The Danger of Popcorn Polymer: Incident at the TPC Group Chemical Plant
เผยแพร่เมื่อ 28/8/2567
เขียนโดย คุณจันทนิภา ถนอมชาติ
คุณอุษณีย์ ยุ่นประยงค์
คุณพิมพ์ลภัส เชื้อกสิการ
คุณภรณ์ชลิตา ปานสังข์
คุณวิภาวนี วงศ์รักษ์
หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาอาชีวอนามัยและความปลอดภัย คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
The Danger of Popcorn Polymer: Incident at the TPC Group Chemical Plant
วันที่ 27 พฤศจิกายน 2019 โรงงานผลิตสารเคมีของ TCP Group ในรัฐเท็กซัส ประเทศสหรัฐอเมริกา เกิดเหตุ Butadiene ซึ่งเป็นแก๊สไวไฟสูงรั่วไหลออกมา การระเบิดนั้นรุนแรงมาก กระทั่งพื้นที่ห่างออกไป 30 ไมล์ยังรู้สึกถึงได้ มีพนักงานและผู้คนละแวกนั้นได้รับบาดเจ็บ 8 คน มีการประกาศคำแนะนำการอพยพผู้คนละแวกนั้น ในขณะที่เกิดอุบัติเหตุ โรงงานกำลังอยู่ในขั้นตอนการผลิต Butadiene การระเบิดครั้งนี้สร้างความเสียหายต่อสาธารณูปโภค บ้านเรือน รวมถึงที่ทำงานละแวกนั้น และเนื่องจากมีการรั่วไหลของสาร Butadiene จึงมีการอพยพผู้อยู่อาศัยประมาณ 60,000 คน ภายในรัศมี 4 ไมล์ หรือ 6.4 กิโลเมตร จากโรงงานที่เกิดเหตุ Butadiene ถูกใช้เป็นส่วนประกอบหลักในผลิตภัณฑ์หลายชนิดแต่ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตยางสังเคราะห์มันเป็นสารเคมีที่ทำปฏิกิริยาได้สูงซึ่งหากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องอาจทำให้เกิดอันตรายร้ายแรงได้เช่นในสภาวะที่มีออกซิเจน Butadiene สามารถทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างสารที่เป็นของแข็งที่เรียกว่า ป๊อปคอร์นโพลีเมอร์หากป๊อปคอร์นโพลีเมอร์สะสมภายในอุปกรณ์ สามารถทำให้เกิดความดันสูงและทำให้อุปกรณ์แตกหักในที่สุด
ที่มา : https://www.csb.gov/tpc-port-neches-explosions-and-fire/
สาเหตุของการระเบิด
วันที่ 4 สิงหาคม 2019 พนักงานคนหนึ่งได้ทำการปฏิบัติงานตามปกติในหน่วยผลิต Butadiene ของ TPC พนักงานได้ปิดปั๊มหลักที่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิต Butadiene เมื่อพนักงานพยายามเปิดปั๊มอีกครั้ง ปั๊มไม่ทำงานจึงใช้เครื่องสำรองที่ถูกใช้งานไม่บ่อยนักแทนเครื่องหลัก ทำให้เกิด dead leg บริเวณท่อที่ทำให้ไม่มีของเหลวไหลผ่านเครื่องหลัก รวมถึงไม่มีพนักงานคนใดทราบว่ามีพอลิเมอร์ป็อบคอร์นเกิดขึ้น ทำให้มีพอลิเมอร์ป็อปคอร์นเกิดการสะสมเป็นจำนวนมาก จนกระทั่งในเวลา 00:54 น. ของวันเกิดเหตุ ท่อที่มีพอลิเมอร์ป็อปคอร์สะสมมากเกินไป เกิดความดันในท่อจนท่อแตกในที่สุด ทำให้ท่อเกิดระเบิดขึ้น ของเหลวประมาณ 6,000 แกลลอนที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็น Butadiene เกิดการรั่วไหลทั้งหมดภายในไม่ถึง 1 นาที สารดังกล่าวระเหยออกมาอย่างรวดเร็ว กลายเป็นก๊าซไวไฟทันที พนักงาน 3คน ที่อยู่ละแวกนั้นรู้ตัวว่าท่อระเบิดจึงรีบอพยพออกไป แต่แก๊สที่ระเหยอย่างต่อเนื่องขยายตัวออกไป เมื่อระเหยออกไปเจอแหล่งประกายไฟจึงเกิดการระเบิดขึ้นภายในไม่ถึง 2 นาที คลื่นแรงดันจากการระเบิดทำลายบางส่วนของโรงงาน และทำให้พนักงานสองคน รวมถึงเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยบาดเจ็บ ชาวบ้านใกล้เคียงได้รับบาดเจ็บเล็กน้อยจำนวน 5 ราย หลังจากการระเบิดครั้งแรกมีการระเบิดตามมาอย่างน้อยสองครั้ง ท่อบางส่วนได้รับความเสียหายจากการระเบิดทำให้ของเหลวยังคงรั่วไหลออกมาเพิ่ม ระเหยกลายเป็นแก๊สไวไฟ และลุกไหม้อยู่ภายในโรงงานเป็นเวลามากกว่าหนึ่งเดือน
ภาพที่ 2 Dead leg location ที่มา : https://www.csb.gov/tpc-port-neches-explosions-and-fire/
แนวทางการแก้ไขและการป้องกัน
1. การติดตั้งวาล์วแยกฉุกเฉิน
หากติดตั้งจากพื้นที่ที่ปลอดภัยเพื่อควบคุมกระบวนการผลิตจากระยะไกล จะลดผลกระทบที่เกิดเป็นวงกว้าง ลดระยะการกระจายของก๊าซ การระเบิด ไฟไหม้ รวมถึงจำนวนครั้งของการระเบิดการจะลดลงด้วย
2. การตรวจสอบอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตอย่างสม่ำเสมอ
จัดลำดับความสำคัญในการซ่อมแซมปั๊ม ล้างท่อ หรือมีการเติมสารยับยั้งพอลิเมอร์ป็อปคอร์นบริเวณที่เกิด dead leg แม้ว่าท่อจะไม่ได้ถูกใช้งาน ควรจะมีการทำความสะอาดอย่างน้อยเดือนละ 2 ครั้ง
3. ปฏิบัติตามคู่มือแนวทางการจัดการสาร Butadiene
โรงงานผลิต Butadiene ควรกำหนดนโยบายอย่างเคร่งครัดในการป้องกันและควบคุมพอลิเมอร์ป็อปคอร์น เมื่อพบเห็นพอลิเมอร์ ควรทำงานหยุดกระบวนการผลิต พร้อมตรวจสอบบริเวณการเกิดพอลิเมอร์CSB (U.S. Chemical Safety Board) พบช่องโหว่ของคู่มือ The ACC’s butadiene product stewardship guidance manual ว่าไม่ได้ระบุเงื่อนไขที่สมเหตุสมผลในการหยุดหน่วยการผลิต เพื่อทำความสะอาดหน่วยการผลิต CSB จึงแนะนำ The American chemistry Council ให้เพิ่มคำแนะนำในคู่มือให้มีการระบุถึงสิ่งที่ควรตระหนักหากพอลิเมอร์ป็อปคอร์นมีจำนวนมากเกินไป ระบุ ควบคุม กำจัด พร้อมทั้งแนวทางการบรรเทาผลกระทบ
4. เพิ่มคำแนะนำในการระบุและควบคุมหรือกำจัด dead leg ในกระบวนการ butadiene ที่มีความบริสุทธิ์สูง
พบช่องโหว่ของคู่มือการปฏิบัติในโรงงานอุตสาหกรรมเกี่ยวกับปัญหา dead leg ในกระบวนการผลิต butadiene คู่มือดังกล่าวถูกพัฒนาโดย The American chemistry Council นั้น เรียกว่า คู่มือคำแนะนำการดูแลผลิตภัณฑ์ Butadiene (The Butadiene product stewardship guidance Manual) ในคู่มือนั้นจะให้ข้อมูลทั่วไปในเรื่องของการจัดการ หรือการเก็บ Butadiene และให้ข้อมูลโดยรวมของพอลิเมอร์ป็อปคอร์นแต่ไม่ได้บอกข้อมูลเกี่ยวกับ dead leg ทั้งในเรื่องของผลกระทบ การระบุ ควบคุม หรือการป้องกัน
CSB จึงได้ให้คำแนะนำ The American chemistry Council ให้เพิ่มคำแนะนำในคู่มือคำแนะนำการดูแลผลิตภัณฑ์ Butadiene โดยแนะนำการระบุ การควบคุม และการกำจัด dead leg ในกระบวนการ butadiene ที่มีความบริสุทธิ์สูง CSB เชื่อว่าคำแนะนำที่ถูกเพิ่มจะช่วยป้องกันเหตุการณ์นี้และเหตุการณ์ที่อาจเกิดที่คล้าย ๆ กันได้ในอนาคต
ภาพที่ 3 Popcorn polymer in a manhole from another undisclosed butadiene unit, published in the Butadiene Popcorn Polymer Resource Book. ที่มาhttps://www.csb.gov/tpc-port-neches-explosions-and-fire/
ข้อมูลเพิ่มเติม
Popcorn Polymer คือ พอลิเมอร์ที่มีรูปร่างคล้ายป๊อปคอร์น เกิดจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชั่นแบบลูกโซ่ ผ่านอนุมูลอิสระ (Free Radical Mechanism) โดยอาจมีลักษณะที่หลากหลาย เช่น ผลึกแก้วที่มีความเปราะ ผลึกรูปเข็ม หรือเจลแข็งใส อุปกรณ์ที่ทำงานกับสาร Butadiene ความบริสุทธิ์สูง มีแนวโน้มที่จะเกิด Popcorn Polymer ได้ง่าย โดยเฉพาะบริเวณ Dead Leg ของกระบวนการ และเหตุอันตรายที่ TPC Group เกิดขึ้นที่กระบวนการกลั่นแยกส่วนซึ่งมีความบริสุทธิ์ของสาร Butadiene > 98% การป้องกันอันตรายจาก Popcorn Polymer สามารถทำได้โดยการป้อนสารยับยั้งปฏิกิริยา (Inhibitor) เพื่อหน่วงอัตราการเกิดพอลิเมอร์ แต่ไม่ได้หยุดปฏิกิริยา ดังนั้นเมื่อ Inhibitor หมดไป การเกิด Popcorn Polymer ก็จะเกิดด้วยอัตราเร็วเดิม ตัวอย่างของสาร Inhibitor สำหรับป้องกัน Butadiene Popcorn Polymer ได้แก่ Sodium Nitrite, Tertiary Butyl Catechol (TBC) และ Diethyl Hydroxylamine (DEHA)
อ้างอิง
1. CSB Safety Video – เหตุไฟไหม้และระเบิดต่อเนื่องในโรงงานผลิตสาร Butadiene จาก Popcorn Polymer (Nov 2019) เข้าถึงได้ที่ https://youtu.be/6-3BFXpBcjc
2. TPC Port Neches Explosions and Fire เข้าถึงได้ที่ https://www.csb.gov/tpc-port-neches-explosions-and-fire/
