เก็บตกจากการประชุมวิชาการ ๒๕๖๘ MO Memoir : Sunday 25 May 2568

พูดอย่างไรให้คนอื่นเชื่อโดยไม่คิด ผมสอนไม่เป็นหรอก แต่ฟังอย่างไรไม่ให้ถูกหลอก พอให้คำแนะนำได้ :) :) :)

เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมาได้เข้าร่วมงานประชุมวิชาการแห่งหนึ่ง ก็เลยมีเรื่องมาเล่าสู่กันฟัง อันที่จริงพอเข้าร่วมงานเหล่านี้มา ๓๐ ปี ก็เห็นว่าเรื่องเดิม ๆ มันก็วนกลับมาอีก ก็เลยขอเลือกมาสัก ๓ เรื่องมาเล่าสู่กันฟัง

๑. พลังงานของวัตถุดิบ ควรต้องมีค่ามากกว่าพลังงานที่ใช้ในการแปรรูปวัตถุดิบเป็นเชื้อเพลิง

ในกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบเพื่อแยกออกเป็นผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงต่าง ๆ นั้น พลังงานที่ใช้ในการแยกน้ำมันดิบออกเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ นั้นจะน้อยว่าพลังงานที่มีอยู่ในตัวน้ำมันดิบเริ่มต้น กล่าวอีกอย่างก็คือเราสามารถดึงเอาผลิตภัณฑ์น้ำมันที่กลั่นได้เพียงบางส่วนกลับมาเป็นแหล่งพลังงานเพื่อการกลั่น เราก็ยังเหลือผลิตภัณฑ์น้ำมันเพื่อจำหน่ายอยู่เยอะ

ในการผลิตเอทานอลที่ได้จากการหมัก (เข้มข้นเพียงประมาณ 10%) ให้กลายเป็นเชื้อเพลิงเอทานอลเพื่อใช้กับเครื่องยนต์เบนซินนั้น (เข้มข้น 99.5%) วิธีการหลักคือการกลั่นซึ่งใช้พลังงานมาก ประเด็นที่ควรถามก็คือพลังงานที่ต้องใช้ในการแยกเอทานอลความเข้มข้นต่ำออกจากน้ำเพื่อผลิตเอทานอลความเข้มข้นสูงนั้น กับพลังงานที่ได้จากเอทานอลที่กลั่นได้ ส่วนไหนมีค่ามากกว่ากัน

ถ้าหากพลังงานที่ได้จากเอทานอลที่กลั่นได้มีค่ามากกว่าพลังงานที่ต้องใช้ในการกลั่นแยก เราก็ควรจะได้เห็นโรงงานผลิตเอทานอลนำเอาเอทานอลที่กลั่นได้นั้นมากใช้เป็นเชื้อเพลิงในการกลั่นแยก โดยจะยังมีเอทานอลเหลือสำหรับขาย แต่ถ้าพลังงานที่ได้จากการนำเอาเอทานอลที่กลั่นได้นั้นมากกว่าพลังงานที่ต้องใช้เป็นเชื้อเพลิงในการกลั่นแยก ในทางเศรษฐศาสตร์มันก็จะไม่มีความคุ้มค่าในการผลิตเอทานอลความเข้มข้นสูงเพื่อนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลว เพราะมันต้องมีการนำเอาเชื้อเพลิงอื่นมาใช้เพิ่มเติมอีก และในทางปฏิบัติที่เรามักเห็นกันก็คือ จะมีการใช้เชื้อเพลิงอื่น (ที่ปลดปล่อย CO₂ เยอะกว่าเอทานอลอีก) มาใช้เป็นแหล่งพลังงานความร้อนเพื่อใช้ในการกลั่นเอทานอล (ที่เขาบอกว่าเป็นเชื้อเพลิงสะอาด)

รูปที่ ๑ แผนผังอย่างง่ายของการเปลี่ยนชีวมวลเป็นแก๊สไฮโดรเจนเพื่อใช้เป็น "เชื้อเพลิงสะอาด" ???

เรื่องการผลิตไฮโดรเจนหรือมีเทนจากชีวมวล (biomass) เนี่ยมีการทำกันมานานแล้ว ที่เห็นในบ้านเราก็ราว ๆ ๓๐ ปีแล้ว ตอนนั้นทำเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) แต่เอาเข้าจริงก็ไม่มีใครเคยลองเอาแก๊สที่ได้ไปใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงเลย เพราะคนที่ทำงานทางด้านตัวเร่งปฏิกิริยา (กลไกการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงก็มีพื้นฐานเดียวกันกับตัวเร่งปฏิกิริยา) ต่างรู้ดีว่าองค์ประกอบของแก๊สที่ได้นั้นมันเป็นพิษต่อตัวเร่งปฏิกิริยา มันทำลายตัวเร่งปฏิกิริยาได้ในเวลาอันสั้น

การทำให้ชีวมวลสลายตัวกลายเป็นแก๊สจะใช้ความร้อนเป็นหลัก ผลิตภัณฑ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับชนิดชีวมวลและอุณหภูมิที่ใช้ กระบวนการที่ใช้คือ pyrolyis (สลายตัวโดยไม่มีอากาศ) หรือ gasification (สลายตัวโดยมีการป้อนอากาศในปริมาณไม่มากเข้าร่วม โดยอาจมีการใช้แหล่งพลังงานอื่นให้ความร้อนร่วมด้วย) แก๊สที่ได้มีชื่อว่า synthesis gas แต่มักจะเรียกกันสั้น ๆ ว่า syn gas ชีวมวลบางส่วนจะสลายตัวเป็นแก๊สโดยมีส่วนที่เหลือเป็นของแข็ง (ขี้เถ้า (ash), ถ่าน) หรือของเหลวจุดเดือดสูง (tar ที่ได้จากการทำให้แก๊สที่ได้นั้นเย็นตัวลงก่อนนำแก๊สไปใช้งาน) ในช่วงที่เชื้อเพลิงขาดแคลน (เช่นช่วงสงครามโลกครั้งที่ ๒) ก็มีการใช้กระบวนการ gasification นี้เปลี่ยนชีวมวลเป็นแก๊สเชื้อเพลิงเพื่อใช้กับรถยนต์ โดยความร้อนที่ใช้ในการสลายตัวนั้นก็ได้มาจากการเผาชีวมวลบางส่วนนั่นเอง

ทีนี้มาดูการเปลี่ยนชีวมวลเป็นแก๊สไฮโดรเจนเพื่อใช้เป็นพลังงานสะอาดสำหรับผลิตไฟฟ้ากันบ้าง อาจกล่าวได้ว่าวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นพลังงานไฟฟ้าคือการใช้เซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งตรงนี้ก่อนหน้านี้สมัยที่คิดจะใช้ไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์เชื้อเพลิงก็มีการอ้างกันว่ามันมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งมันก็สูงกว่าจริงแต่มีข้อแม้ว่าห้ามถามว่าการผลิตไฮโดรเจนเพื่อให้ได้มาเป็นเชื้อเพลิงนั้นมีการสูญเสียพลังงานเท่าใด ไม่งั้นเขาจะเลิกคุยด้วย มาคราวนี้ก็ได้มาเจอทำนองเดียวกันอีก แต่เป็นว่าเป็นการจ่ายไฟฟ้าให้กับโรงไฟฟ้าพลังงานสะอาด

ลองพิจารณาแผนผังอย่างง่ายของการผลิตไฮโดรเจนจากชีวมวลด้วยกระบวนการ pyrolysis หรือ gasification เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้าในรูปที่ ๑ (งานนี้เป็นการจำลองกระบวนการบนคอมพิวเตอร์) การทำให้ชีวมวลสลายตัวเป็น syn gas นั้นใช้อุณหภูมิที่สูง (เขาบอกว่าในช่วง 800-1000ºC) จากนั้นก็นำ syn gas นั้นไปเข้ากระบวนการเพื่อเปลี่ยนแก๊สบางส่วนให้กลายเป็นไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น (converter) ทำการแยกไฮโดรเจนออกมา (separation) และทำให้ไฮโดรเจนที่ได้นั้นมีความบริสุทธิ์มากพอที่จะใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงได้ (purification)

การทำให้ชีวมวลสลายตัว, กระบวนการเพิ่มปริมาณไฮโดนเจนให้กับ syn gas, กระบวนการแยก และการทำให้บริสุทธิ์ ต่างก็ต้องใช้พลังงาน คำถามก็คือพลังงานที่ต้องใช้ในกระบวนการเหล่านี้เมื่อเทียบกับพลังงานที่ได้จากไฮโดรเจนนั้น ส่วนไหนมากกว่ากัน และพลังงานที่ใช้ในขั้นตอนเหล่านี้ มาจากกระบวนการที่ผลิต CO₂ หรือไม่

และที่สำคัญคือกระบวนการนี้ควรต้องสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องตลอด ๒๔ ชั่วโมง ได้อย่างน้อยตลอดทั้งปี โดยไม่ขึ้นกับลมฟ้าอากาศและแสงอาทิตย์

ถ้าพลังงานที่ใช้ในขั้นตอนเหล่านี้มาจากพลังงานที่ไม่ผลิต CO₂ การเอาพลังงานนี้ไปผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรงจะไม่เหมาะสมกว่าหรือ โดยเฉพาะพลังงานที่สามารถสร้างอุณหภูมิสูงจนทำให้ชีวมวลสลายตัวได้ ความร้อนระดับนี้สามารถผลิตไอน้ำความดันสูงเพื่อใช้ในการผลิตไฟฟ้าได้อย่างสบาย

๒. ใช้เยอะ ๆ ก็ได้ 100% ทุกตัว

งานนี้เป็นการเปรียบเทียบความสามารถในการกรองของเยื่อแผ่น 3 ชนิดที่แตกต่างกัน ผู้นำเสนอบอกว่าแผ่นเยื่อทั้ง 3 ชนิดมีประสิทธิภาพในการกรองที่ดีเยี่ยมเหมือนกัน คือสามารถแยกสารได้ 100% (รูปที่ ๒ ซ้าย) ผมก็บอกเขาไปว่าผลการทดลองนี้ใช้เปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำงานไม่ได้ เพราะใช้ขนาดของแผ่นเยื่อที่ใหญ่เกินไป ทำให้สามารถเห็นประสิทธิภาพการกรองนั้นสูงถึง 100% ทุกตัว แม้ว่าในความเป็นจริงมันจะแตกต่างกันก็ตาม

รูปที่ ๒ ประสิทธิภาพการกรองด้วยเยื่อแผ่นกรอง 3 ชนิด รูปซ้ายเป็นรูปที่มีการนำเสนอ ส่วนรูปขวาควรจะเป็นผลการทดลองที่ได้ถ้าหากมีการลดขนาดเยื่อแผ่นให้ต่ำลง โดยให้ค่าสูงสุดที่กรองได้นั้นต่ำกว่า 100%

เพื่อให้เห็นภาพจะขอสมมุติว่า ถ้าต้องการกรองสารได้ทั้งหมด ถ้าใช้แผ่นเยื่อ A ต้องใช้พื้นที่การกรอง 0.5 m², ถ้าใช้แผ่นเยื่อ B ต้องใช้พื้นที่การกรอง 0.7 m² และถ้าใช้แผ่นเยื่อ C ต้องใช้พื้นที่การกรอง 1.0 m²

แต่ถ้าในการทดลองนั้นนำแผ่นเยื่อแต่ละชนิดที่มีพื้นที่ผิวการกรอง 1.5 m² มาทำการทดลอง สิ่งที่เราจะเห็นก็คือแผ่นเยื่อทุกชนิดจะสามารถกรองสารได้ 100% เหมือนกัน แต่ถ้าเรานำแผ่นเยื่อแต่ละชนิดมาเพียง 0.4 m² มาทำการทดลอง เราก็จะเห็นผลการทดลองดังรูปที่ ๒ ขวา คือประสิทธิภาพในการกรองของแผ่นเยื่อแต่ละตัวนั้นไม่เท่ากัน

ตัวเลข 100% มันดูดีก็จริง แต่บ่อยครั้งที่มันซ่อนความไม่เหมาะสมอยู่

๓. เก็บตัวอย่างครั้งแรกที่เวลาเท่าใด

เรื่องนี้ก็มาในทำนองเดียวกันกับเรื่องที่ ๒ คือเขาบอกว่าพบว่าเกิดการดูดซับสมบูรณ์ได้ภายในการเก็บตัวอย่างมาวิเคราะห์ตั้งแต่ครั้งแรก (รูปที่ ๓ ซ้าย)

แล้วหลังจากเริ่มการทดลอง เขารอนานเท่าใดจึงเก็บตัวอย่างครั้งแรก จากรูปที่เขานำเสนอคำตอบก็คือ 15 นาที ผมก็บอกเขาไปว่าการทดลองแบบนี้ถ้าใส่สารดูดซับเข้าไปเยอะ ๆ แล้วรอนาน ๆ ก่อนเก็บตัวอย่างครั้งแรก มันก็ได้ตัวเลข 100% เหมือนกันหมด ถ้าต้องการเปรียบเทียบอัตราเร็วในการดูดซับ ก็ควรต้องเก็บตัวอย่างให้เร็วขึ้นกว่านี้อีก (ดังเช่นรูปที่ ๓ ขวา) และควรใช้ปริมาณสารดูดซับให้น้อยกว่านี้ (ไม่ให้สูงถึง 100%) จะได้เปรียบเทียบได้ว่าสารดูดซับแต่ละชนิดเมื่อดูดซับได้จนอิ่มตัวแล้ว ตัวไหนสามารถดูดซับได้มากกว่ากัน โดยดูจากปริมาณสารที่เหลือ

ผลการทดลองที่เขาว่าดี ยิ่งควรต้องได้รับการตรวจสอบว่ามันได้มาด้วยวิธีการที่ถูกต้องและเหมาะสม

รูปที่ ๓ รูปซ้ายคือผลการทดลองที่มีการนำเสนอ แต่ถ้าเริ่มเก็บตัวอย่างแรกให้เร็วขึ้น ก็คงจะได้ผลดังรูปขวา

การดับเพลิงไหม้ Fixed roof tank เมื่อมีน้ำมันอยู่เต็มถัง MO Memoir : Sunday 23 June 2567

"ถ้าเกิดเพลิงไหม้ถังเก็บน้ำมัน แล้วจะดับไฟอย่างไร" ตรงนี้ถ้าค้นดูในอินเทอร์เน็ต (ด้วยคำค้นหาภาษาอังกฤษ) ก็จะพบคู่มือปฏิบัติเผยแพร่กันหลากหลาย แต่ก็มีสิ่งที่เหมือนกันคือ เทคนิคนั้นขึ้นกับชนิดของถังเก็บว่าใช้หลังคาแบบไหน และรูปแบบเพลิงไหม้นั้นเป็นแบบไหน

แต่ที่นำมาเขึยนในวันนี้เพราะมีบางประเด็นที่เกี่ยวข้องกับกรณีของเพลิงไหม้ที่เกี่ยวข้องกับถังเก็บชนิด fixed roof หรือ cone roof ที่สงสัยและยังหาคำตอบไม่ได้ เลยต้องขอนำมาบันทึกไว้ก่อน เผื่อมีผู้รู้มาให้คำอธิบายเพิ่มเติม

รูปที่ ๑ - ๔ และ ๗ และเนื้อหาที่นำมาเล่านี้นำมาจากเอกสาร "BP Process Safety Series : Liquid Hydrocarbon Storage Tank Fires : Prevention and Response" จัดทำโดยบริษัท BP และ IChem^E ประเทศอังกฤษ ฉบับที่นำมาใช้นั้นเป็น 4th ed พิมพ์ในปีค.ศ. ๒๐๐๘ (พ.ศ. ๒๕๕๑)

ถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศที่ใช้กันอยู่ทั่วไปนั้นมีรูปแบบหลักอยู่ ๓ รูปแบบคือ (รูปที่ ๑)

๑. Fixed roof หรือ Cone roof ซึ่งเป็นชนิดที่หลังคาถังถูกเชื่อมติดกับส่วนลำตัวทรงกระบอก

๒. Floating roof ซึ่งเป็นชนิดที่หลังคานั้นลอยขึ้น-ลงตามระดับของเหลวในถัง และ

๓. Internal floating roof ที่เป็นชนิดมีหลังคาลอยขึ้น- ลงตามระดับของเหลวในถัง และมีหลังคาคลุมด้านบนของส่วนลำตัวทรงกระบอกอีกขึ้น ทั้งนี้เพื่อป้องกันไม่ให้มีหิมะ (หรือน้ำฝน) ลงไปสะสมบนหลังคาลอย ซึ่งถ้ามีมากเกินไปก็จะทำให้หลังคาลอยนั้นจมได้

ถังเก็บแบบ fixed roof มักจะใช้กับของเหลวที่ไม่ติดไฟและมีจุดเดือดสูง หรือของเหลวที่มีอุณหภูมิจุดวาบไฟสูงกว่าอุณหภูมิห้อง ส่วนถังเก็บแบบหลังคาลอยมักจะใช้กับของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ หรือมีอุณหภูมิจุดวาบไฟต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง

รูปที่ ๑ ๓ รูปแบบหลักของถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศ

แต่ไม่ว่าจะเป็นถังเก็บของเหลวแบบไหน มันจะมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกันอยู่คือ ระดับความสูงของเหลวสูงสุดในการเก็บนั้นจะต่ำกว่าระดับความสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอก

ในกรณีของถังชนิด fixed roof นั้น ที่ว่างใต้หลังคาจะเป็นไอผสมระหว่างอากาศกับเชื้อเพลิง (เว้นแต่ว่ามีการใช้ไนโตรเจนเข้าแทนที่อากาศ) ดังนั้นมันจึงมีโอกาสที่ไอผสมนี้จะเกิดการระเบิดได้ เพื่อไม่ให้เชื้อเพลิงที่อยู่ในถังกระจายออกไปทั่วถ้าเกิดการระเบิด จึงออกแบบให้แนวรอยเชื่อมระหว่างส่วนลำตัวทรงกระบอกและหลังคาถังนั้นมีความแข็งแรงน้อยกว่าแนวอื่น เพื่อที่ว่าเมื่อเกิดการระเบิดขึ้นภายใน ฝาถังจะเปิดออกหรือปลิวออกไป ก่อนที่ลำตัวจะฉีกขาด ทำให้ลำตัวถังยังสามารถกักเก็บของเหลวเอาไว้ได้

ถ้าหลังคาถังปลิวออกไป ก็จะเกิดเพลิงไหม้รูปแบบที่เรียกว่า pool fire หรือ full surface fire ส่วนจะดับได้ง่ายหรือยากก็คงขึ้นอยู่กับขนาดของถัง แต่อย่างน้อยก็ยังสามารถฉีดโฟมเข้าทางด้านบนได้

แต่ถ้าการระเบิดนั้นไม่รุนแรง หลังคาถังยังคงยึดติดกับส่วนลำตัว โดยมีการฉีกขนาดเพียงแค่บางส่วนตามแนวรอยเชื่อมระหว่างหลังคาถังกับส่วนลำตัว เกิดเป็นช่องเปิดที่เรียกว่า "fishmouth" (รูปที่ ๒) เอกสารของ BP กล่าวว่าเพลิงไหม้รูปแบบนี้ยากในการดับ เพราะไม่สามารถฉีดโฟมเข้าไปดับจากทางด้านบนได้ พนักงานดับเพลิงจำเป็นต้องเข้าไปในบริเวณ bunded area (bund คือกำแพงกั้นกันของเหลวแผ่กระจายออกไป ถ้าโครงสร้างลำตัวถังนั้นเสียหายจนไม่สามารถเก็บของเหลวได้) ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะเกิดอันตรายสูง

รูปที่ ๒ ตัวอย่างเพลิงไหม้ถังเก็บชนิด fixed roof ที่ฝาถังไม่ปลิวออก แต่แนวรอยเชื่อมฉีกขาดเป็นช่องเปิดตามแนวเส้นรอบวง ที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า "fishmouth"

ในกรณีเช่นนี้การดับเพลิงสามารถกระทำได้ด้วยการฉีดโฟมเข้าทางด้านล่างของถัง เพื่อให้โฟมลอยขึ้นไปปิดคลุมผิวหน้าน้ำมัน (รูปที่ ๓) หรือถ้ามีท่อฉีดโฟมอยู่ทางด้านบนของส่วนลำตัวทรงกระบอก ก็สามารถฉีดโฟมเข้าทางท่อนั้นเพื่อให้โฟมตกลงไปปิดคลุมผิวหน้าน้ำมัน (รูปที่ ๔)

รูปที่ ๓ การฉีดโฟมเข้าทางก้นถังและให้โฟมลอยขึ้นไปปิดคลุมผิวหน้าน้ำมันในถัง

รูปที่ ๔ การฉีดโฟมเข้าทางขอบบนของส่วนลำตัวทรงกระบอกและให้โฟมตกลงไปปิดคลุมผิวหน้าน้ำมันในถัง

แต่ไม่ว่าจะเป็นวิธีการไหน ระดับน้ำมันในถังจะต้องอยู่ต่ำกว่าความสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอก ประเด็นที่สงสัยก็คือ ถ้าระดับน้ำมันในถังเกิดสูงถึงระดับความสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอก (ที่เป็นระดับเดียวกับแนวฉีกขาด และคงสูงกว่าระดับทางเข้าท่อฉีดโฟมที่อยู่บนสุด) จะดับเพลิงอย่างไร เพราะถ้าฉีดโฟมเข้าไป (ไม่ว่าจากทางด้านล่างหรือเข้าทางท่อด้านบน) มันก็จะดันให้น้ำมันล้นออกทางรอยฉีก กลายเป็นเพลิงไหม้ใน bunded area

รูปที่ ๕ ในกรณีที่ระดับน้ำมันในถังสูงถึงระดับรอยฉีก (แนวเชื่อมต่อระหว่างส่วนลำตัวทรงกระบอกกับหลังคาถัง การอัดโฟมเข้าไปใต้ผิวน้ำมันก็จะไปดันให้น้ำมันไหลล้นออกมานอกถัง

แนวทางหนึ่งที่เป็นไปได้ก็คือการลดระดับน้ำมันในถังเก็บด้วยการถ่ายไปยังถังอื่น (ถ้าทำได้) ก็จะทำให้ระดับเชื้อเพลิงในถังนั้นต่ำกว่ารอยฉีกขาด แต่ตรงนี้ก็ทำให้เกิดข้อสงสัยตามมาก็คือ ในกรณีที่เชื้อเพลิงนั้นสูงถึงระดับแนวฉีกขาด อาจจะไม่มีเพลิงไหม้อยู่ใต้หลังคา (เพราะไม่มีช่องทางให้อากาศเข้า) การลดระดับของเหลวให้ต่ำลงจะเปิดช่องให้อากาศภายนอกไหลเข้าไปรวมกับไอเชื้อเพลิงที่อยู่ภายในได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิดซ้ำได้ ประเด็นนี้คงต้องพิจารณาอัตราการระเหยของเชื้อเพลิงประกอบ ถ้าเชื้อเพลิงนั้นระเหยได้ง่าย การลดระดับความสูงเชื้อเพลิงลง ส่วนที่เป็นของเหลวจะระเหยขึ้นมาทดแทนที่ว่างที่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นการป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกเข้าไป (แบบเดียวกับน้ำมันเบนซินที่เราใช้ในรถยนต์ รถวิ่งไป น้ำมันในถังก็ลดลง แต่ไม่ได้มีปัญหาเรื่องอากาศเข้าไปผสมกับไอน้ำมันในถังจนเกิดการระเบิด)

แต่ถ้าไม่ทำอะไรเลย ปล่อยให้ไฟไหม้อยู่อย่างนั้น ความร้อนจากเปลวไฟก็จะทำให้ความแข็งแรงของแนวรอยเชื่อมที่ยังเหลืออยู่นั้นลดต่ำลงจนไม่สามารถแบกรับน้ำหนักหลังคาได้ หลังคาก็จะจมลงไปในถัง ทำให้น้ำมันไหลล้นทะลักออกมา (ตรงนี้น่าจะเป็นสิ่งที่เกิดในเหตุการณ์วันที่ ๙ พฤษภาคม ที่สถานการณ์เปลี่ยนจากไฟไหม้ตรงรอยฉีกขาด กลายเป็น full surface fire ทั้งตัวถังต้นเพลิงและ bunded area)

รูปที่ ๖ ภาพจากคลิปวิดิโอของประชาสัมพันธ์จังหวัดระยอง เหตุการณ์เพลิงไหม้ถังเก็บ pyrolysis gasoline ที่มาบตาพุดเมื่อวันที่ ๙ พฤษภาคม ๒๕๖๗ รูปนี้น่าจะเป็นหลังเกิดการระเบิดไม่นาน จะเห็นฝาถังเผยอออก (แบบที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า fish mouth) มีควันดำลอยออกมา จากมุมนี้ของกล้องมองไม่เห็นเปลวไฟ เห็นแต่การฉีดน้ำเข้าไปยังบริเวณลำตัวของถังเก็บ และเพลิงไหม้ก็ยังไม่รุนแรงเมื่อเทียบกับช่วงบ่าย

ในกรณีเช่นนี้ การฉีดน้ำควรฉีดไปที่ใด ไฟไหม้อยู่ที่ขอบบนของถัง ส่วนลำตัวที่มีของเหลวอยู่เต็มนั้นได้รับการป้องกันความร้อนด้วยของเหลวที่บรรจุอยู่ แต่ส่วนหลังคานั้นไม่ใช่ (เพราะมันไม่สัมผัสกับของเหลว) หรือควรจะฉีดน้ำเข้าไปยังบริเวณแนวรอยเชื่อมที่ยังเหลืออยู่ เพื่อไม่ให้มันร้อนจนสูญเสียความแข็งแรงในการรับน้ำหนักหลังคา จะได้เพิ่มความปลอดภัยให้กับเจ้าหน้าที่ที่เข้าไปปฏิบัติงานใกล้กับตัวถัง

ในเอกสารของ BP เองก็ไม่ได้มีการกล่าวถึงเทคนิคการดับเพลิงไหม้รูปแบบนี้ (มีแต่เทคนิคสำหรับ full surface fire, rimseal fire และ bund fire) สิ่งที่ใกล้เคียงหน่อยเห็นจะมีแต่กรณีของ vent fire (รูปที่ ๗) ที่นอกจากจะใช้โฟมแล้วยังใช้การ "ยิง" ผงเคมีแห้งเข้าไปทางช่อง vent ทั้งสามช่อง

รูปที่ ๗ การดับเพลิงลุกไหม้ที่ช่อง vent (ช่องระบายความดัน) ของถังเก็บน้ำมันเบนซิน เอกสารไม่ได้ระบุว่าเป็นถังเก็บแบบไหน แต่รูปนี้อยู่ในหัวข้อของ rimseal fire ของถังเก็บแบบ internal floating roof

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

 

เพลิงไหม้และการระเบิดที่ Steam Cracker Unit, Czech Republic 2558 (2015) ตอนที่ ๒ ลำดับเหตุการณ์ MO Memoir : Thursday 1 February 2567

ก่อนที่จะเริ่มลำดับเหตุการณ์ ลองมาทำความรู้จักการกลั่นและการทำงานของหอกลั่นลำดับส่วนกันก่อน รูปที่ ๘ ข้างล่างเป็นหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนของโรงงานที่เกิดเหตุ

การกลั่นแยกสารโดยอาศัยจุดเดือดที่แตกต่างกัน เมื่อเราให้ความร้อนแก่ของเหลวที่เป็นสารผสม ไอที่ระเหยขึ้นมาจะมีสัดส่วนสารที่มีจุดเดือดต่ำมากกว่าของเหลวที่เหลืออยู่ และถ้าเรานำไอที่ระเหยขึ้นมานี้มาทำการควบแน่นให้เป็นของเหลวและให้ความร้อนจนระเหยกลายเป็นไอใหม่บางส่วน (ไม่ได้ระเหยทั้งหมด) ไอที่ระเหยขึ้นมาก็จะมีสัดส่วนสารที่มีจุดเดือดต่ำเพิ่มขึ้นไปอีก

ในหอกลั่นนั้นกระบวนการควบแน่นของไอและทำให้ของเหลวเดือดกลายเป็นไอนั้นเกิดใน "Tray" (หน้าตา Tray เป็นอย่างไรดูได้ในบทความเรื่อง "ทำความรู้จักหน้าตา Tray หอกลั่น" MO Memoir ฉบับวันเสาร์ที่ ๓ มกราคม พ.ศ. ๒๕๕๘) โดยของเหลวที่อยู่บนแต่ละ Tray นั้นจะได้รับความร้อนจากไอระเหยที่ออกมาจาก Tray ที่อยู่ต่ำลงไป โดยมีของเหลวที่อยู่ใน Tray ที่สูงกว่าไหลลงมาชดเชย จำนวน Tray มีมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างจุดเดือดของสาร ในกรณีของการแยกโพรเพนกับโพรพิลีนที่จุดเดือดแตกต่างกันไม่มาก จำนวน Tray ที่ใช้จะอยู่ที่ระดับประมาณ 200 Tray

รูปที่ ๘ หอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีน

รูปที่ ๘ เป็นแผนผังหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีน (Propylene column) ของโรงงานที่เกิดเหตุที่มีทั้งสิ้น 185 Tray สารผสมจะถูกป้อนผ่านวาล์วควบคุม FC 04-251 เข้าที่ตำแหน่ง Tray ที่ 106 ความเข้มข้นของโพรพิลีนใน Tray ที่สูงขึ้นไปจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในทางกลับกันความเข้มข้นของโพรเพนใน Tray ที่อยู่ต่ำลงมาก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ไอระเหยที่ออกจาก Tray ที่ 1 ที่อยู่บนสุดจะถูกควบแน่นเป็นของเหลวที่เครื่องควบแน่น EA-452 A/D (ด้วยกัน 4 ตัวคือ A-D) ด้วยการระบายความร้อนให้กับน้ำหล่อเย็น กลายเป็นของเหลวไหลลงมารวบรวมไว้ที่ Reflux drum (FA-407) ของเหลวที่ควบแน่นถูกดึงออกไปเป็นผลิตภัณฑ์โพรพิลีน โดยมีบางส่วนถูกสูบป้อนกลับเข้ามายัง Tray ที่ 1 ใหม่ เพื่อควบแน่นไอที่ระเหยออกมาจาก Tray ที่ 2 ของเหลวส่วนที่ถูกสูบป้อนกลับมายัง Tray ที่ 1 ใหม่นี้เรียกว่า "Reflux"

โพรเพน-โพรพิลีนมีจุดเดือดใกล้กัน (ความดันในการทำงานของหอกลั่นสูงกว่าความดันบรรยากาศนะ) ทำให้ต้องใช้ Tray จำนวนมาก ความสูงของหอก็เลยมากตามไปด้วย ในกรณีนี้จะอยู่ที่ขาดอีกนิดหน่อยก็ถึง 100 เมตรแล้ว เวลาวาดรูประบบหอกลั่นมักจะวาดรูปให้บรรดาเครื่องควบแน่น, Reflux drum, วาล์วระบายความดัน (Pressure Relief Valve) และปั๊มต่าง ๆ อยู่ทางด้านบนของรูป ก็เลยทำให้บางคนคิดว่าอุปกรณ์เหล่านี้ติดตั้งอยู่ทางด้านบนของหอ แต่ในความเป็นจริงมันติดตั้งอยู่ที่พื้นด้านล่าง คือไอระเหยจากยอดหอจะไหลลงมาควบแน่นที่เครื่องควบแน่นทางด้านล่าง มีเพียงของเหลวที่เป็น Reflux นั้นจะถูกปั๊มส่งกลับไปยังยอดหอ

แผนผังกระบวนการกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนในรูปที่ ๘ เหมือนกับที่เคยเล่าไว้ในเรื่อง "ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน ตอนที่ ๒๐ Propylene fractionation section" MO Memoir ฉบับวันอาทิตย์ที่ ๑๖ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๕๙ ที่มีหอกลั่นเพียงตัวเดียว และใช้น้ำร้อนจาก Quench Tower มาเป็นตัวให้ความร้อนที่ Reboiler การออกแบบในช่วงเวลาถัดมามีการใช้หอกลั่นสองหอ (แต่ความสูงของแต่ละหอก็ยังอยู่ที่ระดับเกือบ 100 เมตรเช่นเดิม) ทำงานที่ความดันแตกต่างกัน โดยหอกลั่นแรกทำงานที่ความดันสูงกว่าหอกลั่นที่สอง และเปลี่ยนสารให้ความร้อนที่หม้อต้ำซ้ำเป็นสารอื่น

ของเหลวที่อยู่ที่ก้นหอจะเป็นโพรเพนความเข้มข้นสูงที่ถูกดึงออกไปเป็นผลิตภัณฑ์ โดยมีส่วนหนึ่งถูกนำไปต้มให้เดือดกลายเป็นไอใหม่อีกครั้งที่หม้อต้มซ้ำหรือ Reboiler EA-424 A/B (มีอยู่ด้วยกัน 2 ตัว) โดยใช้น้ำร้อน (Quench Water) ที่ได้มาจาก Quench Tower เป็นแหล่งให้ความร้อน (เป็นการลดอุณหภูมิของ Quench Water ไปในตัวก่อนนำกลับไปใช้งานใหม่) ไอที่ระเหยจะเป็นแหล่งให้ความร้อนกับ Tray 185 ที่อยู่ล่างสุด

รูปที่ ๙ การทำงานที่นำไปสู่ความไม่เสถียรของหอกลั่น

ต่อไปจะเป็นลำดับเหตุการณ์ที่นำไปสู่การเสียเสถียรภาพในการทำงานของหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีน (รูปที่ ๙)

ก่อนเกิดเหตุนั้น โรงงานทำงานที่กำลังการผลิตระดับ 90-99% ด้วยการเดินเครื่อง pyrolysis heater จำนวน 9 หน่วยจากทั้งหมด 10 หน่วย กำลังผลิตของหอกลั่นโพรเพน-โพรพิลีนอยู่ที่ 93.5% (32.1 ตันต่อชั่วโมง โดยกำลังการผลิตเต็มที่คือ 34.3 ตันต่อชั่วโมง)

ณ เวลา 8.16 น อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นไปยังเครื่องควบแน่นโพรพิลีนยอดหอ (EA-425 A-D) ลดลงจากประมาณ 12,000 m³/hr ลงเหลือประมาณ 6,600 m³/hr ก่อนจะกลับมายังระดับเดิมในเวลา 13 นาที (ส่วนสาเหตุว่ามันลดลงได้อย่างไรนั้นค่อยว่ากันในตอนต่อไป) เมื่ออัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นลดลง ความดันในหอกลั่นโพรพิลีนก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (เพราะไอระเหยของโพรพิลีนที่ออกมาจาก Tray 1 ไม่ควบแน่น ก็เลยสะสมอยู่ภายใน) วาล์วควบคุมความดัน (PRV-01-04) จึงเริ่มระบายความดัน และเริ่มการระบายโพรพิลีนออกสู่ระบบเผาแก๊สทิ้ง (บทความไม่ได้ระบุว่าผ่านทางวาล์วไหน แต่ดูจากรูปที่ ๘ แล้วน่าจะเป็นวาล์ว PC 04-254)

จากนั้นระดับของเหลวใน Reflux drum (FA-407) ลดลงเหลือ 0% ในเวลาไม่กี่นาที (เพราะไม่มีโพรพิลีนควบแน่นมากพอที่จะชดเชยของเหลวที่ป้อนกลับไปยังหอกลั่น) จากการประเมินสถานการณ์ทางโอเปอร์เรเตอร์เห็นว่าสถานการณ์วิกฤตมาก จึงตัดสินใจระบายโพรพิลีนออกสู่ระบบเผาแก๊สทิ้ง และพยายามทำให้หอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนกลับมามีเสถียรภาพเหมือนเดิม ซึ่งรวมทั้งการหยุดเดินเครื่อง pyrolysis heater 1 หน่วย (BA-107) (การหยุดเดินเครื่อง pyrolysis heater ไปบางหน่วยก็เพื่อลดกำลังการผลิต แต่ถ้าดูจากรูปที่ ๗ (ในบทความตอนที่ ๑) จะเห็นว่า เส้นทางจาก pyrolysis heater มายังหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนนั้นมีหน่วยผลิตต่าง ๆ คั่นกลางอยู่หลายหน่วย ทำให้ต้องใช้เวลานานกว่าจะเห็นผลของการลดกำลังการผลิต)

รูปที่ ๑๐ ช่วงเหตุการณ์ที่นำไปสู่การรั่วไหลและเพลิงไหม้

ลำดับเหตุการณ์ถัดมาบรรยายไว้ในรูปที่ ๑๐ หลังจากที่อัตราการไหลน้ำหล่อเย็นกลับคืนระดับเดิมหลังจากลดต่ำลงเป็นเวลา 13 นาที ความดันในหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนลดต่ำลงเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ ก่อนที่จะเพิ่มสูงขึ้นอีกจนทำให้ต้องหยุดการทำงาน pyrolysis heater เพิ่มอีกหนึ่งตัว (BA-106) การสูญเสียการควบแน่นของโพรพิลีนทำให้ไม่มีโพรพิลีนเหลวไหลเข้า Reflux drum และเมื่อปริมาณของเหลวใน reflux drum หมดไปอย่างรวดเร็ว โอเปอร์เรเตอร์จึงจำเป็นต้องหยุดการทำงานของ Reflux pump (GA-406) (เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายกับปั๊มถ้าทำงานโดยไม่มีของเหลวอยู่ภายใน) ทำให้ไม่มีของเหลวไหลไปป้อนยัง Tray ที่ 1

ของเหลวในสาย Reflux ที่ป้อนกลับไปยัง Tray ที่ 1 จะไปช่วยควบแน่นสารที่มีจุดเดือดสูงที่ระเหยขึ้นมาจาก Tray ที่ 2 ก่อนหน้านี้ที่บอกว่าระดับของเหลวใน Reflux drum ลดเหลือ 0% แต่ยังไม่ได้บิดการทำงาน Reflux pump นั่นคงเป็นเพราะจุดต่ำสุดของอุปกรณ์วัดระดับนั้นไม่ได้อยู่ที่จุดต่ำสุดของระดับของเหลว เมื่อน้ำหล่อเย็นกลับมาไหลที่อัตราเดิมก็ทำให้การควบแน่นไอโพรพิลีนนั้นเพิ่มขึ้น ความดันจึงลดลง แต่ด้วยการที่ไม่มีของเหลวจาก Reflux drum ป้อนกลับไปยัง Tray ที่ 1 จึงไม่มีของเหลวที่จะไปควบแน่นไอที่ระเหยออกมาจาก Tray ที่อยู่ต่ำลงไป (ของเหลวที่อยู่ในTray ด้านบนจะไหลลงสู่ Tray ด้านล่างตลอดเวลา) ปริมาณไอที่ไหลมายังเครื่องควบแน่นจึงเพิ่มขึ้น ความดันจึงเพิ่มกลับขึ้นมาใหม่

จุดนี้น่าสนใจตรงที่ถ้าหากไม่มีปัญหาเรื่อง reflux ตรงนี้ เหตุการณ์จะกลับเป็นปรกติได้ไหม

และเมื่อหยุดการทำงานของ Reflux pump แล้ว โอเปอร์เรเตอร์ที่อยู่หน้างานเห็นการสั่นอย่างรุนแรงของวาล์วระบายความดันที่ระบายโพรพิลีนเข้าสู่ระบบเผาแก๊สทิ้ง (เกิด chattering) เวลาประมาณ 8.40 น โอเปอร์เรเตอร์จึงได้พยายามปิด gate valve ของ reliev valve ตัวที่มีการสั่นรุนแรงที่สุด (หอกลั่นมีวาล์วระบายความดัน 4 ตัวที่ตั้งให้เปิดที่ความดันเดียวกัน ซึ่งตรงนี้มีส่วนทำให้เกิดปัญหา เรื่องนี้จะมากล่าวถึงอีกครั้งในตอนต่อไป บทความบอกว่า "ตัวที่มีการสั่นรุนแรงที่สุด" แสดงว่าน่าจะเกิด chattering กับวาล์วระบายความดันหลายตัวพร้อมกัน) หลังพยายามปิดวาล์วได้เพียงไม่กี่นาทีโอเปอร์เรเตอร์ก็เห็นการรั่วของโพรพิลีนออกมาจากหน้าแปลนที่คลายตัวระหว่างตัว gate valve และวาล์วระบายความดัน โอเปอร์เรเตอร์ที่อยู่หน้างานจึงแจ้งห้องควบคุมให้ตามพนักงานดับเพลิงและอพยพออกจากบริเวณ

ในช่วงเวลาเดียวกันโอเปอร์เรเตอร์อยู่ในห้องควบคุมก็ได้เริ่มลดอัตราการไหลของ Quench water ที่เป็นตัวจ่ายความร้อนให้กับ Reboiler (EA-424 A/B) (เพื่อลดปริมาณไอที่ป้อนกลับเข้าหอกลั่น) ส่งผลให้หน่วยอื่นของ Steam Cracker ได้รับน้ำหล่อเย็นลดลง (เพราะ Quench water ต้องมาคายความร้อนที่นี่ให้เป็นน้ำเย็นก่อนนำไปใช้ยังหน่วยอื่น พอมาลดอัตราการไหลที่นี่ ก็เลยส่งผลกระทบต่อหน่วยที่รอรับน้ำหล่อเย็นจาก Reboiler ตัวนี้)

พนักงานดับเพลิงได้รับแจ้งเหตุเมื่อเวลาประมาณ 8.51 น และมาถึงที่เกิดเหตุเวลาประมาณ 8.55 น และพอถึงเวลา 8.57 น ไอโพรพิลีนที่รั่วออกมาก็เกิดการจุดระเบิด ก่อให้เกิดเพลิงไหม้บริเวณโดยรอบหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีน การระเบิดทำให้หม้อน้ำจำนวน 2 ตัวที่ผลิตไอน้ำความดันสูงให้กับหน่วย Steam cracker หยุดทำงาน โอเปอร์เรเตอร์จึงได้เริ่มทำการหยุดเดินเครื่องฉุกเฉิน (emergency shut down) ส่วนต่าง ๆ ของโรงงาน ณ เวลา 8.58 น

เวลาประมาณ 9.02 น ส่วนของท่อ DN500 (ที่ทำหน้าที่ระบายแก๊สออกสู่ระบบเผาแก๊สทิ้ง) ส่วนที่เชื่อมต่ออยู่ระหว่างหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนกับวาล์วระบายความดัน (PRV 03) ที่ถูกเปลวไฟลนโดนตรงเกิดการฉีกขาด (ในหอกลั่นยังมีโพรเพนและโพรพิลีนอยู่ และยังมีความดันอยู่ภายใน พอโลหะโดนไฟลนนานเข้า ความแข็งแรงก็เลยลดต่ำลง ท่อก็เลยฉีกขาด) (รูปที่ ๑๑)

รูปที่ ๑๑ ท่อที่เกิดการฉีกขาด

รูปที่ ๑๒ เป็นคำบรรยายการลุกลามของเหตุการณ์ การฉีกขาดของท่อให้เกิดเพลิงไหม้ขนาดใหญ่และผลที่ตามมาคือระบบท่อไอน้ำสำรองสำหรับ pyrolysis heater และอากาศอัดความดันสำหรับอุปกรณ์วัดคุม (instrument air) เสียหาย (สูญเสีย instrument air ก็เท่ากับสูญเสียการควบคุมการเปิด-ปิดวาล์วควบคุมที่ปรกติจะใช้แรงดันของอากาศตัวนี้ สูญเสียระบบไอน้ำก็ทำให้ไม่มีไอน้ำที่จะเข้าไปไล่ไฮโดรคาร์บอนที่ตกค้างอยู่ภายในท่อของ pyrolysis heater ได้) ทางโรงงานจึงได้ทำการอพยพผู้คนโดยเหลือไว้เท่าที่จำเป็น และเมื่อพนักงานสามารถควบคุมเพลิงที่หอกลั่นโพรพิลีนได้ จึงให้โอเปอร์เรเตอร์ภาคสนามเข้าไปตรวจสอบ pyrolysis heater เนื่องจากการหยุดเดินเครื่องและลดอุณหภูมินั้นไม่ได้เป็นไปตามขั้นตอนปฏิบัติที่ถูกต้องเนื่องจากสูญเสียไอน้ำและอากาศอัดความดันสำหรับอุปกรณ์วัดคุม เวลาประมาณ 10.15 น โอเปอร์เรเตอร์ภาคสนามที่เข้าไปทำการตรวจสอบ pyrolysis heater พบเพลิงไหม้ที่หน่วย BA-109 ที่บริเวณรับความร้อนด้วยการแผ่รังสี (ตำแหน่งที่ท่อจะมีอุณหภูมิสูงสุด) จึงได้ทำการปิดวาล์วเชื่อมต่อระหว่างระบบ pyrolysis heater กับหน่วยอื่น (วาล์ว RHEFLA DN-1000 ในรูปที่ ๓) และเมื่อเวลาประมาณ 10.55 น ก็ตรวจพบไฟไหม้ที่ BA-108 ตามด้วยที่ BA-107 และ BA-110 (รูปที่ ๑๓)

รูปที่ ๑๒ ช่วงเหตุการณ์ที่ลุกลามออกไป

โอเปอร์เรเตอร์หยุดการทำงาน pyrolysis heater BA-107 เป็นตัวแรก แต่พอพบว่ายังไม่สามารถลดความดันลงได้ก็หยุดการทำงานของ pyrolysis heater ฺBA-106 เป็นตัวที่สอง ถ้าดูลำดับเหตุการณ์ในรูปที่ ๑๔ จะเห็นว่าตั้งแต่เริ่มขั้นตอนหยุดการทำงาน BA-107 ที่เวลา 8.34 น จนถึงการระเบิดครั้งแรกที่เวลา 8.57 น ห่างกันเพียง 23 นาที ก่อนที่อีก 5 นาทีถัดมาจะเกิดการระเบิดครั้งที่สองที่ทำให้สูญเสียระบบไอน้ำและอากาศอัดความดัน ซึ่งช่วงเวลาดังกล่าวดูแล้วไม่เพียงพอที่จะไล่ไฮโดรคาร์บอนออกจาก pyrolysis ได้หมดและทำให้ระบบเย็นตัวลง

เพลิงไหม้ที่ pyrolysis heater สามารถดับได้ในเวลาประมาณหนึ่งวัน ส่วนเพลิงไหม้ที่หอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนนั้นดับลงได้ในอีก 5 วันถัดมา (ขนาดที่ใหญ่ของหอกลั่นทำให้มีเชื้อเพลิงสะสมภายในมาก จึงต้องรอจนกว่าเชื้อเพลิงภายในนั้นเผาไหม้หมด)

ตอนหน้าเราจะมาดูกันว่าความผิดพลาดเกิดจากอะไร

รูปที่ ๑๓ ภาพถ่ายรังสีอินฟราเรดของ pyrolysis heater ที่เกิดเพลิงไหม้

รูปที่ ๑๔ ลำดับเวลาของเหตุการณ์