Recycle greenhouse gas – CNTs CBP and many more PTIC-5 – เคมี เป็นสาขาหลักของวิทยาศาสตร์ที่ผมถนัดน้อยที่สุดรองจากชีววิทยา แต่วันนี้ขอสวมบทครูพักลักจำมาคุยให้ฟังว่า พี่ใหญ่ มีอะไรล้ำๆน่าสนใจของสาขานี้ใน PTIC บ้าง
PTTEP Technology and Innovation Center (PTIC) วังจันทร์ ระยอง
เรื่องของเรื่องในหมวดเคมีนี้ คือ เรามีของเสียจากการผลิตปิโตรเลียมหลายชนิด เช่น ก๊าซเรือนกระจก ทราย ตะกอนน้ำมันดิบ ก๊าซที่ต้องเผาทิ้ง และ อื่นๆ
เพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืน เราจึงต้องหาวิธีเอาของเสียเหล่านี้กลับมาเปลี่ยนเป็นวัสดุใช้งานที่เป็นประโยชน์ให้ได้มากที่สุด
ชื่อแปลกๆพวกนี้ ใครพอทราบดีแล้วก็ข้ามๆไป โดยคลิ๊กศึกษาเฉพาะเรื่องที่สนใจก็ได้ครับ
- Chemical Demulsifier – Cyclic carbonate-Based Ionic Liquids (CBIL)
- Advance Adsorbent – Metal-Organic Framework (MOF)
- Sand to Zeolite
- Sludge to Graphene
- Flare gas conversion to Carbon Nanotubes
- CO2 Conversion to Carbonate-based Product (CCC)
- Greenhouse gas conversion to Carbon Nanotubes
Recycle greenhouse gas
สารกำจัดอิมัลชั่นชนิดของเหลวไอโอนิคสำหรับเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกน้ำออกจากน้ำมันดิบ
CARBONATE-BASED IONIC LIQUIDS (CBIL) CHEMICAL DEMULSIFIER
ในการกำเนิดปิโตรเลียม น้ำกับน้ำมัน มักจะเกาะกันเกิดมาแต่ดั่งแต่เดิมในชั้นหิน มันก็อยู่ของในในสภาพที่แยกกันบ้าง ปนกันเป็นสารรวมประเภท emulsion บ้าง (นึกถึงน้ำสลัดที่ประกอบไปด้วยน้ำมัน น้ำ และ อื่นๆ ที่ผสมกันจนเราคิดว่ามันเป็นสารเนื้อเดียว แต่ถ้าตั้งทิ้งไว้นานๆ มันก็แยกชั้น)
เมื่อปิโตรเลียมเกิดแบบนั้น พอเจาะหลุมเอามันออกมามันก็ปนๆเป็นเนื้อเดียวออกมาแบบน้ำสลัดบ้าง หรือ แยกบ้างไรบ้าง ตามประสาธรรมชาติ
งานหนึ่งของเพื่อนวิศวกรผลิต (Production engineer) คือ จับมันแยกออกให้เด็ดขาดออกจากกัน
ใส่ถังทิ้งไว้ อาศัยแรงโน้มถ่วงโลกช่วย ให้มันแยกกันเอง ก็ไม่ทันใจ ไม่ทันกิน
เทคโนโลยีทางเคมี มีอยู่แล้ว ใช้มาหลายพันปี ในอุตสาหกรรมอาหาร ที่เรามีสารเคมีที่แยก emulsion เราเรียก demulsifier คือ เอา demulsifier ใส่ emulsion กวนๆ เขย่าๆ (อาจจะต้องให้ความร้อนบ้าง บางยี่ห้อ) ทิ้งไว้สักพัก emulsion ก็จะแยกออกมาเป็นชั้นๆ ไผเป็นไผก็เห็นกันไป
ทุกวันนี้เราซื้อ demulsifier มาใช้ เพื่อแยก น้ำมันออกจากน้ำ
CARBONATE-BASED IONIC LIQUIDS (CBIL) CHEMICAL DEMULSIFIER คือ demulsifier ที่พี่ใหญ่เราพัฒนาขึ้นมาใช้เอง
ที่เด็ด คือ เจ้า CBIL เนี้ย ใช้ CO2 เป็นวัตถุดิบหนึ่ง ดังนั้น ผลิตเจ้านี่ออกมาจึงเป็นการลดก๊าซเรือนกระจกไปในตัว
สารดูดซับที่ทำจากวัสดุโครงข่ายโลหะ-สารอินทรีย์สำหรับกำจัดสิ่งปนเปื้อนในก๊าซธรรมชาติเหลว
METAL-ORGANIC FRAMEWORK (MOF) ADSORBENT
ออกตัวเลยว่าผมรู้เรื่องนี้น้อยมาก รู้แต่ว่าในก๊าซธรรมชาติเหลวที่ผลิตขึ้นมาจากใต้ดินเนี้ย มีสารปรอท (Hg) และ สารหนู (As) ปนมาด้วย
ทุกวันนี้พี่ใหญ่ต้องซื้อสารดูดซับ (Absorbent) มาใช้ เพื่อเอาเจ้า 2 สารพิษนี้ออกไปก่อน จึงจะขายได้
โครงการนี้ก็นะ พูดง่ายๆ คือ ทำใช้เองนั่นแหละ 555
กระบวนการผลิตซีโอไลต์จากทรายที่ได้จากกระบวนการผลิตปิโตรเลียม
SAND CONVERSION TO ZEOLITE
ในการผลิตปิโตรเลียมเนี้ย ไม่ว่าจะโปรดจะปลื้มไหม แต่ในบางชั้นหินก็ต้องยอมรับว่ามีน้องทรายติดมาด้วย
ถ้าเรากัน (screen) ได้เราก็กัน ไม่ให้มันเข้ามาในหลุมผลิต แต่ถ้ากันไม่ได้ เราก็ต้องออกแบบทางผ่าน ระบบท่อ ให้แข็งแรงๆ แล้ว แยกเอาน้องทรายออกไปทิ้ง
คราวนี้แทนที่เราจะทิ้ง พี่ใหญ่เราเอามาเพิ่มมูลค่า เอามาทำเป็น นาโนซิลิกา (Nanosilica) และ ซีโอไลต์ (Zeolite) ที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เช่น การใช้ในอุตสาหกรรมตัวดูดซับ (Adsorption) อุตสาหกรรมตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalysis) รวมถึงอุตสาหกรรมกักเก็บพลังงาน (Energy storage) … เจ๋งป่ะ 🙂
การผลิตแกรฟีนจากกากตะกอนน้ำมันด้วยการให้ความร้อนยิ่งยวดแบบฉับพลัน
CRUDE OIL SLUDGE CONVERSION TO GRAPHENE BY FLASH SPARKING TECHNOLOGY
sludge แปลว่า กากตะกอน ที่ปกติแล้ว crude sludge (ตะกอนน้ำมันดิบ) ต้องทิ้งอย่างเดียว
แต่พี่ใหญ่เราเอามาแปรรูปเป็น กราฟีน ซึ่ง เจ้ากราฟีนเนี้น คือ นาโนคาร์บอน 2 มิติ หรือ แผ่น นาโนคาร์บอนนั่นเอง
เจ้าแผ่นนาโนคาร์บอนเนี้ย มีคุณสมบัติพิเศษ มีความแข็งแกร่งกว่าเหล็กกล้า 100 เท่า เบากว่ากระดาษ และนำไฟฟ้า และ ความร้อนได้ดีกว่าทองแดง
สามารถนำไปใช้งานในอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ขั้นสูงหลากหลายประเภท อาทิ เซนเซอร์ อุปกรณ์เก็บเกี่ยว และ จัดเก็บพลังงาน วัสดุ composites วัสดุก่อสร้าง รวมถึงใช้งานในเทคโนโลยีการเคลือบผิว และเทคโนโลยีชีวการแพทย์
กระบวนการผลิตท่อนาโนคาร์บอนจากก๊าซส่วนเกินในกระบวนการผลิตปิโตรเลียม
FLARE GAS CONVERSION TO CARBON NANOTUBES
ไม่ต้องพูดเยอะ เจ็บคอ กับเรื่องนี้ (ฮ่า)
พวกเรารู้จัก flare กันดี เจ้าก๊าซที่จะเอาไปเผาทิ้ง (เป็น flare) เนี้ย พี่ใหญ่ก็จับมามาทำเป็น ท่อนาโนคาร์บอน (Carbon NanoTubes – CNTs) เสียเลย
ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) เป็นวัสดุแห่งอนาคตที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เช่น ในส่วนอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน (Energy Storage), วัสดุคอมโพสิต (Composited materials), วัสดุอิเล็กทรอนิกส์
(Electronics) เป็นต้น
ไปดูใกล้ๆทีล่ะรายการว่า CNTs ที่ได้จาก Flare gas เอาไปทำอะไรล้ำๆได้บ้าง
ลองขยายๆรูปดู ก็พอจะอ่านฉลากได้ว่า แต่ล่ะชิ้นมันคืออะไร
โครงการการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นคาร์บอเนต
CO2 CONVERSION TO CARBONATE-BASED PRODUCT (CCC)
นี่ก็ไม่ใช่อะไรใหม่ เราก็แค่เปลี่ยนผู้ร้าย (CO2) ให้เป็นผู้ดี (Carbonate) พูดง่าย แต่ไฮเทคเอาเรื่อง
ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ แต่สำคัญที่พี่ใหญ่เราเริ่มทำ และ ไม่ได้จ้างทำด้วย ทำเองเลยเบอร์นี้แล้ว
การผลิตท่อนาโนคาร์บอนจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ที่มีรูพรุนแบบลำดับขั้น
CO2 CONVERSION TO CARBON NANOTUBES
คล้ายๆกับเมื่อสักครู่ที่คุยถึงการเปลี่ยน flare gas ให้เป็น ท่อนาโนคาร์บอน (Carbon NanoTubes – CNTs)
แต่โครงการนี้เน้นไปเลยว่า เปลี่ยน CO2 ทุกประเภท ให้เป็น CNTs
ส่วนข่างล่างนี้เป็นตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ที่ใช้ท่อนาโนคาร์บอน
สรุป
เกือบทั้งหมดไม่ใช่งานวิจัยที่ใช้เทคโนโลยีที่ใหม่เอี่ยมถอดด้ามอะไรเลย เป็นการเอาเทคโนโลยีที่มีอยู่แล้วทั้งนั้น เอามาพัฒนาให้ “แป๊ะ” เพื่อ
- ตอบโจทย์เฉพาะของงานเรา
- พึ่งพายืนบนขาของตัวเอง อย่างยั่งยืน
- ต่อยอดเพื่อตอบโจทย์ใหม่ๆของงานเรา
- ต่อยอดเพื่อทำขายให้อุตสาหกรรมอื่น
- ทำการกุศล ตอบแทนคืนให้สังคม
แค่ 5 ข้อ นี้ ก็ต้องขอปรบมือให้แล้วครับ สำหรับการลงทุนที่ไม่น้อยเลย
ผลพลอยได้อื่นๆก็มีมากมาย เช่น เป็นแหล่งศึกษาหาความรู้ เป็นพื้นที่ลองคิด ลองทำ (play ground / sand box) ให้กับนักวิจัยพัฒนาเลือดใหม่ สร้างแรงหนุนเนื่อง (momentum) อย่างเป็นรูปธรรมให้กับอุตสาหกรรมในงานวิจัยพัฒนา (ไม่ใช่สักแต่จะซื้อลูกเดียว) ฯลฯ เป็นต้น