณ์ไม่มีการติตดั้งระบบความปลอดภัย ไม่ว่าจะเป็นระบบลดอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว หรือระบบระบายสารในถังปฏิกรณ์ทิ้ง เพื่อหยุดปฏิกิริยาเคมี

รูปที่ ๓ ภาพถังปฏิกรณ์หลังการระเบิด รูปนี้น่าเป็นภาพทางด้านบน โดยมุมขวาบนน่าจะเป็นเครื่องควบแน่น

การสอบสวนพบว่าอุณหภูมิในถังปฏิกรณ์ได้เพิ่มอย่างรวดเร็วจาก 60ºC ไปถึงประมาณ 170-210ºC และอัตราการเพิ่มอุณหภูมิสูงสุดอาจสูงถึง 192ºC ต่อนาที บทความนี้กล่าวว่าสิ่งที่คณะกรรมการสอบสวนยังตกลงกันไม่ได้คือการระเบิดที่รุนแรงสุดนั้นเกิดจากอะไร โดยการระเบิดครั้งแรกนั้นเกิดจากสารในถังปฏิกรณ์ที่รั่วไหลออกมา ซึ่งประมาณแรงระเบิดได้เทียบเท่ากับระเบิด TNT 1000 kg ส่วนการระเบิดครั้งที่สองเกิดจากการเผาไหม้เบนโซอิลเปอร์ออกไซด์ (สารนี้เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง) จำนวน 100 kg ที่จัดเก็บในชั้นวางที่ห่างถังปฏิกรณ์ไป 10 เมตร ซึ่งความร้อนจากการระเบิดครั้งแรกทำให้สารนี้สลายตัวที่อุณหภูมิ 104ºC และระเบิดตามมาหลังจากนั้นในเวลา 0.1-0.3 วินาที แม้ว่าสารนี้จะมีปริมาณไม่มาก แต่ให้การเปลี่ยนแปลงความดันจากการระเบิดสูงมาก (900-1100 bar/sec) ซึ่งสูงกว่าการระเบิดของไอสารอินทรีย์ 2-3 เท่า

ความรุนแรงของการระเบิดขึ้นอยู่กับอัตราการคายพลังงานออกมา ยิ่งอัตราการคายพลังงานสูง ความรุนแรงก็จะสูงตาม เพราะทำให้อัตราการเปลี่ยนแปลงความดันมีค่าสูงมาก ตัวอย่างเช่น TNT ถ้าเผาไหม้สมบูรณ์จะได้พลังงานความร้อนออกมาเพียงแค่ 1 ใน 3 ของน้ำมันเบนซิน แต่ถ้าเกิดการระเบิดจะให้พลังงานออกมาเพียงแค่ไม่ถึงครึ่งของพลังงานที่ได้จากการเผาไหม้สมบูรณ์ แต่ด้วยอัตราการคายพลังงานที่สูงมาก จึงทำให้อำนาจการทำลายล้างสูงกว่า

ถ้าเอาคำ "เบนโซอิลเปอร์ออกไซด์" หรือ "benzoyl peroxide" นี้ไปให้ google ค้นดู รายการแรก ๆ ที่โผล่ขึ้นมาจะเกี่ยวข้องกับการใช้เป็นยารักษาสิว

ถังเก็บกรดอะคริลิก (Acrylic acid) ระเบิด (๑) MO Memoir : Thursday 21 November 2567

"We forget the lessons learned and the accident happens again. We need better training, by describing accidents first rather than principles, as accidents grab our attention, and we need discussion rather that lecturing, so that more is remembered. We need databases that can present relevant information without the user having to ask for it. Some actions that universities might take are discussed."

ข้อความในย่อหน้าข้างบนนำเป็นส่วนหนึ่งของบทคัดย่อในบทความเรื่อง "Improving safety performance in the new millennium and the role of universities" เขียนโดย Prof. T.A. Kletz เผยแพร่ในเว็บของ Mary Kay O'Connor Process Safety Center เมื่อปีค.ศ. ๒๐๐๐ (พ.ศ. ๒๕๔๓) Prof. Kletz จัดได้ว่าเป็นผู้งบุกเบิกงานด้าน Process Safety ในอุตสาหกรรมเคมี และบ่อยครั้งที่ท่านกล่าวไว้ในบทความของท่านด้วยข้อความทำนองว่า "ถ้าเราไม่เรียนรู้ความผิดผิดพลาดในอดีต เราก็จะทำมันซ้ำอีก"

อย่างเช่นกรณีการระเบิดของถังเก็บกรดอะคริลิก (Acrylic acid) ขนาด ๒๐๐ ลิตร ๓ เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ ต่างเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในประเทศญี่ปุ่นในช่วงเวลา ๓๐ ปี แต่สิ่งหนึ่งที่เหมือนกันก็คือวิธีการทำงานที่นำไปสู่การระเบิด แต่ก่อนที่จะเข้าสู่เรื่องดังกล่าว เรามาทำความรู้จักกับกรดอะคริลิกก่อนดีกว่า

กรดอะคริลิก (H₂C=CH-COOH) เป็นกรดอินทรีย์ที่มึควาไม่อิ่มตัว (คือพันธะ C=C) กรดนี้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพอลิอะคริลิกแอซิค (poly acrylic acid) จุดเด่นของพอลิเมอร์ตัวนี้คือการที่มันมีหมู่ที่มีความเป็นขั้วที่แรง (หมู่ -COOH) ทำให้มันจับน้ำได้ดีไม่ปล่อยให้น้ำที่จับเอาไว้หลุดรอดออกมาได้ง่าย จึงมีการนำไปใช้เป็นสารดูดซับน้ำที่ใช้ในผ้าอ้อมสำเร็จรูปต่าง ๆ (ทั้งที่ใช้กับเด็กและผู้ใหญ่)

กรดอะคริลิกมีจุดหลอมเหลวที่ 14ºC ดังนั้นในช่วงเวลาที่อากาศเย็น กรดอะคริลิกก็จะกลายเป็นของแข็งในภาชนะบรรจุได้ ทำให้จำเป็นต้องให้ความร้อนเพื่อให้หลอมเหลวจึงจะถ่ายออกจากภาชนะบรรจุได้

กรดอะคริลิก ๒ โมเลกุลสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นกรดไดอะคริลิก (diacrylic acid) ดังสมการที่ (1)

และในสภาวะที่เหมาะสม (เช่นมีตัวกระตุ้นหรืออุณหภูมิสูงพอ) จะเกิดเป็นพอลิเมอร์ได้ดังสมการที่ (2)

 

ทั้งสองปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน โดยปฏิกิริยาที่ (1) เกิดได้ง่ายกว่าปฏิกิริยาที่ (2) แต่มีการคายความร้อนต่ำกว่า ปฏิกิริยาที่ (2) แม้ว่าจะเกิดยากกว่า แต่เมื่อเกิดแล้วยากที่จุดหยุด และด้วยการที่เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนจึงสามารถเร่งตนเองได้ เพราะความร้อนที่คายออกมาจากปฏิกิริยาทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงเพิ่มขึ้น ทำให้อัตราการคายความร้อนเพิ่มตามไปด้วย ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการเติมสารยับยั้ง (Inhibitor) บางชนิดเข้าไปเพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์

แต่สารยับยั้งนี้ไม่ป้องกันการเกิดปฏิกิริยาที่ (1)

เรื่องที่ ๑ ถังเก็บกรดอะคริลิกระเบิดหลังทำการหลอมเหลวกรดในถังบางส่วน

เรื่องนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion of acrylic acid under storage in a drum can after partial melting." (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000126.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่เมื่อ Yokohama ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๑๙ มกราคม ค.ศ. ๑๙๖๙ (พ.ศ. ๒๕๑๒) ซึ่งเป็นช่วงฤดูหนาวของประเทศญี่ปุ่น

รูปที่ ๑ ภาพรวมของเหตุการณ์ที่เกิด

กรดอะคริลิกถูกเก็บไว้ในถังเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด ๒๐๐ ลิตร ความดันในถังทำให้ส่วนฝาถังปลิวออก ตามด้วยกรดในถังที่พุ่งออกมาก่อนที่จะเกิดการระเบิด (จากกลุ่มหมอกที่เกิดจากกรดประมาณ ๑๐๐ ลิตร) ทำให้อาคารโรงงานความสูง ๔ ชั้นพังลงมา

การสอบสวนพบว่าก่อนหน้านั้นประมาณหนึ่งเดือน โรงงานได้รับถังใส่กรดอะคริลิกดังกล่าวมาจำนวน ๕ ถัง แต่กรดในถังแข็งตัวเนื่องจากอากาศหนาวเย็น เพื่อที่จะนำกรดมาใช้งานจึงนำถังใบหนึ่งมาให้ความร้อนด้วยฮีทเตอร์ไฟฟ้าแบบแผ่นขนาด 100 V, 750 W เพื่อให้กรดอะคริลิกบางส่วนกลายเป็นของเหลว และใช้ปั๊มมือทำจากพลาสติกสูบออกมา การทำงานนี้ได้มีการกระทำหลายครั้ง การระเบิดเกิดขึ้นในวันที่สามหลังจากที่ได้ปิดฮีทเตอร์และปิดฝาถังเอาไว้

สาเหตุของการระเบิดเชื่อว่าเกิดจากรูปแบบการหลอมกรดที่แข็งตัวในถัง กล่าวคือความร้อนที่ให้นั้นทำให้กรดเพียงบางส่วนหลอมเหลว จากนั้นโอเปอร์เรเตอร์ก็ทำการสูบเฉพาะส่วนที่หลอมเหลวออกมา แล้วปล่อยให้ส่วนที่เหลือนั้นเย็นลงเป็นของแข็งตามเดิม

แต่ด้วยการที่สารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์นั้นหลอมเหลวได้ง่ายกว่า ดังนั้นในการหลอมเหลวแต่ละครั้งจึงทำให้สารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์ละลายออกไปกับกรดที่สูบออกไปมากขึ้น ความเข้มข้นที่เหลืออยู่ในถังจึงลดต่ำลงจนไม่สามารถหยุดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์ได้ ดังนั้นเมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้น ปฏิกิริยาจึงสามารถดำเนินไปข้างหน้าและคายความร้อนออกมาได้เรื่อย ๆ ความร้อนที่คายออกมาทำให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นอีก ซึ่งเป็นการเร่งการเกิด ทำให้ความดันในถังสูงขึ้นจนฝาถังปลิวออกและการระเบิดตามมา

แต่ตรงประเด็นการที่สารยับยั้งละลายออกมาได้มากกว่ากรดนี้ บทความกล่าวว่าความรู้นี้อาจยังไม่เป็นที่เข้าใจกัน ณ เวลานั้น (คือค่อยมารู้กันทีหลัง ดังนั้นอย่าเพิ่งไปกล่าวโทษวิธีการการทำงานว่าทำไมจึงทำแบบผิด ๆ)

การป้องกันที่บทความแนะนำคือให้ทำการหลอมเหลวกรดในถังให้สมบูรณ์ก่อนที่จะทำการสูบออกมา จึงจะทำให้มั่นใจว่าความเข้มข้นของสารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์ที่เหลืออยู่ในถังจะยังคงเดิม

เรื่องที่ ๒ ถังเก็บกรดอะคริลิกระเบิดในระหว่างการให้ความร้อนด้วยการฉีดพ่นไอน้ำโดยตรง

เรื่องนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion of an acrylic acid monomer in a drum can during heating due to direct blowing of steam." (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1200110.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่เมื่อ Ichihara ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๒๔ กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๘๑ (พ.ศ. ๒๕๒๔) ซึ่งยังคงอยู่ในเป็นช่วงฤดูหนาวของประเทศญี่ปุ่น

รูปที่ ๒ ภาพรวมของเหตุการณ์ที่เกิด

ในเหตุการณ์นี้ในเวลาประมาณ ๒๑.๐๐ น โอเปอร์เรเตอร์นำถังเก็บกรดอะคริลิกซึ่งเป็นถังเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด ๒๐๐ ลิตรจำนวน ๒ ถังมาปิดคลุมด้วยแผ่นกันไฟแล้วทำการฉีดพ่นด้วยไอน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้กรดอะคริลิกในถังแข็งตัว การเปลี่ยนกะทำงานเกิดขึ้น ณ เวลา ๒๒.๐๐ น และการตรวจสอบ ณ เวลา ๒๒.๓๐ น ก็ยังไม่พบสิ่งผิดปรกติ (การตรวจสอบตรงนี้เข้าใจว่าเป็นการทำงานปรกติหลังการเปลี่ยนกะ ซึ่งทีมใหม่ที่เข้ามารับหน้าที่ต้องมีการเดินตรวจสอบความเรียบร้อย)

เวลาประมาณ ๒๓.๓๖ น ความดันในถังใบหนึ่งทำให้ถังเกิดการระเบิด ตามด้วยการระเบิดและเพลิงไหม้ของไอกรดที่กระจายตัวออกมา หลังจากนั้นประมาณ ๑๐ นาทีก็เกิดการระเบิดของถังใบที่สอง แรงระเบิดทำให้หน้าต่างบางบานของสถานีตำรวจที่อยู่ห่างออกไปจากจุดเกิดเหตุ ๑๒๐ เมตรนั้นได้รับความเสียหาย

การสอบสวนพบว่าปรกติการให้ความร้อนกระทำโดยใช้ heating pad ที่ได้รับความร้อนจากขดท่อไอน้ำ (heating pad ทำหน้าที่ช่วยกระจายความร้อนของไอน้ำและส่งต่อไปยังลำตัวถังเก็บกรด และอุณหภูมิของ heating pad น่าจะต่ำกว่าอุณหภูมิไอน้ำ) แต่ในวันเกิดเหตุโอเปอร์เรเตอร์คิดว่าสามารถทำการให้ความร้อนด้วยการฉีดพ่นไอน้ำโดยตรงได้ อุณหภูมิที่ถังเก็บกรดได้รับนั้นสูงกว่าที่ได้รับผ่าน heating pad และทำให้เกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ของกรดในถังได้ นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ว่าโอเปอร์เรเตอร์ไม่ได้รับการฝึกอบรมให้มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับอันตรายของการที่กรดอะคริลิกเกิดการพอลิเมอร์ไรซ์ได้เอง

ในบทความนี้ยังได้กล่าวถึงเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกัน (ไม่มีการระบุวันเวลาและสถานที่เกิดเหตุ) คือมีการให้ความร้อนแก่ถังเก็บกรดอะคริลิกขนาด ๒๐๐ ลิตรด้วยไอน้ำ แต่ว่าท่อไอน้ำมีการสัมผัสกับถังเก็บกรดโดยตรง ทำให้บริเวณจุดสัมผัสมีอุณหภูมิสูงกว่าบริเวณอื่นจนทำให้กรดอะคริลิกตรงบริเวณนั้นเกิดปฏิกิริยาและคายความร้อนออกมา ซึ่งนำไปสู่การระเบิดของถังเก็บกรด

เรื่องที่ ๓ ถังเก็บกรดอะคริลิกระเบิดจากการสัมผัสกับท่อไอน้ำโดยตรง

เรื่องนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion of acrylic acid in the drum can in the heating cabinet for dissolution." (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1200102.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่เมื่อ Kakogawa ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๖ มีนาคม ค.ศ. ๑๙๙๘ (พ.ศ. ๒๕๔๑) ซึ่งก็ยังคงเป็นช่วงที่อากาศเย็นอยู่

รูปที่ ๓ ภาพรวมของเหตุการณ์ที่เกิด

ในเหตุการณ์นี้มีการนำเอาถังบรรจุกรดอะคริลิกจำนวน ๓ ถังไปใส่ในตู้อบเพื่อทำการหลอมเหลวกรดอะคริลิก เมื่อสังเกตเห็นว่าถังใบหนึ่งบวมผิดปรกติจึงจะนำออกมา แต่ในเวลานั้นเองก็มีแก๊สฉีดพุ่งออกมา จึงได้ทำการฉีดน้ำรดไปที่ถัง แต่ถังก็เกิดการระเบิดขณะที่ฉีดน้ำ

การตรวจสอบพบว่าถังใบดังกล่าวถูกวางสัมผัสกับท่อไอน้ำโดยตรง ทำให้บริเวณจุดสัมผัสนั้นมีอุณหภูมิสูงจนทำให้เกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ได้ ความร้อนที่ปฏิกิริยาคายออกมาทำให้กรดบางส่วนระเหยกลายเป็นไอ (จุดเดือดของกรดอะคริลิกอยู่ที่ประมาณ 141ºC และมีจุดวาบไฟที่ประมาณ 49.4ºC)

Safety Data Sheet ของบริษัท Arkema ให้ข้อมูลเอาไว้ว่า ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของกรดอะคริลิกมีค่า 621 kJ/kg ในขณะที่ความร้อนที่ปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์คายออกมามีค่า 1074 kJ/kg หรือประมาณ 1.7 เท่าของความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ และยังกล่าวไว้ว่าในกรณีที่กรดเกิดการแข็งตัวและต้องการหลอมเหลว ให้ละลายที่อุณหภูมิ 25ºC และทำการกวนผสมไปด้วยกัน เพื่อป้องกันไม่เกิดจุดร้อนเฉพาะที่ที่สามารถนำไปสู่การเกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ได้

เรื่องนี้คล้ายกับเรื่องที่ผู้เขียนเรื่องที่ ๒ กล่าวไว้ในตอนท้าย ที่ว่าถังบรรจุกรดมีการสัมผัสกับท่อไอน้ำโดยตรง ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าเรื่องที่ ๒ นั้นเขียนเผยแพร่หลังจากเกิดเรื่องที่ ๓ แล้ว

ไฟไหม้โรงงานผลิตไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ (๒) MO Memoir : Tuesday 22 October 2567

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Fire caused due to a thunderbolt that struck piping at a vinyl chloride manufacturing plant" (จากเว็บ https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000071.html) ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ ๑๑ กันยายน ค..ศ. ๑๙๘๗ (พ.ศ. ๒๕๓๐) ที่เมื่อ Kawasaki, Kanagawa ประเทศญี่ปุ่น รายละเอียดของเหตุการณ์ที่เขียนไว้ในบทความต้นเรื่องแสดงไว้ในรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ รายละเอียดของเหตุการณ์ที่เกิด

"เรื่องไฟไหม้โรงงานผลิตไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์" เคยเขียนไว้ครั้งหนึ่งใน Memoir ปีที่ ๘ ฉบับที่ ๑๑๖๙ วันอาทิตย์ที่ ๑ พฤษภาคม ๒๕๕๙ หรือเมื่อกว่า ๘ ปีที่แล้ว ซึ่งตอนนั้นสาเหตุเกิดจาก erosion ที่ข้องอด้านขาออกของปั๊มไหลหมุนเวียนของเหลวป้อนกลับไปสู่ quench tower เนื่องจากของเหลวนี้มีของแข็ง (พวก coke ซึ่งก็คืออนุภาคคาร์บอน) ผสมอยู่ ซึ่งทำให้ erosion นั้นเกิดได้ง่ายขึ้น

ส่วนเหตุการณ์ที่นำมาเล่าในวันนี้อ่านแล้วก็ดูเหมือนว่าการรั่วนั้นเกิดขึ้นที่ท่อด้านขาออกของปั๊มไหลหมุนเวียนของเหลวป้อนกลับไปสู่ quench tower เช่นกัน (บทความไม่ได้ระบุว่าเป็นท่อส่วนไหน) โดยเป็นผลจาก erosion ที่เกิดจากการไหลปั่นป่วนด้านขาออกของวาล์วด้านขาออกของปั๊มที่เกิดจากการเปิดวาล์วเพียงแค่บางส่วน บทความไม่ได้ให้ process flow diagram (PFD) ของบริเวณที่เกิดเหตุ บอกว่าการรั่วไหลนั้นทำให้ vinyl chloride และ hydrogen chloride (HCl) รั่วไหลออกมา แสดงว่าของเหลวที่ทำการป้อนกลับสู่ quench tower นั้นน่าจะเกิดจากที่ออกทางยอดหอของ quench tower แล้วถูกลดอุณหภูมิลงอีกจนบางส่วนกลายเป็นของเหลว จากนั้นจึงนำเอาของเหลวที่ควบแน่นได้นี้ส่วนหนึ่งมาป้อนกลับไปยัง quench tower รูป PFD ที่พอหาได้และคิดว่าน่าจะใกล้เคียงกระบวนการที่เกิดอุบัติเหตุมากได้แสดงไว้ในรูปที่ ๒ (อันที่จริงก็สามารถนำบางส่วนของของเหลวที่ควบแน่นที่สะสมอยู่ด้านล่างของ quench tower มาฉีดพ่นกลับได้เช่นกัน แต่ของเหลวตรงนี้จะมี dichloroethane เป็นองค์ประกอบหลัก)

รูปที่ ๒ Quench tower ที่ทำหน้าที่ลดอุณหภูมิแก๊สร้อนที่มาจาก furnace ในรูปแบบนี้จะใช้การดึงเอาบางส่วนของของเหลวที่ควบแน่นที่ยอดหอมาฉีดกลับ (ด้วย circulation pump 53) เข้าไปใน quench tower เพื่อลดอุณหภูมิของแก๊สร้อน รูปนี้นำมาจากสิทธิบัตรประเทศสหรัฐอเมริกาเลขที่ 5,507,291 เรื่อง Method for quenching a gas stream in the production of vinyl chloride monomer

ในการผลิตไวนิลคลอไรด์ (H₂C=CHCl) จะนำเอา 1,2-Dichloroethane (1,2-ไดคลอโรอีเทน H₂ClC-C-ClH₂ ที่ย่อว่า DEC หรือบางทีก็เรียกว่าเอทิลีนไดคลอไรด์ Ethylene dichloride ที่ย่อว่า EDC) มาให้ความร้อนจนโมเลกุลแตกออกเป็นไวนิลคลอไรด์และแก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) แก๊สร้อนจะถูกทำให้เย็นตัวลงโดยการสัมผัสกับของเหลวโดยตรงในอุปกรณ์ที่เรียกว่า Quench tower (ดูรูปที่ ๒)

ในการผลิตเอทิลีนนั้น ของเหลวที่ใช้ใน quench tower คือน้ำ เพราะในแก๊สนั้นมีองค์ประกอบที่เป็นกรดปนอยู่เพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับปริมาตรแก๊สที่ไหลเข้าระบบ และการแยกไฮโดรคาร์บอนกับน้ำทำได้ง่าย แต่ในกรณีของการผลิตไวนิลคลอไรด์ ผลิตภัณฑ์หลักที่เกิดร่วมคือ HCl ที่เมื่อละลายน้ำแล้วจะกลายเป็นกรดเกลือที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง ดังนั้นของเหลวที่ใช้ใน quench tower จึงต้องเป็นไวนิลคลอไรด์ที่มีอยู่แล้วในระบบ แต่เนื่องจากไวนิลคลอไรด์เป็นแก๊สที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ ดังนั้นการทำให้ไดคลอโรอีเทนแตกตัวเป็นไวนิลคลอไรด์จึงต้องทำที่ความดันสูงขึ้น เพื่อให้สามารถควบแน่นไวนิลคลอไรด์เป็นของเหลวได้ง่ายขึ้น (สามารถใช้น้ำหล่อเย็นระบายความร้อนได้)

ในเหตุการณ์ที่เกิดนี้ ในช่วงเวลานั้นเกิดฝนฟ้าคะนอง และมีฟ้าผ่าในบริเวณโรงงาน บทความบอกว่าฟ้าผ่าเกิดในบริเวณใกล้เคียงกับจุดที่เกิดการรั่วไหล แรงสั่นสะเทือนจากฟ้าผ่าทำให้ส่วนของท่อที่มีผนังบางเพราะ erosion เกิดความเสียหายทำให้ไวนิลคลอไรด์และไฮโดรเจนคลอไรด์รั่วไหลออก

สาเหตุที่ทำให้ท่อเกิด erosion เป็นเพราะการหรี่วาล์วด้านขาออกของ circulating pump เพื่อให้ได้อัตราการไหลที่ต้องการ แต่เนื่องจากวาล์วที่ใช้นั้นเป็น gate valve (บทความใช้คำว่า sluice valve) ซึ่งไม่เหมาะกับการควบคุมอัตราการไหล (มันเหมาะสำหรับการทำงานแบบเปิดเต็มที่และปิดเต็มที่) ทำให้เกิดการไหลแบบปั่นป่วนทางด้าน downstream ของวาล์ว ซึ่งไปเร่งการเกิด erosion

ปั๊มที่ใช้ในโรงงานส่วนใหญ่เป็นปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ปรกติการติดตั้งปั๊มชนิดนี้จะมี block valve (วาล์วปิดกั้นการไหล) ทางด้านขาเข้าและด้านขาออกของปั๊มด้านละหนึ่งตัว เอาไว้สำหรับเวลาที่ต้องการทำการซ่อมบำรุงปั๊มหรือในกรณีที่ทำหน้าที่เป็นปั๊มสำรอง (ปั๊มที่ทำงานต่อเนื่องมักจะติดตั้งแบบใช้งานหนึ่งตัวสำรองหนึ่งตัวคู่ขนานกัน)

สำหรับของเหลวที่สะอาด (ไม่มีของแข็งปะปน) แต่เป็นสารอันตราย (เช่นน้ำมัน) ตัว block valve ก็มักจะเป็นชนิด gate valve ถ้าต้องการทำการควบคุมอัตราการไหลก็จะติดตั้งวาล์วควบคุม (control valve) ไว้ทางด้าน downstream ของ block valve ด้านขาออก จะไม่ใช้การปรับ block valve ด้านขาออกเพื่อปรับอัตราการไหล (ถ้าของเหลวนั้นเป็น slurry คือของเหลวที่มีของแข็งแขวนลอย การใช้ ball valve จะเหมาะสมกว่า และถ้าเป็นของเหลวที่ไม่มีอันตราย เช่นน้ำ ก็สามารถใช้ butterfly valve ได้)

ตัว gate valve ถ้าเปิดไม่เต็มที่ ผลต่างความดันระหว่างด้านหน้าและด้านหลังของแผ่น disc (ตัวที่ทำหน้าที่ปิดกั้นการไหล) จะทำให้แผ่น disc สั่นสะเทือน และในกรณีที่เปิดไว้เพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิด cavitation ได้ คือของเหลวเมื่อไหลลอดตัวแผ่น disc ที่เปิดไว้เพียงเล็กน้อย ความเร็วในการไหลจะสูงขึ้นในขณะที่ความดันลดต่ำลง (ปรากฏการณ์เดียวกันกับเวลาที่มันไหลผ่านแผ่น orifice หรือท่อ ventury ที่ใช้วัดอัตราการไหล) แต่ถ้าของเหลวนั้นมีอุณหภูมิสูงใกล้จุดเดือด การที่ความดันลดลงก็อาจทำให้ของเหลวบางส่วนนั้นเดือดกลายเป็นไอได้ แต่เมื่อของเหลวไหลลอดผ่านแผ่น disc ไปแล้วความดันจะเพิ่มขึ้น ไอที่เกิดขึ้นนั้นก็จะยุบตัวลงทันที่ คือเกิด cavitation ซึ่งถ้าไปเกิดบนผิวโลหะ แรงที่เกิดจากการยุบตัวของฟองแก๊สนี้สามารถทำให้พื้นผิวโลหะสึกหรอได้

การระเบิดของถังเก็บ Pyrolysis gasoline ที่มาบตาพุด MO Memoir : Saturday 11 May 2567

เวลาประมาณ ๑๐.๔๕ น วันพฤหัสบดีที่ ๙ พฤษภาคม ๒๕๖๗ เกิดเพลิงลุกไหม้ที่ถังเก็บ pyrolysis gasoline ของบริษัทมาบตาพุดแทงค์เทอร์มินอล (MTT) ณ บริเวณท่าเรือของนิคมอุตสาหกรรมมาบตาพุด (รูปที่ ๑) โดยสามารถควบคุมเพลิงไว้ได้ในช่วงตอนเย็น ข่าวที่ออกมาในช่วงแรกหลังการระเบิดรายงานว่ามีผู้ได้รับบาดเจ็บ ๔ ราย (ต่อมาเสียชีวิต ๑ ราย) และมีเจ้าหน้าที่ที่เข้าไประงับเหตุเพลิงไหม้บาดเจ็บเพิ่มอีก ๒ ราย

รูปที่ ๑ ภาพถ่ายของบริเวณที่เกิดเหตุ จุดเกิดเหตุคือถังที่อยู่ในวงกลมเส้นประสีแดงด้านบน (รูปจากหน้าเว็บของสำนักงานท่าเรืออุตสาหกรรมมาบตาพุด (https://maptaphutport.com/maptaphut/index.php/th/about-6/about-12)

ในช่วงตั้งแต่เริ่มเกิดเพลิงไหม้จนกระทั่งควบคุมเพลิงไว้ได้ มีการนำเสนอข่าวสารและข้อมูลต่าง ๆ เพื่อเกาะกระแสเหตุการณ์ รวมทั้งมีความพยายามหาความเห็นจากนักวิชาการต่าง ๆ เพื่อเอามาทำข่าว ผมเองก็ได้รับการติดต่อจากทางคณะในช่วงบ่ายแต่ก็ได้ปฏิเสธไป ด้วยเหตุผลที่ว่าข้อมูลต่าง ๆ ที่มีการเผยแพร่กันในขณะนั้นมีทั้ง ขาดความชัดเจน, มีความขัดแย้ง และมีการให้ความเห็นที่สามารถนำไปสู่ความเข้าใจที่สับสนได้

ค่อนข้างเป็นเรื่องปรกติที่เวลาเกิดอุบัติเหตุเช่นนี้ในบ้านเรา ก็จะเป็นข่าวกันในวันแรก ๆ จากนั้นก็จะจางหายไป ไม่มีใครตามต่อว่าสุดท้ายแล้วข้อเท็จจริงเป็นอย่างไร (จะว่าไปที่ถูกต้องมากกว่าก็คือผลการสอบสวนเปิดเผยอยู่ในวงจำกัดมาก ขนาดคนทำงานในบริษัทยังไม่ทราบข้อเท็จจริงเลย) ก็เลยเป็นที่มาของบันทึกฉบับนี้ว่าจากภาพข่าวและข้อมูลที่เผยแพร่นั้น มันมีจุดสังเกตอะไรให้เราได้เห็นบ้าง เพื่อที่จะเอาไปสอนให้กับนิสิตต่อ (แม้ว่าจะเหลือเวลาสอนอีกเพียงไม่กี่ปี)

เนื้อหาใน Memoir ฉบับนี้แบ่งเป็น ๒ ส่วน ส่วนแรกเป็นการพิจารณาข้อมูลที่มีการเปิดเผยในช่วงตั้งแต่เริ่มเกิดเหตุจนควบคุมเพลิงได้ ซึ่งข้อมูลส่วนใหญ่ตรงนี้คือภาพถ่าย ส่วนที่สองเป็นการพิจารณาข้อมูลที่มีการเผยแพร่หลังจากที่ควบคุมเพลิงไว้ได้แล้ว ซึ่งมักจะเป็นข้อความหรือแถลงการณ์ (ที่มักจะผ่านการพิจารณาคัดเลือกถ้อยคำ) ซึ่งถ้าเราพิจารณาให้ดีอาจจะพบความขัดแย้งหรือการด่วนสรุปเพื่อให้ใครสักคนเป็นผู้รับผิด

ต่อไปนี้เริ่มส่วนที่ ๑ ก่อน ที่เป็นช่วงเกิดการระเบิดไปจนถึงควบคุมเพลิงได้ ดังนั้นข้อมูลต่าง ๆ ที่นำมาพิจารณาในส่วนนี้ จะมองเฉพาะข้อมูลที่มีการเผยแพร่ในช่วงเวลาดังกล่าวเท่านั้น

๑. จากภาพแรก ๆ ที่เห็น ถังที่เกิดเพลิงไหม้มีชื่อข้างถังว่า "Pyrolysis Gasoline" (รูปที่ ๒) ส่วนที่ว่าของเหลวที่อยู่ในถังแท้จริงแล้วคือ Pyrolysis Gasoline หรือไม่นั้น ขอยังไม่สรุปตอนนี้ แต่ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จัก "Pyrolysis Gasoline" กันก่อนดีกว่าว่ามันคืออะไร

รูปที่ ๒ ภาพเหตุการณ์เมื่อเริ่มเกิดเพลิงไหม้ (จาก www.khaosod.co.th)

Thermal cracking หรือ Pyrolysis เป็นกระบวนการหลักที่ใช้ในการผลิตโอเลฟินส์ โดยนำเอาไฮโดรคาร์บอนมาให้ความร้อนที่สูงมากพอจนทำให้โมเลกุลแตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลง หลัก ๆ ที่ต้องการคือเอทิลีนกับโพรพิลีน การให้ความร้อนนั้นจะให้ไฮโดรคาร์บอนไหลอยู่ภายในท่อ โดยมีเปลวไฟให้ความร้อนอยู่ภายนอก

การทำลายพันธะเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน ดังนั้นเพื่อให้โมเลกุลใหญ่แตกออกเป็นโมเลกุลเล็ก ก็ต้องใส่ความร้อนให้สูงมากพอ ยิ่งความร้อนสูงมาก ปฏิกิริยาก็จะเกิดได้เร็วขึ้น แต่ก็มีข้อเสียคือ ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ (เอทิลีนกับโพรพิลีน) จะสลายตัวต่อไปเป็นสารอื่นที่เราไม่ต้องการได้) ดังนั้นเมื่อได้โอเลฟินส์ในปริมาณที่ต้องการแล้ว ก็ต้องหยุดการสลายตัวด้วยการลดอุณหภูมิแก๊สร้อนให้เย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว

การสร้างพันธะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ตามหลักสมดุลเคมี เมื่อระบบมีอุณหภูมิลดต่ำลง ระบบก็จะพยายามปรับตัวให้กลับมาสู่ตำแหน่งเดิม สิ่งหนึ่งที่เกิดขึ้นก็คือโมเลกุลเล็กบางส่วนจะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้น แต่เมื่ออุณหภูมิลดต่ำลงจนถึงจุดหนึ่ง การเกิดปฏิกิริยาก็จะหยุด (เพราะพลังงานกระตุ้นไม่พอ) แต่ในช่วงเวลาดังกล่าวก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดสารประกอบไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่ในปริมาณหนึ่ง ที่สามารถควบแน่นเป็นของเหลวได้ที่ quench tower (หอที่แก๊สร้อนสัมผัสกับน้ำโดยตรง) ไฮโดรคาร์บอนที่ควบแน่นได้ ณ ที่นี้คือ pyrolysis gasoline

Gasoline หรือแก๊สโซลีน คือน้ำมันเบนซินนั่นเอง บ้านเรากำหนดอุณหภูมิจุดเดือดสูงสุดไว้ไม่เกิน 200ºC น้ำมันที่มีอุณหภูมิจุดเดือดบริเวณนี้บางทีก็เรียกว่าแนฟทา (naphtha) แต่คำแนฟทามันจะคลุมกว้างกว่า คือเข้าไปถึงน้ำมันก๊าด (kerosene) ทำให้บางทีเขาก็เรียกแยกเป็น Light naphtha (พวกมีจุดเดือดต่ำ) กับ Heavy naphtha (พวกมีจุดเดือดสูง)

ส่วน Pyrolysis เป็นตัวบอกว่าน้ำมันแก๊สโซลีนดังกล่าวมาจากกระบวนการใด ซึ่งในที่นี้คือ pyrolysis ถ้าได้มาจากหลุมขุดเจาะแก๊สธรรมชาติเขาก็เรียกว่า Natural Gasoline ถ้าเป็นน้ำมันที่ออกตรงมาจากหอกลั่น (ก่อนที่จะเอาไปทำอะไรอย่างอื่นต่อเพื่อปรับปรุงคุณภาพ) เขาก็เรียกว่า Straight Run Gasoline

จากข้อมูลที่มีนั้น pyrolysis gasoline จะประกอบด้วย aromatic hydrocarbon C6-C8 และพวกที่หนักกว่า (ที่เรียกว่า C9+) สารประกอบอะโรมาติก C6-C8 เป็นพวกที่นำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีตัวอื่นได้ ดังนั้นจึงไม่แปลกถ้ามีการแยกเอาสารพวกนี้ออกไปก่อน ทำให้เหลือเพียงแค่ C9+ (แบบที่ปรากฏในข่าว)

๒. ถังที่เกิดเหตุจากภาพดูแล้วคงเป็น fixed-roof tankแต่หลังคาที่เห็นมีลักษณะโค้งเป็นรูปโดมไม่ใช่รูปทรงกรวย (รูปที่ ๑ และ ๒) แต่คาดว่าน่าจะเป็น atmospheric tank แบบไม่มี floating roof ภายใน เก็บของเหลวที่อุณหภูมิห้อง (จะว่าไป floating roof tank ในบ้านเราก็ไม่เห็นมีหลังคาคลุม เพราะเราไม่มีหิมะตก) ถังแบบนี้จะมีช่องระบายอากาศ (vent) บนฝาถัง เพื่อให้อากาศไหลเข้าถังได้เวลาที่สูบของเหลวออกจากถัง (ป้องกันการเกิดสุญญากาศภายในถัง) และให้ไอระเหยของสารนั้น (รวมทั้งอากาศที่ไหลเข้าไปในถังตอนสูบของเหลวออก) ระบายออกมาได้ตอนเติมของเหลวเข้าไปในถัง (ป้องกันความดันในถังเพิ่มสูงเกินไป) ดังนั้นถ้าที่ว่างระหว่างผิวของเหลวกับฝาถังนั้นจะเป็นแก๊สผสมระหว่างอากาศกับไอน้ำมันที่ระเหยขึ้นมาก็ไม่ใช่เรื่องผิดปรกติ

๓. ภาพข่าวเริ่มแรกเพลิงลุกไหม้อยู่ตรงตะเข็บรอยต่อระหว่างฝาถังกับส่วนลำตัว (ดูรูปที่ ๒ ที่ฝาถังไม่ได้ปลิวออก หรือดูภาพขยายในรูปที่ ๓) และไม่มีไฟไหม้ที่ระดับพื้นดิน เห็นได้จากไม่มีกลุ่มควันดำเกิดที่ระดับพื้นดิน (หรือมุมกล้องจับไม่ได้ก็ไม่รู้) ลักษณะเช่นนี้แสดงว่ามีการระเบิดเกิดขึ้นในถัง ทำให้ฝาถังนั้นฉีกขาดออกจากส่วนลำตัว แต่การระเบิดนั้นคงไม่รุนแรงมาก เห็นได้จากฝาถังไม่ได้ปลิวออกไปไหน (ในที่นี้ขอเรียกว่า "ฝาถัง" ก็แล้วกัน ภาษาอังกฤษใช้คำว่า "roof" ที่แปลว่าหลังคา) การที่การระเบิดนั้นไม่รุนแรงก็อาจเป็นได้ว่าในถังมีของเหลวบรรจุอยู่ในปริมาณมาก ทำให้ปริมาตรไอผสม (เชื้อเพลิง + อากาศ) ในถังมีไม่มาก (คือปริมาตรที่อยู่เหนือผิวของเหลวและใต้ฝาถัง) ซึ่งประเด็นนี้จะมาว่ากันอีกทีหนึ่งเมื่อพิจารณารูปความเสียหายของถังหลังเพลิงสงบแล้ว

เวลาที่เกิดการระเบิดในถัง สิ่งสำคัญคือต้องไม่ให้ส่วนลำตัวเกิดความเสียหาย ไม่เช่นนั้นของเหลวที่บรรจุอยู่ก็จะทะลักออกมา ดังนั้นจึงต้องหาทางระบายความดันที่เกิดจากการระเบิดออกโดยเร็วก่อนที่ลำตัวจะเกิดความเสียหาย วิธีหนึ่งที่ทำกันก็คือให้ตำแหน่งรอยเชื่อมระหว่างฝาถังกับส่วนลำตัวนั้นมีความแข็งแรงน้อยกว่าบริเวณอื่น ดังนั้นเมื่อความดันในถังเพิ่มขึ้น รอยเชื่อมตรงจุดนี้จะฉีกขาดก่อน ทำให้ฝาถังเปิดเพื่อระบายความดันออกมา ถ้าเป็นการระเบิดที่รุนแรงตัวฝาถังสามารถหลุดปลิวออกจากส่วนลำตัวถัง โดยที่ส่วนลำตัวยังไม่ได้รับความเสียหาย ส่วนฝาที่ปลิวออกไปนั้นจะไปตกที่ใดและทำความเสียหายอย่างไรนั้นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง (คือลำตัวถังบรรจุปลอดภัย ส่วนบริเวณรอบข้างไม่สน) แต่วิธีการนี้จะไม่ใช้กับถังที่ติดตั้งอยู่ภายในอาคาร

๔. ข่าวในช่วงแรกบอกว่ามีผู้ได้รับบาดเจ็บ ๔ ราย แต่ในช่วงเย็นบอกว่าในจำนวน ๔ รายนี้มีเสียชีวิต ๑ ราย และยังมีเจ้าหน้าที่ที่เข้าไประงับเหตุได้รับบาดเจ็บเพิ่มอีก ๒ ราย

๕. จากข้อ ๔. ก็จะตั้งคำถามได้ว่า ผู้ได้รับบาดเจ็บทั้ง ๔ รายนั้น ไปทำอะไรอยู่แถวนั้นตอนเกิดเหตุ เป็นเพียงผู้บังเอิญเดินทางผ่านไปโดยไม่มีส่วนเกี่ยวข้องอะไรกับถังที่ระเบิดเลย หรือเป็นผู้ที่ไปทำงานอยู่แถวนั้น แต่จากข้อ ๓. ทำให้สงสัยว่าทั้ง ๔ คนนั้นตอนเกิดเหตุน่าจะอยู่บนฝาถัง เพราะถ้าแค่เดินทางผ่านไปข้างล่าง ไม่น่าจะมีการบาดเจ็บสาหัสถึงขั้นเสียชีวิต เพราะจุดเกิดเหตุหลักอยู่บนหลังคาถัง

ที่ต้องถามคำถามนี้ก็เพื่อที่จะดูความสัมพันธ์ระหว่างเหตุการณ์กับผู้ได้รับบาดเจ็บว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกันหรือไม่ คือถ้าจุดเกิดการระเบิดนั้นไม่มีใครอยู่ แสดงว่าต้นตอนั้นต้องเกิดจากความผิดพลาดจากการควบคุมระยะไกลหรือการออกแบบ แต่ถ้าไปอยู่ในบริเวณนั้น ก็จะทำให้เกิดคำถามว่ามีส่วนทำให้เกิดการระเบิดหรือไม่ แต่ทั้งนี้การที่พวกเขาไปปรากฏอยู่ตรงนั้นก็ไม่ได้แปลว่าเขามีส่วนทำให้เกิดการระเบิด อาจเป็นไปได้ว่าการทำงานมีปัญหา พวกเขาก็เลยไปตรวจสอบ แล้วมันก็ระเบิดพอดี

ข้อมูลตรงนี้ตรวจสอบได้ไม่ยากด้วยการถามผู้บาดเจ็บ (ข้อมูลที่มีการเผยแพร่ในสื่อต่าง ๆ หลังเพลิงสงบแล้วมีความขัดแย้งกันอยู่ แล้วค่อยมาว่ากันอีกที)

๖. ถ้าข้อสงสัยในข้อ ๕. เป็นจริง (ซึ่งแถลงการณ์หลังคุมเพลิงได้บอกไว้อย่างนั้น) ทำไมถึงมีคนไปอยู่บนฝาถังถึง ๔ คน ที่ตั้งคำถามนี้เพราะเมื่อได้คุยกับวิศวกรรายหนึ่งที่รู้จักกันและทำหน้าที่ดูแล Tank Farmเขาบอกว่าปรกติถ้าเป็นการไปเก็บตัวอย่างของหลวในถังก็จะไปเพียงแค่ ๒ คนก็พอ ซึ่งเขาก็สงสัยเหมือนกัน แล้วในเหตุการณ์นี้ไปทำอะไรบนนั้นตั้ง ๔ คน มีการทำ hot work (งานพวกการเชื่อมโลหะ การเจียรโลหะ การตัดด้วยแก๊ส) ด้วยหรือไม่ (โดยส่วนตัวคิดว่าไม่น่าใช่ เพราะในถังยังมีเชื้อเพลิงบรรจุอยู่เต็ม) หรือถังเก็บมีปัญหาการทำงาน เลยต้องส่งช่างไปช่วยกันตรวจสอบหลายคน

๗. ลักษณะของเปลวไฟที่เกิดขึ้นนั้น ไม่ได้เป็นเพลวไฟที่พุ่งขึ้นแรง (รูปที่ ๓) แสดงว่าของเหลวที่บรรจุอยู่ในถังนั้นไม่ได้เป็นพวกที่มีความดันไอสูง (แปลว่าจุดเดือดอาจอยู่ที่ระดับ 100ºC หรือสูงกว่า) เพราะถ้าเป็นพวกที่มีความดันไอสูง เปลวไฟจะลุกไหม้อีกแบบหนึ่ง ตรงนี้ลองดูกรณีของไทยออยล์ปี ๒๕๔๒ ดูก็ได้

รูปที่ ๓ เอารูปที่ ๑ มาขยายตรงบริเวณฝาถังที่ไฟกำลังลุกไหม้อยู่

๘. จากข้อ ๗. ดังนั้นที่มีข้อมูลว่าของเหลวในถังนั้นเป็นพวก C9 ขึ้นไป ก็เป็นไปได้

๙. ตอนเริ่มเกิดเพลิงไหม้ ระดับของเหลวในถังค่อนน่าข้างจะสูง (ใกล้เต็มถัง) เห็นได้จากสีที่ทาข้างถังที่ยังคงสภาพดี (ผิวโลหะที่อยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวจะไม่ร้อนจัด เพราะไม่โดนไฟลน) แต่การแปลข้อมูลตรงนี้ก็ต้องระวังเหมือนกัน เพราะในกรณีนี้ฝาถังไม่ได้ปลิวออก ดังนั้นถ้าของเหลวในถังระเหยออกมาชดเชยการเผาไหม้ทัน เปลวไฟจะไม่วิ่งเข้าไปลุกไหม้ในถัง จะไหม้เฉพาะตรงจุดที่ไอระเหยรั่วออก

๑๐. ในช่วงถัดมา (ไม่ทราบเวลาแน่นอน) มีข่าวว่ามีการระเบิดเกิดขึ้นอีก มีการลุกไหม้จากเชื้อเพลิงที่รั่วออกมาและขังอยู่ใน tank bund ประเด็นก็คือเชื้อเพลิงพวกนี้มาจากไหน

๑๑. ภาพเมื่อเริ่มควบคุมเพลิงได้ มองไม่เห็นฝาถังของถังที่เริ่มเกิดเพลิงไหม้ (รูปที่ ๔) อาจเป็นไปได้ว่ายุบตัวลงไปเนื่องจากความร้อน ไม่น่าจะมีการปลิวออกมา (ไม่เห็นความเสียหายบริเวณห่างมา และไม่มีรายงานข่าว) แต่ถังอีกใบที่อยู่ข้าง ๆ นั้นสภาพยังดี รูปที่ ๔ ยังแสดงให้เห็นว่าถังบรรจุทั้งสองใบนั้นมีของเหลวบรรจุอยู่เต็มถัง

ในระหว่างที่ไฟกำลังลุกไหม้ถังใบแรกนั้น ก็มีข่าวว่ามีการ "ระเบิด" ตามมาและไฟได้ไหม้ลุกลามไปยังถังใบที่สอง ทำให้เจ้าหน้าที่ที่เข้าไประงับเหตุต้องถอนตัวออกมาก่อน

แต่ดูจากภาพความเสียหายในรูปที่ ๔ แล้วคิดว่าน่าจะเกิดจากการที่รอยเชื่อมรอบฝาถังนั้นได้รับความร้อนสูงต่อเนื่องเป็นเวลานาน ความแข็งแรงเนื้อโลหะจึงลดต่ำลงจนไม่สามารถรับน้ำหนักฝาถังเอาไว้ได้ ทำให้ฝาถังยุบตัวจมลงไปในถัง ของเหลวในถังถูกดันขึ้นจนกระฉอกออกมาข้างนอก (สาเหตุที่ทำให้ไฟมาลุกไหม้ใน tank bund) ผิวหน้าเชื้อเพลิงที่เปิดเต็มที่ทำให้เกิดเปลวไฟขนาดใหญ่ทันที ทำให้คนคิดว่าเป็นการระเบิดอีกครั้ง (ไม่มีข้อมูลว่ามีฝาถังปลิวออกไป)

รูปที่ ๔ ภาพเพลิงไหม้หลังเริ่มควบคุมเพลิงที่ไหม้รอบนอกถังได้แล้ว เห็นได้จากผนังถังด้านนอกโดยไฟครอกเป็นสีดำจากคราบเขม่า (ภาพจากหน้าเว็บหนังสือพิมพ์ฐานเศรษฐกิจ)

๑๒. ถังข้าง ๆ อีกใบก็น่าจะมีของเหลวอยู่เต็มเช็นกัน เห็นจากโดนไฟคลอกจนด้านข้างดำทั้งถัง แต่สภาพยังดีอยู่ (รูปที่ ๔ และ ๕) แสดงว่าระดับของเหลวในถังนั้นสูงกว่าระดับความสูงของเปลวไฟ แต่ที่เห็นมีไฟไหม้ด้านบน (ภาพไม่ชัด) อาจเป็นไปได้ว่าเป็นเพราะการระบายไอระเหยออกมา จากสภาพฝาถังที่ยังดีอยู่ก็แสดงว่าออกแบบรับกรณีไฟครอกได้ดี ไม่งั้นถังคงระเบิดจนฝาถังคงปลิวไปแล้ว

รูปที่ ๕ สภาพถังที่เกิดการระเบิด (ขวาสุด) จะเห็นว่าระดับความสูงยังใกล้เคียงกับถังข้าง ๆ (กลาง) ที่โดนไฟครอก แสดงว่าตอนที่ดับไฟได้นั้น ถังก็ยังมีของเหลวอยู่ภายในเยอะเหมือนกัน (ภาพจากหน้าเว็บหนังสือพิมพ์กรุงเทพธุรกิจ)

ผิวโลหะที่สัมผัสกับของเหลวจะได้รับการปกป้องจากเปลวไฟด้วยการเดือดของของเหลวแม้ว่าผิวโลหะนั้นจะโดนไฟครอกโดยตรง (แบบเดียวกับที่เราใช้หม้ออะลูมิเนียมต้มน้ำด้วยเตาแก๊ส หม้ออะลูมิเนียมจะไม่เป็นไร แต่ถ้าแห้งเมื่อไรก็เป็นเรื่องได้) ในกรณีของถัง (Tank) เก็บเชื้อเพลิงนั้น ถ้าไฟไหม้อยู่ภายในถังโดยที่ไม่ได้ลุกไหม้รอบนอก เราจะเห็นสีข้างถังนั้นเปลี่ยนไปตามระดับความสูงของของเหลวในถัง คือสีบนผิวโลหะที่อยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวจะยังคงเป็นปรกติอยู่ แต่ที่อยู่เหนือขึ้นไปจะได้รับความร้อนจนเห็นสีไหม้และเนื้อเหล็กนั้นขึ้นสนิม (โดนเผาจนเป็นสารประกอบออกไซด์) และยุบตัวลง

ถ้าเป็นไฟครอกอยู่ด้านนอก สีที่ทาอยู่ภายนอกก็จะถูกเผา แต่เนื้อโลหะที่อยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวก็ยังได้รับการปกป้องอยู่ (แบบเดียวกับที่เราต้มน้ำด้วยเตาแก๊สในครัว) แต่เนื้อโลหะส่วนลำตัวที่อยู่สูงกว่าผิวของเหลวและโดนไฟลน จะร้อนจัดจนสูญเสียความแข็งแรงและยุบตัวลง แต่ไม่ว่าไฟจะไหม้อยู่ด้านในหรือด้านนอก ถ้าระดับของเหลวในถังนั้นต่ำมาก ถังก็จะยุบตัวลงมามากเช่นกัน ดังเช่นที่แสดงในรูปที่ ๖ ที่จะเห็นการยุบตัวของถังได้อย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับถังข้าง ๆ

๑๓. ทีนี้ขอกลับไปยังรูปที่ ๓ หน่อยที่ผมยังมีข้อติดใจบางเรื่องอยู่ ในรูปนั้นจะเห็นว่าฝาถังยังคงอยู่เหมือนเดิม โดยมีเปลวไฟลุกไหม้ตรงรอยต่อระหว่างฝาถังกับส่วนลำตัว เรื่องที่คาใจก็คือ "ในถัง (คือใต้ฝาถัง) มีไฟลุกไหม้ด้วยหรือไม่"

ในเรื่องของความไวไฟของสารเรามักได้ยินแต่ "จุดวาบไฟหรือ Flash point" ที่เป็นอุณหภูมิต่ำสุดที่ทำให้เชื้อเพลิงนั้นระเหยออกมาจนมีความเข้มข้นสูงพอที่จะลุกติดไฟได้ถ้ามีแหล่งพลังงาน (เช่นเปลวไฟ ความร้อน ประกายไฟ) มากระตุ้น แต่การที่ไฟจะลุกไหม้ได้อย่างต่อเนื่องนั้นอัตราการระเหยของเชื้อเพลิงจะต้องสูงพอที่จะชดเชยอัตราการเผาไหม้ ดังนั้นเชื้อเพลิงเหลวที่มีอุณหภูมิที่จุดวาบไฟ ไอระเหยของมันสามารถลุกติดไฟได้ แต่เมื่อไหม้แล้วมันก็มีสิทธิที่จะดับได้เช่นกัน ถ้าเชื้อเพลิงระเหยออกมาชดเชยไม่ทัน

รูปที่ ๖ ภาพถังเก็บแนฟทาที่เสียหายจากเพลิงไหม้ พึงสังเกตว่าผนังถังจะยุบตัวลงตามระดับความสูงของของเหลวที่บรรจุอยู่ในถัง (ภาพจากรายงานการสอบสวนของ U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board เรื่อง Storage Tank Fire at Intercontinental Termals Company, LLC (ITC) Termical ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อวันอาทิตย์ที่ ๑๗ มีนาคม ค.ศ. ๒๐๑๙ (พ.ศ. ๒๕๖๒)

ในระหว่างการเผาไหม้นั้น เชื้อเพลิงเหลวจะได้รับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมที่อยู่ภายนอก (เช่นอุณหภูมิของอากาศรอบนอกถังเก็บ) และความร้อนจากเปลวไฟที่ลุกไหม้ด้านบน ถ้าอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมภายนอกสูงมากพอ อัตราการระเหยของเชื้อเพลิงเหลวก็จะมากพอที่จะทำให้เกิดเปลวไฟลุกต่อเนื่องได้ อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมต่ำสุดที่ทำให้เกิดเปลวไฟลุกต่อเนื่องได้คือ "อุณหภูมิจุดติดไฟหรือ Fire point" โดยอุณหภูมิจุดติดไฟนี้จะสูงกว่าอุณหภูมิจุดวาบไฟอยู่เล็กน้อย

ทีนี้กลับมาที่ข้อสงสัยที่คาใจอยู่ในตอนแรกคือ ใต้ฝาถังมีไฟลุกอยู่หรือไม่ ถ้ามีไฟลุกอยู่ก็จะนำไปสู่อีกคำถามคือแล้วอากาศเข้าไปได้เลี้ยงเปลวไฟอย่างไร ทั้ง ๆ ที่ฝาถังยังปิดคลุมอยู่ แต่ถ้ามองว่าใต้ฝาถังนั้นไม่มีเปลวไฟ (มันดับไปแล้วเพราะใช้ออกซิเจนไปหมด) แต่ของเหลวในถังนั้นมีอุณหภูมิที่สูงพอที่ทำให้ของเหลวระเหยออกมาชดเชยอัตราการเผาไหม้ที่ตรงตะเข็บรอยต่อได้ทันเวลา มันก็จะอธิบายได้ดีกว่า (และมันจะไปอธิบายเรื่องควันสีขาวที่ว่ากันว่าเกิดขึ้นก่อนการระเบิดได้ด้วย)

รูปแบบการเผาไหม้แบบนี้ก็เคยพบเห็นสมัยที่ยังสอนแลปเคมีอินทรีย์เรื่องการเผาไหม้ไฮโดรคาร์บอน ที่เอาเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนชนิดต่าง ๆ ใส่ตะเกียงแอลกอฮอล์แล้วจุดไฟเพื่อให้นิสิตสังเกตลักษณะของเปลวไฟและควันดำที่เกิดขึ้น ในกรณีของเชื้อเพลิงที่มีความดันไอสูง (เช่นเฮกเซน หรืออีเทอร์) จะมีปัญหาตอนดับเปลวไฟ เพราะเอาฝาตะเกียงครอบลงไปแล้วเปลวไฟก็ไม่ดับ มันจะมาไหม้ต่อตรงขอบล่างของฝาตะเกียง และพอเอาบีกเกอร์ครอบลงไปอีกเปลวไฟก็ยังไม่ดับ มันจะมาลุกไหม้อยู่ตรงจงอยปากบีกเกอร์ ด้วยเหตุนี้เวลาสอนแลปนี้ จึงต้องนำตะเกียงวางในถาดอะลูมิเนียมที่เติมน้ำไว้ภายใน เพื่อที่ว่าเวลาครอบบีกเกอร์ลงไป น้ำที่เติมไว้นั้นมันจะท่วมจงอยปากบีกเกอร์ ตัดไม่ให้เชื้อเพลิงได้สัมผัสกับอากาศ ไฟก็จะดับ แต่การทดลองนี้ก็เป็นอดีตไปแล้ว ไปพร้อม ๆ กับการปรับปรุงหลักสูตร

ต่อไปจะเป็นการวิเคราะห์ข้อมูลที่มีการเผยแพร่กันหลังจากที่เพลิงสงบแล้ว ซึ่งได้แก่ข้อความแสดงความเสียใจกับครอบครัวผู้สูญเสีย และคำแถลงการณ์ที่มีขึ้นในช่วงตอนเย็น (รูปที่ ๗)

รูปที่ ๗ (ซ้าย) ข้อความที่มีการส่งต่อกันมา (ขวา) ถ้อยคำจากแถลงการณ์ (จากหนังสือพิมพ์ข่าวสด)

๑๔. ขอพิจารณาข้อความแรกก่อน (รูปที่ ๗ ซ้าย) ที่บอกว่าผู้เสียชีวิตพยายามขึ้นไปปิดวาล์วบนถัง ข้อสงสัยข้อแรกที่ผมมีก็คือ "บนฝาถังมันมีวาล์วอะไรให้ปิด"

ข้อสงสัยข้อที่สองคือถ้าเหตุการณ์เป็นตามนี้มันก็จะยากที่จะอธิบายว่าแล้วอีก ๓ คนที่เหลือได้รับบาดเจ็บได้อย่างไร คือถ้าจะบอกว่าอีก ๓ คนที่เหลืออยู่บนฝาถังก่อนหน้าแล้ว แล้วทำไมคนนี้ต้องขึ้นไปปิดวาล์ว คนที่อยู่บนฝาถังแล้วไม่ปิดเอง และถ้าบอกว่า ๓ คนนั้นอยู่ข้างล่าง มันก็ยากจะอธิบายว่าแล้วได้รับบาดเจ็บได้อย่างไร ไปยืนอยู่ตรงไหน

ในคำแถลงการณ์ที่เป็นทางการของทางบริษัทนั้นบอกว่า (รูปที่ ๔ ขวา) ก่อนเกิดเหตุ พนักงานทั้ง ๔ คนได้ขึ้นไปอยู่บนฝาถังแล้ว ก่อนเกิดการระเบิดและกระเด็นตกลงมา ซึ่งข้อมูลนี้มันอธิบายได้ว่าทำไมจึงมีผู้ได้รับบาดเจ็บ ๔ ราย แต่ในคำแถลงการณ์ก็มีสิ่งที่น่านำมาวิเคราะห์อีก ๒ ประเด็น ประเด็นแรกคือ "มีความจุของสาร 8000 คิว" และประเด็นที่สองคือ "เกิดกลุ่มควันลอยขึ้นมา"

๑๕. เราลองมาดูประเด็นแรกก่อนที่ว่า "มีความจุของสาร 8000 คิว" หน่วย "คิว" ในที่นี้คืออะไร ตามความหมายที่คนส่วนใหญ่ในบ้านเราเข้าใจกันก็ควรเป็น cubic metre หรือลูกบาศก์เมตร เพราะนี่คือถังเก็บ (Tank) ไม่ใช่ตู้เย็นที่ใช้กันตามบ้าน ที่ "คิว" หมายถึงลูกบาศก์ฟุต ดังนั้นตรงนี้จะขอสมมุติว่าคำว่า "คิว" ในข่าวคือลูกบาศก์เมตร

๑๖. ถ้าไปดูรูปที่ ๔ จะเห็นรถดับเพลิงจอดอยู่คันหนึ่ง ประมาณว่าความยาวของรถดับเพลิงคือ 8 เมตร ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของถังก็ประมาณ 3 เท่าของความยาวรถดับเพลิงหรือ 24 เมตร ที่นี้ความสูงของถังจะขอประมาณจากความสูงของราวจับในวงกลมสีแดงในรูปที่ ๘ ว่าสูงประมาณครึ่งหนึ่งของความสูงของคนตีซะว่าประมาณ 1 เมตร ดังนั้นความสูงของส่วนลำตัวถังก็ไม่น่าจะถึง 10 เมตร เพราะถ้าสูงกว่านี้ก็น่าจะเสียชีวิตกันหมดจากการตกลงมาจากที่สูง

ด้วยมิติขนาดนี้ที่ประมาณไว้ (กว้าง 24 เมตร สูง 10 เมตร) จะคำนวณความจุของแต่ละถัง (เฉพาะส่วนลำตัวทรงกระบอก) ได้ประมาณ 4,500 ลูกบาศก์เมตร ถ้าว่ากันตามนี้ก็อาจเป็นไปได้ว่าตอนเกิดเหตุนั้นแต่ละถังมีของเหลวบรรจุเต็ม ซึ่งมันก็จะไปตรงกับภาพความเสียหายของถังที่ปรากฏ (หมายเหตุ : ข้อมูลที่สืบค้นพบภายหลังระบุว่าถังเก็บกว้าง 26 เมตร สูง 19 เมตร ซึ่งจะทำให้ถังแต่ละใบบรรจุของเหลว 8,000 ลูกบาศก์เมตรได้ รายละเอียดเพิ่มเติม รูปที่ ๙ ด้านท้ายบทความ)

๑๗. ประเด็นที่สองคือที่เห็น "กลุ่มควันลอยขึ้นมานั้น" ควันนี้มาจากไหน เกิดได้อย่างไร ตรงนี้ไม่มีข้อมูลบอกว่ากลุ่มควันลอยออกมาจากไหน แต่บนฝาถังจุดที่จะมีไอระเหยรั่วไหลออกมาภายนอกได้ก็เห็นมีตรงช่อง vent ที่ใช้รักษาความดันภายในถังไม่ให้สูงหรือต่ำเกินไป และ gauge hatch ที่เป็นช่องเปิดสำหรับใช้เก็บตัวอย่างและวัดระดับ โดยส่วนตัวคิดว่าสิ่งที่เห็นว่าเป็น "ควัน" นั้นอาจไม่ใช่ควันก็ได้ เพราะมันมีอีกสิ่งที่เป็นไปได้คือ "การควบแน่นของไอระเหยที่ร้อน เมื่อรั่วไหลออกสู่บรรยากาศภายนอกที่เย็นกว่า"

รูปที่ ๘ สภาพภายใน tank bund หลังคุมเพลิงได้แล้ว ถ้าประมาณว่าความสูงราวจับในวงกลมสีแดงนั้นสูงประมาณครึ่งหนึ่งของความสูงของคน ก็จะประมาณได้ว่าความสูงของถังนั้นไม่น่าจะเกิน 10 เมตร

๑๘. ไอระเหยของของเหลวจุดเดือดสูงที่อุณหภูมิห้องนั้น เมื่อรั่วไหลออกมาภายนอกถังมันจะไม่มีการควบแน่นเป็นไอให้เห็น แต่ถ้าของเหลวในถังนั้นมีอุณหภูมิสูงพอและระดับของเหลวในถังสูงมากพอ (คือถ้าระดับของเหลวในถังไม่สูง มันก็ควรจะควบแน่นหมดภายในถังเพราะทางด้านฝาถังจะเย็นกว่า) ไอระเหยที่เกิดขึ้นก็จะรั่วไหลออกมากและเกิดการควบแน่นเป็นละอองเล็ก ๆ ให้เห็นเป็นหมอกควันได้ แบบที่เราพ่นลมหายใจออกมาในเวลาที่อากาศเย็นจัด ไอน้ำในลมหายใจจะควบแน่นเป็นละอองน้ำที่ทำให้เราเห็นเหมือนเป็นควัน คำตอบของข้อสงสัยนี้ต้องกลับไปดูที่การทำงานในขณะนั้นว่าอุณหภูมิของเหลวในถังนั้นเป็นเท่าใด

๑๙. ในรูปที่ ๓ ที่ถ่ายไว้หลังเกิดการระเบิดไม่นานนั้น ลมพัดจากซ้ายไปขวา แต่ถังทางด้านซ้ายมีคราบเขม่าไหม้คล้ายกับมีของเหลวไหลย้อยลงมาและเกิดไฟไหม้ที่ผิว ถ้าเป็นเช่นนี้จริงก็ต้องหาคำอธิบายให้ได้ว่าของเหลวมันไหลย้อยลงมาได้อย่างไร (หรือว่ามีของเหลวเต็มถึงขอบถังในขณะนั้น)

๒๐. ส่วนที่ว่าจุดระเบิดได้อย่างไรนั้นยังมองภาพไม่ออก แม้มีการพูดถึงไฟฟ้าสถิต แต่บ้านเราความชื้นในอากาศก็สูงอยู่

ขอบันทึกข้อสังเกตและข้อสงสัยต่าง ๆ เอาไว้ตรงนี้ ส่วนที่ว่ามันจะถูกต้องบ้างหรือไม่ก็คงได้แต่ต้องรอข้อมูลการสอบสวน ที่หวังว่าจะมีผู้ใจดีแจ้งให้ทราบ เพราะไม่คาดหวังว่าจะมีการเปิดเผยสู่สาธารณะอยู่แล้ว

แต่สิ่งที่อยากให้เกิดขึ้นก็คือ อยากให้มองหาความผิดพลาดก่อนที่จะมองหาว่าใครผิด และควรมีการเผยแพร่ความผิดพลาดนั้นให้ทราบทั่วกัน เพื่อที่ผู้อื่นที่ทำงานแบบเดียวกันจะได้ไม่ทำผิดพลาดซ้ำอีก

หมายเหตุแก้ไขเพิ่มเติม (วันอาทิตย์ที่ ๒๓ มิถุนายน ๒๕๖๗)

facebook ของประชาสัมพันธ์จังหวัดระยอง วันที่ ๙ พฤษภาคม ๒๕๖๗ ให้รายละเอียดเกี่ยวกับเหตุการณ์ดังกล่าวไว้ดังนี้ (รวมทั้งขนาดของถังที่เกิดเพลิงไหม้)

#การควบคุมเพลิง ถังเก็บสารเคมีบริษัทมาบตาพุด แทงค์ เทอร์มินัล จำกัด

เมื่อเวลา 11.00 น. ผู้สื่อข่าวรายงานว่า ได้สอบถามข้อมูลการเกิดเหตุและการควบคุมเพลิงครั้งนี้ทราบเบื้องต้นว่า ฝาถังระเบิดแต่ระเบิดไม่หมด ทำให้ไฟมันลุกไหม้แบบเป็นช่อง ๆ ตามรอยแตกของฝาถัง ขนาดถัง ถังสูง 19 เมตร กว้าง 26 เมตร เพราะฉะนั้นมันไม่สูงมาก ไอที่ออกไปมันเป็นควันดำ แต่ตัวมันจะมีกลิ่นมาก จะไปไกลแค่ไหนขึ้นอยู่กับทิศทางลมกับคุณภาพอากาศที่ตรวจวัด

แต่ที่สำคัญที่สุดคือมันจะมีกลิ่นนำ ถ้าได้กลิ่นแนะนำให้ป้องกัน เพราะว่าสารตัวนี้มันจะเป็น ไพโรไรซิสแก๊สโซลีน แก๊สโซลีนที่ยังไม่เสถียร เหมือนกันกับน้ำมันกระเบื้องแก๊สโซลีนแต่เป็นชนิดที่ไม่เสถียร เพราะฉะนั้นตัวนี้มันจะมีกลิ่นเหม็นนำไปก่อน กำลังติดตามอยู่ว่าเขาไปตรวจวัดคุณภาพอากาศแล้วเขาสื่อสารไปยังว่ารัศมีแค่ไหน

ถาม : แนวทางในการควบคุมเพลิงต้องใช้อะไรดับ ต้องรอให้มอดทั้งหมดหรือเปล่า

ตอบ : ฝาถังออกแบบชนิดหลังคาตายตัว เรียกว่า ฟิกซ์รูฟ ถ้าระเบิดจะมีสองอย่าง คือ ฝาถังระเบิดฉีกขาดไปเลย เพราะมีการออกแบบให้ฝาถังขาด ถังจะได้ไม่แตก แต่ครั้งนี้ฝาไม่ฉีกขาดทั้งหมด ฉีกขาดเป็นบางส่วนทำให้เหมือนกับเรามีฝากระป๋องน้ำอัดลม มันแตกเป็นครึ่งแนวหรือหนึ่งส่วนสี่ของฝากระป๋องน้ำอัดลม มันเลยมีช่องที่ฉีดโฟมเข้าไปในช่องที่แตกตรงนั้น แต่มันเอาเข้าไปยาก

ถาม : ต้องใช้โฟมอย่างเดียวหรือว่าน้ำด้วย

ตอบ : ใช้น้ำไม่ได้เลยสารตัวนี้ ต้องใช้โฟมอย่างเดียวเพราะสารตัวนี้ต้องใช้โฟมอย่างเดียว ซึ่งไม่มีปัญหา ทางนิคมอุตสาหกรรมมาบตาพุดเขามีพร้อมอยู่แล้ว

 

รูปที่ ๙ ภาพจากหน้า facebook ของประชาสัมพันธ์จังหวัดระยอง วันที่ ๙ พฤษภาคม ๒๕๖๗