JP2002181749A - 液体石油製品の蒸留特性を高速微少蒸留によって決定する方法とこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】液体石油製品の蒸留特性を高速微少量蒸留によ
って決定する。 【解決手段】 分析される試料の５〜１５ｍｌを収容す
る大きさの蒸留フラスコ１と、調節可能な一定の加熱強
度で前記蒸留フラスコを加熱する手段２と、連続的な温
度測定を行う２つの即応答性の温度センサ５，６で、一
方は蒸留中において、試料の液相温度の真の値を測定
し、他方は試料の気相の温度の真の値を測定する前記２
つの温度センサと、蒸留中の試料の蒸気相の圧力の連続
的な測定を行うための圧力測定装置７であって、圧力検
出器と、毛管８とを備えた前記圧力測定装置と、前記温
度センサと圧力検出器から送信される信号を受信し利用
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体石油製品の蒸
留特性を高速微少量蒸留によって決定するための方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】石油製品のさまざまな構成成分の沸点の
範囲又は揮発度は、これらの製品を特徴づける本質的な
特性に対応する。これらは、これらの成分の分子量に直
接依存する。

【０００３】現今、石油製品の揮発度は、規格、特に、
専門家によって一般的に認められているＡＳＴＭ規格、
によって定義されている慣行的な条件下での物性試験に
よって決定されている。

【０００４】例えば、ＡＳＴＭ規格 Ｄ８６によれば，
４００℃の沸点を有する軽油製品の揮発度を決定でき、
一方、ＡＳＴＭ規格 Ｄ１６０，及びＡＳＴＭ Ｄ２８
９２によれば、高沸点を有する重油製品の揮発度の決定
を行うことができる。後者の場合、時には、分析される
製品の沸点を下げてその製品の分解を避けるためにに、
真空下での蒸留によらなければならなかった。

【０００５】これらの規格に適した分析装置は、古くか
ら知られており、これらの機能は、概略的に述べれば次
の原理による。

【０００６】分析される試料は、排出管が設けられた蒸
留フラスコ中に導入される。このフラスコは、温度計を
備えた栓で密封されている。

【０００７】この排出管は、冷却システムとともに動作
する凝縮器に接続されており、その出口開口は段をなし
た受容試験管上に配置されている。

【０００８】蒸留フラスコは、試料を沸騰させるために
予め定められた条件で加熱され、生成した蒸気は、凝縮
後、受容試験管に集められる。

【０００９】蒸留フラスコの中に存在する蒸気の温度
は、受容試験管中に集められた凝縮液の予め定められた
容量のためであることに留意しなさい。

【００１０】集められた試料の容量％を与える曲線が温
度の関数としてプロットされ、この曲線、試料を特徴ず
ける、から、要求される仕様に従っているか否かが証明
される。

【００１１】これらの規格に従って機能する装置によっ
て示される温度は、必ずしも真の沸点ではなく、実験条
件、特に、用いられた温度計を考慮した実験温度である
ことに気づくだろう。

【００１２】これらの装置は、液体石油製品を特徴づけ
る全ての専門家によって、現今、行われているが、得ら
れるべき再現性が良く、信頼できる結果を与える。そし
てその結果は、分析される試料の代表となるが、それら
は多くの不都合を有している：それらは特別に重く、固
まっているということ；さらに、蒸発試験を行うのに必
要な試料の容積が比較的大きく（１００ｍｌ単位）そし
て、各試験の継続時間が４５分以上であること。これら
の不都合を解消するために、白ロシア公告１９８ ０８
０１公報によれば、ポロトスク州立大学の研究者らは、
すでに、たった約１０ｍｎ及び試料の容積を著しく少な
くした（約５〜１５ｍｌの単位）物性試験によって、液
体石油製品の蒸留物性の測定を行う方法と装置とを提案
している。

【００１３】この方法及び装置のもう一つの利点は、分
析される製品の特性が、直接温度及び圧力測定から決定
され、それによって収容試験管中に集めた凝縮物の容積
の測定を必要としないところである。

【００１４】この従来の刊行物によれば、装置は概略的
には、加熱器具と協働する蒸留フラスコを含んでおり、
その排出管の位置水準で毛管が設けられており、温度セ
ンサと差圧センサの設けられた栓によって封じられてい
る。その温度センサは、蒸留液中に浸され、差圧センサ
は、毛管の近傍の圧力の測定を行う。

【００１５】この装置の使用によって行われる方法は、
蒸留フラスコ中の液体状態のそれの温度からと、毛管に
存在している後者の結果中の圧力上昇から試料の蒸気の
温度の計算を行う特別なアルゴリズムに基づくものであ
る。

【００１６】石油製品の蒸留特性の決定をするこの方法
は、確かに便利である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、それゆ
え得られる曲線は、蒸留フラスコ中の残留物と一緒の気
圧変化と、気相中の試料の損失が考慮されていないこと
を考えると、十分信頼できるものではない。

【００１８】さらに、加熱器具は、液相中の試料の温度
測定値に干渉する。

【００１９】さらに、この方法は、４００℃よりも低い
沸点温度を有する軽油製品の蒸留統制を決定することの
みに適しているだけで、石油製品の蒸留特性の測定には
適していない。というのは、大気圧での操作は、これら
の産物の熱分解を生じるからである。

【００２０】しかしながら、この方法の本質的な不都合
な点は、それによってなされる試験が、規格と相関せ
ず、特に、ＡＳＴＭ規格と相関しないことである。これ
らの規格は，石油分析の分野における専門家の間におい
て、現今、一般的に考え出されている大きな欠点を構成
する。

【００２１】本発明は、専門家によって一般に考察され
ている規格や、特に、ＡＳＴＭ規格に従った結果を提供
するために、高速微少量蒸留によって、軽油や重油やそ
れらの混合物のいずれにおいても蒸留特性の測定可能な
方法を提案することによって、これらの欠点を解消する
ことを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、次の段
階を備えた方法によって、この目的を達成することがで
きる： （１）体積で５〜１５ｍｌオーダーの分析試料を蒸留フ
ラスコに導入する段階と、ここで、前記蒸留フラスコ
は、その底部のヒータ要素と協働するとともに、圧力検
出計と、試料の液相温度の真の値を測定する温度センサ
と、該蒸留フラスコに装着された排出管の入口より僅か
下の位置レベルにおいて試料の蒸気相の温度の真の値を
測定する温度センサとの２つの即応答性の温度センサー
とを備えており、（２）分析試料を徐々に沸騰させるよ
うに分析試料の性質に応じた一定の過熱強度で前記蒸留
フラスコを加熱する段階と、（３）前記蒸留フラスコ中
の蒸気圧を排出管の入口の位置レベルで常に測定し、同
様に上記試料の液相温度の真の値Ｔ^Ｌ及び蒸気相の温度
の真の値Ｔ^Ｓを測定して、この圧力及びこれらの温度の
変化を示す曲線を時間τ_１の関数としてプロットする段
階と、（４）試料の液相及び蒸気相の温度の変化を示す
曲線の数１５式で示す１次及び２次微分係数を確定する
とともに、数１６式で示されるようになる点に対応する
初留の液相温度Ｔ^Ｌ _ＩＢＰを推定する段階と、

【数１５】

【００２３】

【数１６】

【００２４】（５）圧力上昇の開始が観察される時間に
対応する初留の蒸気相温度Ｔ^Ｓ _ＩＢＰを決定する段階
と、（６）試料の液相温度の真の値を測定する温度セン
サによって示される値が試料の蒸気相温度を測定するセ
ンサによって示される値と一致する温度Ｔ^Ｌ _ＥＮＤを決
定し、この温度Ｔ^Ｌ _ＥＮＤを慣行的に蒸気相の最終沸騰
温度Ｔ^Ｓ _ＥＸＰに等しいとみなす段階と、（７）蒸留さ
れた試料の体積％ν_Ｖを、次の数１７式で示される関数
によって、蒸留フラスコ中の蒸気圧Ｐおよび試料の蒸気
相温度の真の値Ｔ^Ｓのτ_１の関数としての変化を示す曲
線から決定する段階と、

【数１７】

【００２５】ここで、Ｓｆ（Ｔ^Ｓ，Ｐ）は分留における
圧力曲線の下側の面積に因り、他方Ｓｆ（Ｔｉ^Ｓ，Ｐ
ｉ）はこの面積の時間τ_１ｉにおける小部分であり、Ｖ
_ｉ ^{ｒｅ ｓ}は時間τ_１ｉにおける蒸留フラスコ中の液体の
体積を表し、（８）気相でのこの試料の温度の真の値Ｔ
^Ｓの関数の関数として蒸留された試料のモル％ν_Ｍを，
次の数１８式で示される関数によって決定する段階と、

【数１８】

【００２６】（９）次の数１９式に従がって反復法によ
り、液相の最終蒸留温度Ｔ^Ｌ _ＦＢＰを決定する段階と、

【数１９】

【００２７】ここで、ν_ＥＮＤはＴ^Ｌ _ＥＮＤで蒸留され
た試料のモル％を示し、ａ及びｋは次の数２０式で示す
実験式に対応する蒸留の数学モデルの係数であり、

【数２０】

【００２８】これは次の数２１式から反復法によって計
算され、

【数２１】

【００２９】ここで、次の数２２式において

【数２２】

【００３０】次の数２３式が満足される時まで、各段階
においてＴ^Ｌ _ＦＥＰの新しい値を計算し、

【数２３】

【００３１】（１０）この試料の蒸気相温度の真の値の
関数として、蒸留された試料のモル％を、試料の蒸気相
における残留分と損失分を考慮して、次の数２４式によ
って計算する段階と、

【数２４】

【００３２】（１１）蒸留された試料の体積％を、この
試料の液相温度の真の値の関数として次の数２５式によ
って決定する段階と、

【数２５】

【００３３】（１２）対応する対応曲線をトレースする
段階。

【００３４】次の実験式である数２６式に対応する蒸留
の数学的モデルは公報、ディムドュティー．エー．（Ｄ
ｉｍｕｄｕ Ｔ．Ａ．），ヤコバ オー．エヌ．（Ｊａ
ｋｏｖａ）Ｏ．Ｎ．），及びアベエフ ジー．エヌ．
（Ａｂａｅｖ Ｇ．Ｎ．）の実験データによる石油製品
の分留とその同定の数学的モデル／／インジニーリアケ
ミスズナ イ プロセソワ、 １９９６年 第１７巻，
第４号（Ｉｎｚｙｎｉｅｒｉａ Ｃｈｅｍｉｃｚｎａ
ｉ Ｐｒｏｃｅｓｏｗａ，１９９６、Ｖ．１７，Ｎ４）
による。

【００３５】

【数２６】

【００３６】さらに、上記方法によって得られる実験デ
ータが、ＬＢＰ蒸留（実験室バッチ蒸留）又はＦＤ蒸留
（分留）と呼ばれる１枚板によってなされる規格蒸留技
術に一致することに気づくでしょう。

【００３７】本発明のもう一つの特徴によれば、前記加
熱要素の加熱強度は前記試料の蒸留に要する時間が５〜
１５分単位になるように調整されている。

【００３８】全体的に未知の特性を有する試料の場合、
この力は、どこでも初留段階に決定される必要がある。

【００３９】本発明のもう一つの特徴によれば、対応試
料の蒸気相温度の規格に対応する実験値Ｔ
_{ｓｔａｎｄ}を、前記段階（１）〜（１２）から計算され
た試料の役相温度の値Ｔ^Ｌから式Ｔ_{ｉＳＴＡＮＤ}＝Ｔ_ｉ
^Ｌ−θ_ｉ（ここで、θはこれらの温度間の差を示す関数
である。）によって決定される。

【００４０】本発明によるこの方法は、特に規格ＡＳＴ
Ｍ Ｄ８６ と関係する軽油製品の蒸留特性を決定する
のに十分に適したものである。

【００４１】本発明のもう一つの特徴によれば、Ｔ
^Ｄ８６ _{ＳＴＡＮＤ}は、ＡＳＴＭ規格Ｄ８６に対応する実
験温度であり、θ_ｉ ^Ｄ８６は次の数２７式の関数から計
算され、前記段階（１）〜（１２）によって計算された
グラフ又はパラメータ（ａ，Ｋ，Ｔ^Ｌ _ＩＢＰ，Ｔ^Ｌ
_ＦＢＰ）の値から決定される。

【００４２】

【数２７】

【００４３】本発明の方法によれば、また、大気圧で、
分析された製品の熱分解が生じるリスクがない温度に到
達することなく４００℃よりも高い沸点を有する重油製
品の蒸留特性を決定するに適当である。

【００４４】この目的のため、本発明のもう一つの特徴
によれば、 − 溶媒分析される試料と相溶性を有し３００℃以下の
沸点を有する軽液体石油製品溶媒を選択し、 − その溶媒溶媒液体を前記段階（１）〜（１２）にて
処理し、この溶媒液体の液相の真の温度の関数Ｔ^Ｌ
_{ＶＭｉ（ｖｅｈｉｃｌｅ）}＝ｆ（Ｔ_ｉ ^Ｌ）として、蒸留
された溶媒溶媒液体のモル％を示す曲線を得ることと、 − 約８５〜９５％の溶媒溶媒液体と、５〜１５％の分
析される試料とを含む混合液を調整し、これにより混合
液の少なくとも９０％が約３６０℃より低い温度を有す
る混合液を準備することと、 ― この混合液を前記段階（１）〜（１２）にて処理
し、この混合液の液相温度ＴＬの関数として、蒸留され
た混合液のモル％ν_Ｍを表す曲線ν_{Ｍｉ（ｍｉｘ ）}＝ｆ
（Ｔ_ｉ ^Ｌ）を曲線ν_{Ｍｉ（ｖｅｈｉｃｌｅ）}＝ｆ（Ｔ_ｉ
^Ｌ）と同じ座標系中にプロットし、 − 分析される試料の最終沸騰温度Ｔ_ＦＢＰ ^ＨＰが混合
液の液相の最終沸騰温度と等しいもの、Ｔ_ＦＢＰ ^ＨＰ＝
Ｔ^Ｌ _ＦＢＰ（ｍｉｘ）、と慣行的に見なし、 − Ｔ^Ｌ _{ＦＢＰ（ｍｉｘ）}を前記段階（１）〜（９）に
したがって、反復法によって決定することと、 − 分析される試料の液相の初留温度が、次の数２８式
によって計算されること、

【数２８】

【００４５】− ａ^ＨＰ及びＫ^ＭＰが次の数２９式の加
法式系によって決定されること、

【数２９】 とを備えている。

【００４６】単純化のために、周知のケロシン、及び／
又は３００℃よりも低い沸点を備えた液体石油製品が媒
体として一般的に用いられる。

【００４７】普通のＬＢＰ又はＦＤ蒸留技術に加えて、
石油製品の分析分野における専門家たちは、時には、複
数の理論段数、統一的に考えられた規格によって定義さ
れるＴＢＰ（真の沸点）と呼ばれる一般的に少なくとも
１５枚の理論段数を備えたカラムに対応する技術を用い
ている。

【００４８】それで、本発明は試料の真の沸点の曲線、
特に、その組成を知るためにプロットさせるものであ
る。

【００４９】この目的を達成するために、本発明のもう
一つの特徴によれば、単段のカラムに対応するＬＢＰ規
格蒸留曲線Ｖ_Ｍ＝ｆ（Ｔ）から、少なくとも理論的に１
５段のカラムについての技術に対応する真のＴＢＰ沸点
の曲線を、次のこと、即ち、温度Ｔ^Ｌ _ＥＮＤ（ＬＢＰ）
と温度Ｔ^Ｌ _ＥＮＤ（ＴＢＰ）が等しく、座標ν_Ｍ，Ｔ系
において、ＬＢＰ規格蒸留曲線より下の面は、真のＴＢ
Ｐ沸点の曲線よりも下の面積に等しく，Ｔ_ＬＢＰ（ＴＢ
Ｐ）＝ｆ（Ｓ_ＬＢＰ）が成立すること、ここでｆ（Ｓ
_ＬＢＰ）は，座標Ｖ_Ｍ，Ｔ系において、ＬＢＰ規格蒸留
曲線の下側の面積に依存するということを慣行的に考慮
しながら、プロットするものである。

【００５０】本発明は又上記方法を実施するための装置
に関するものである。

【００５１】本発明によれば、この装置は、 − 分析される試料の５〜１５ｍｌを収容する大きさ
で、凝縮器と協働する側部の排出管と、栓とを上部に備
えた蒸留フラスコと、 ― 前記フラスコの底部で、適切な一定の加熱温度で前
記蒸留フラスコを加熱する器具と、 − 前記栓を貫通している管を通って前記蒸留フラスコ
内に導入され、連続的な測定をする２つの不活性でない
温度センサであって、一方は蒸留中において、液相の試
料の真の温度値を測定し、他方は排出管の入口よりもや
や低い位置水準で、気相の試料の真の温度値を測定する
前記温度センサと、 − 蒸留中の試料の蒸気相中の圧力の連続的な測定を行
うための装置であって、栓を貫通する管によって前記蒸
留フラスコの内部に接続された圧力検出器と、この管の
入口の水位で出口の内部部分に導入される毛管とを備え
た前記装置と、 − 温度センサと圧力検出器によって送り出される信号
を受け入れ、取り込むための器具とを備えている。

【００５２】これらの特徴を考慮すると、試験するため
には、ユーザーは、分析する試料の５〜１５ｍｌを、例
えば、注射器によって蒸留フラスコに注入し、これを、
加熱強度を選択する前に、再びとじる。

【００５３】このとき、受信および利用手段が、温度と
差圧センサに関係する回路のスイッチを自動的に入れ、
試料の加熱と蒸留が始まる。

【００５４】蒸留の間、異なるセンサが連続的に受信及
び利用手段に信号を伝達する。この信号により、受信及
び利用手段は蒸留曲線を自動的に形成し、これをスクリ
ーン上に表示し、印刷する。これは、１５分間よりも短
い時間である。

【００５５】ユーザの意図した分野によって、本発明の
範囲から離れることなしに、蒸留フラスコは、永久フラ
スコ、特にガラス又はスチール製のフラスコか、又は使
い捨てのフラスコのいずれでも良い。この場合、毛管
は、好ましくは、ステンレス製の固定素子によって形成
される。

【００５６】本発明のもうひとつの特徴によれば、装置
は、一個の携帯組立体を構成する。

【００５７】このことは、特に、如何なる場所でも、特
に軍事上の戦域において石油製品のテストを早急に行う
ことのできる軽量で小型の装置を得ることを可能とする
ので、好都合な特徴である。

【００５８】

【発明の実施の形態】本発明の目的であるこの方法及び
装置の特徴を、この装置の構成の一例を概略的に示す添
付の図１を参照して詳しく説明する。

【００５９】図１に示すように，この装置は、側部に排
出管４を備えた球形の蒸留フラスコ１を含んでいる。こ
の蒸留フラスコは分析される５〜１５ｍｌの試料を収容
できる寸法である。

【００６０】このフラスコは、その底部を加熱抵抗２に
よって調整された一定の加熱強度で加熱され、上部を取
外し可能な栓３によって密封しており、分析される試料
は、その栓を通して、特に注射器によって、注入され
る。

【００６１】２つの即応答性の温度センサ５，６が、栓
３を貫通した配管５′，６′を通って蒸留フラスコ１に
導入される。

【００６２】第１の温度センサ５は、蒸留中に、試料の
液相の温度の真の値を連続的に測定できるように、分析
されるべき液体中に浸される。

【００６３】第２の温度センサ６は、その部分を、蒸留
中に試料の蒸気相の温度の真の値を連続的に測定できる
ように、蒸留フラスコ１の上部で、排出管４の入口４０
よりもわずか下の位置に設置されている。

【００６４】この装置は、また、蒸留フラスコ１の上部
の圧力を連続的に測定するための圧力測定装置を含んで
いる。

【００６５】図１に示すように、この圧力測定装置は、
基本的には、栓３を貫通する可撓性の管７′によって蒸
留フラスコの内部に接続された差圧センサ７からなる。

【００６６】差圧センサ７は、蒸留フラスコの排出管４
の内部に導入される金属毛管８と協働する。それゆえ、
蒸留中の試料の蒸気は、この毛管８を通って、外側へ逃
げる。

【００６７】この毛管は、排出管４の入口４０の位置レ
ベルで、蒸留フラスコ１中に開口するように取り付けら
れ、反対側の端部を空気凝縮気９に接続されている。こ
の空気凝縮気は蒸留フラスコ１から排出する蒸気を凝縮
させ、図示しない回収要素中に移送するためのものてあ
る。

【００６８】蒸留フラスコ１の排出管４、毛管８、及び
凝縮器９の配置は、装置の組み立て中にねじ込まれた凝
縮器が毛管を圧縮して、蒸留フラスコ１からの蒸気の出
口の位置レベルで封止するように選択されている。

【００６９】さらに、差圧センサ７と蒸留フラスコ１の
内部との接続のための管７′は、Ｔ字継手１０を備えて
おり、このＴ字継手は、内部に図示しない流量制御弁を
有している。この継手１０には，管７’に少量の空気を
送り込むために、マイクロコンプレッサ１２に接続され
た補助パイプ１１が接続されており、これにより、差圧
センサ７からの信号が管７’に凝縮液が導入されること
によって誤ることを防止することができる。

【００７０】ファン１３は、各試験の後に、蒸留フラス
コを冷却するためのものである。

【００７１】図１の破線で図示するように、差圧センサ
７によって及び第１及び第２の温度センサ５及び６によ
って発せられた信号は、これらの信号を受信し利用する
手段に伝達される。この手段は、これらの信号に応答し
て蒸留曲線を印刷し、かつスクリーン上に表示させる。

【００７２】本発明における方法及び装置の信頼性は、
試験によって証明されており、その結果を以下に示す。

【００７３】（例１）ヘキサン−イソオクタン−デカン
混合物のＬＢＤ規格蒸留特性の決定。

【００７４】Ａ−本発明による方法による 混合物をぶんせきしたところ、体積で次の組成を有して
いた。

【００７５】−ヘキサン４０％ −イソオクタン５５％ −デカン５％ これらの混合物１０ｍｌを本発明の装置の蒸留フラスコ
に導入した。

【００７６】このフラスコは、装置中に置かれており、
毛管と空気凝縮器とを備えていた。

【００７７】次に、蒸留プログラムをスタートさせ、フ
ラスコ内部の圧力Ｐとともに液相温度Ｔ^Ｌ及び蒸気相温
度Ｔ^Ｓを継続して測定した。

【００７８】受信及び利用手段は、本発明の方法に従っ
て、混合物のＬＢＤ規格蒸留特性の計算と、蒸留プログ
ラムの継続チェックとを行った。

【００７９】その結果を下記の表１及び添付の図２に示
す。

【００８０】

【表１】

【００８１】表１及び図２において、値Ｔ^{ＳＴＡＮＤ}は
ＡＳＴＭ規格 Ｄ ８６の関数として再計算した温度値
に対応する。

【００８２】蒸留の終わりに、加熱手段は自動的にスイ
ッチオフとなり、蒸留フラスコを冷却するためにファン
が始動した。

【００８３】この試験で、上記混合物について、１７
３．６℃の温度Ｔ_ＦＢＰが得られた。この温度は、純デ
カンの沸点に近い。また、７８．５℃のＴ_ＩＢＰ ^Ｓ及び
８１．７℃のＴ_ＩＢＰ ^Ｌが得られた。

【００８４】蒸留の最後に、蒸留フラスコを装置から取
り外し、分析される新しい試料を準備した。

【００８５】Ｂ−白ロシア公告公報１９８ ０ ８０１
に対応する従来技術による方法による 試験Ａと同じ混合物の蒸留を混合物の液相温度Ｔ^Ｌのみ
測定したことを除いて同様に行った。

【００８６】この方法によれば、時間τ_ｉの関数として
蒸留された試料の体積％ν_Ｖを次の数３０式を用いて計
算した。

【００８７】

【数３０】

【００８８】それから、温度Ｔ^ＬからＴ^{ＳＴＡＮＤ}＝Ｔ
^Ｌ−Ａにより温度Ｔ^{ＳＴＡＮＤ}を計算した。ここで、Ａ
＝は次の数３１式で示され、Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４，
Ａ_５及びＡ_６は計算係数であり、一方Ｔ_ＣＰは平均沸点
温度を示す。

【００８９】

【数３１】

【００９０】最終蒸留温度Ｔ_ＦＢＰは次の数３２式に従
った最小自乗法によって判定した。

【００９１】

【数３２】

【００９２】そして、温度Ｔ_ＦＢＰは、最小分散即ち最
大値（相関係数）が観察された温度に一致するとみなさ
れた。

【００９３】この試験によって得られた結果を下記表２
に示した。

【００９４】

【表２】

【００９５】この試験によって決定される温度ＴＦＢＰ
は純デカンの最終沸点とは、６．５℃異なっている。

【００９６】（例２） ディーゼル用燃料のＬＢＰ規格蒸留特性の決定 ディーゼル用燃料の試料について、例１と同様な試験
を、Ａ；本発明による方法、およびＢ；上記従来技術に
よる方法を用いて行った。

【００９７】本発明にしたがってなされた試験によって
得られた結果を、まとめて下記表３に示す。

【００９８】

【表３】

【００９９】従来技術に従ってなされた試験によって得
られた結果を下記表４にまとめて示す。

【０１００】

【表４】

【０１０１】次ぎに、本発明によって得られたものと、
従来技術によって得られたものとを比較した。

【０１０２】得られた結果を下記表５にまとめて示し
た。

【０１０３】

【表５】

【０１０４】こうして、本発明によって得られた結果
（０．４）は、従来技術によって得られた結果（１℃）
よりも２倍の精度を持つことを検証することができた。

【０１０５】（例３） ヘキサン−トルエン−デカン混合物のＴＢＰ蒸留曲線の
作成 ａ）ヘキサン−トルエン−デカン混合液を、体積で、４
５%-４５%-１０%の組成をもって用意した。

【０１０６】この混合液のＬＢＤ規格蒸留曲線及びＴＢ
Ｐ蒸留曲線をプロットした。これを添付の図３に示し
た。

【０１０７】これらの曲線を作成するために、従来の慣
行に従がって、 −Ｔ^ＨＰ _ＦＢＰ（ＬＢＤ）＝Ｔ_ＦＢＰ（ＴＢＰ） −Ｔ_ＩＢＰ（ＴＢＰ）＝ｆ（Ｓ_ＬＢＤ） −ν_Ｍ＝τ（Ｔ）（ＬＢＰ）曲線及びν_Ｍ＝ｆ（Ｔ）
（ＴＢＰ）曲線の下側の面積は等しいことを考慮した。

【０１０８】こうして、混合物の異なる成分間のモル関
係を本発明によって決定することができた。

【０１０９】結果を下記表６に整理して示した。

【０１１０】

【表６】

【０１１１】ｂ）同様な試験を、混合比：５０％−４０
％−１０％のヘキサン−トルエン−デカン混合物につい
て行った。

【０１１２】この混合物のＬＢＤ規格蒸留曲線及びＴＢ
Ｐ蒸留曲線がプロットした。これらを添付の図４に示
す。

【０１１３】下記の表７は、本発明によって計算できた
の混合物の異なる構成成分のモル比を示している。

【０１１４】

【表７】

【０１１５】表６及び表７は、本発明によれば、初期の
混合物における計算された体積比と真の実験モル比との
間に十分な一致が得られたことを示している。

【０１１６】（例４） ４００℃よりも高い沸点を有する重い液体石油製品の蒸
留特性の決定 溶媒製品として、次のＬＢＰ規格蒸留特性を有するガソ
リンを選択した：即ち、ａ＝０．４６２；ｋ＝１．８３
４；Ｔ_ＩＢＰ＝８８．３℃；及びＴ_ＦＢＰ＝１６４．４
℃。

【０１１７】この溶媒液の蒸留曲線Ｖ＝Ｆ（Ｔ）を本発
明によって作成し、これをプロットした。

【０１１８】その結果を、下記表８及び添付図５に示し
た。

【０１１９】

【表８】

【０１２０】この溶媒に、分析する重油製品の試料を１
０％加えた。

【０１２１】この混合物に対しても、本発明による方法
を行った。この混合物のＬＢＤ規格蒸留パラメータは、
次のように：ａ＝７．５７；ｋ＝１．２８５；Ｔ_ＩＢＰ
＝８１℃；及びＴ_ＦＢＰ＝５３４．２℃であることを計
算によって決定することができた。

【０１２２】この混合物の蒸留特性を、以下の表９及び
図５に示す。

【０１２３】

【表９】

【０１２４】次ぎに、Ｔ^ＨＰ _ＩＢＰを、次の数３３式に
よって決定した。

【０１２５】

【数３３】

【０１２６】Ｔ_ＦＢＰ ^ＨＰは、次の数３４式によるアル
ゴリズムを用いた反復法によって決定した。

【０１２７】

【数３４】

【０１２８】続いて、試料の蒸留パラメータ“ａ^ＨＰ”
及び“ｋ^ＨＰ”を数３５式で示される加法の方程式から
判定した：

【数３５】

【０１２９】計算によって決定された混合物の蒸留パラ
メータは次の通りである：“ａ^ＨＰ”＝１０．２１；
“ｋ^ＨＰ”＝１．５４；Ｔ^ＨＰ _ＩＢＰ＝７６．４℃及び
Ｔ^ＨＰ _ＦＢＰ＝５３４．２℃。

【０１３０】この試験によって得られた重い製品の試料
の蒸留特性を下記表１０に示し、かつまた図５に示す。

【０１３１】

【表１０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の配置例を示す概略図であ
る。

【図２】複数の蒸留曲線、即ち、例１における温度に依
存して集められる液相（液体）及び蒸気相（蒸気）の試
料の体積％、及びＡＳＴＭ規格 Ｄ８６の関数として再
計算された温度値（ＳＴＡＮＤ）を示すグラフである。

【図３】例３のａ）における混合液のｌＢＤ規格蒸留曲
線（温度に依存した体積％）、及びＴＢＰ規格蒸留曲線
（温度に依存した体積％（ｖｏｌ）及びモル％（ｍｏ
ｌ））を示すグラフである。

【図４】例３のｂ）における混合液のＬＢＤ規格蒸留曲
線（温度に依存した体積％）及びＴＢＰ規格蒸留曲線
（温度に依存した体積％（ｖｏｌ）及びモル％（ｍｏ
ｌ））を示すグラフである。

【図５】例４における溶媒液、混合液，及び試料の蒸留
曲線（温度に依存した体積％）を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グエンリフ アバエフ ベラルーシ，211440 ノボポロツク，３ ルゥ コムソモルスカヤ，アパルトマン 111 (72)発明者 ライッサ アンドリーヴァ ベラルーシ，211440 ノボポロツク，３ ルゥ コムソモルスカヤ，アパルトマン 111 (72)発明者 ヴィアチェスラウ ウルヴァンツァウ ベラルーシ，211440 ノボポロツク，18 ルゥ コムソモルスカヤ，アパルトマン 714 (72)発明者 アリアクサンドル スピルイドナウ ベラルーシ，211400 ポロツク，８ ルゥ ツチェイコ，アパルトマン 37 (72)発明者 ヴィクトル カレスニク ベラルーシ，211402 ポロツク，３ ルゥ ツゥーリグエニエヴァ，アパルトマン １ Ｆターム(参考） 2G040 AB01 AB11 BA06 BA24 CA02 CA03 CB03 CB08 DA02 DA14 EA02 EB02 FA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体石油製品の蒸留特性を高速微少蒸留
   によって決定するための方法であって、（１）体積で５
   〜１５ｍｌオーダーの分析試料を蒸留フラスコに導入す
   る段階と、ここで、前記蒸留フラスコは、その底部のヒ
   ータ要素と協働するとともに、圧力検出計と、試料の液
   相温度の真の値を測定する温度センサと、該蒸留フラス
   コに装着された排出管の入口より僅か下の位置レベルに
   おいて試料の蒸気相の温度の真の値を測定する温度セン
   サとの２つの即応答性の温度センサーとを備えており、
   （２）分析試料を徐々に沸騰させるように分析試料の性
   質に応じた一定の過熱強度で前記蒸留フラスコを加熱す
   る段階と、（３）前記蒸留フラスコ中の蒸気圧を排出管
   の入口の位置レベルで常に測定し、同様に上記試料の液
   相温度の真の値Ｔ^Ｌ及び蒸気相の温度の真の値Ｔ^Ｓを測
   定して、この圧力及びこれらの温度の変化を示す曲線を
   時間τ_１の関数としてプロットする段階と、（４）試料
   の液相及び蒸気相の温度の変化を示す曲線の数１式で示
   す１次及び２次微分係数を確定するとともに、数２式で
   示されるようになる点に対応する初留の液相温度Ｔ^Ｌ
   _ＩＢＰを推定する段階と、 【数１】 【数２】 （５）圧力上昇の開始が観察される時間に対応する初留
   の蒸気相温度Ｔ^Ｓ _ＩＢＰを決定する段階と、（６）試料
   の液相温度の真の値を測定する温度センサによって示さ
   れる値が試料の蒸気相温度を測定するセンサによって示
   される値と一致する温度Ｔ^Ｌ _ＥＮＤを決定し、この温度
   Ｔ^Ｌ _ＥＮＤを慣行的に蒸気相の最終沸騰温度Ｔ^Ｓ _ＥＸＰ
   に等しいとみなす段階と、（７）蒸留された試料の体積
   ％ν_Ｖを、次の数３式で示される関数によって、蒸留フ
   ラスコ中の蒸気圧Ｐおよび試料の蒸気相温度の真の値Ｔ
   ^Ｓのτ_１の関数としての変化を示す曲線から決定する段
   階と、 【数３】 ここで、Ｓｆ（Ｔ^Ｓ，Ｐ）は分留における圧力曲線の下
   側の面積に因り、他方Ｓｆ（Ｔｉ^Ｓ，Ｐｉ）はこの面積
   の時間τ_１ｉにおける小部分であり、Ｖ_ｉ ^{ｒｅ ｓ}は時間
   τ_１ｉにおける蒸留フラスコ中の液体の体積を表し、
   （８）気相でのこの試料の温度の真の値Ｔ^Ｓの関数の関
   数として蒸留された試料のモル％ν_Ｍを，次の数４式で
   示される関数によって決定する段階と、 【数４】 （９）次の数５式に従がって反復法により、液相の最終
   蒸留温度Ｔ^Ｌ _ＦＢＰを決定する段階と、 【数５】 ここで、ν_ＥＮＤはＴ^Ｌ _ＥＮＤで蒸留された試料のモル
   ％を示し、ａ及びｋは次の数６式で示す実験式に対応す
   る蒸留の数学モデルの係数であり、 【数６】 これは次の数７式から反復法によって計算され、 【数７】 ここで、次の数８式において 【数８】 次の数９式が満足される時まで、各段階においてＴ^Ｌ
   _ＦＥＰの新しい値を計算し、 【数９】 （１０）この試料の蒸気相温度の真の値の関数として、
   蒸留された試料のモル％を、試料の蒸気相における残留
   分と損失分を考慮して、次の数１０式によって計算する
   段階と、 【数１０】 （１１）蒸留された試料の体積％を、この試料の液相温
   度の真の値の関数として次の数１１式によって決定する
   段階と、 【数１１】 （１２）対応する対応曲線をトレースする段階とを備え
   ていることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記加熱
   要素の加熱強度を、前記試料の蒸留に要する時間が５〜
   １５分のオーダーになるように調整することを特徴とす
   る方法。
3. 【請求項３】 請求項１及び２の内のいずれか１つに記
   載の方法において、対応試料の蒸気相温度の規格に対応
   する実験値Ｔ_{ｓｔａｎｄ}を、前記段階（１）〜（１２）
   から計算された試料の役相温度の値Ｔ^Ｌから式Ｔ
   _{ｉＳＴＡＮＤ}＝Ｔ_ｉ ^Ｌ−θ_ｉ（ここで、θはこれらの温
   度間の差を示す関数である。）によって決定することを
   特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の方法において、Ｔ^Ｄ８６
   _{ＳＴＡＮＤ}は、ＡＳＴＭ規格Ｄ８６に対応する実験温度
   であり、θ_ｉ ^Ｄ８６は次の数１２式の関数から計算さ
   れ、前記段階（１）〜（１２）によって計算されたグラ
   フ又はパラメータ（ａ，Ｋ，Ｔ^Ｌ _ＩＢＰ，Ｔ^Ｌ _ＦＢＰ）
   の値から決定されることを特徴とする方法。 【数１２】
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の内のいずれか１つに従
   がって、４００℃よりも高い沸点を有する重い液体石油
   製品の蒸留特性を高速微少量蒸留によって決定するため
   の方法において、 − 溶媒分析される試料と相溶性を有し３００℃以下の
   沸点を有する軽液体石油製品溶媒を選択し、 − その溶媒溶媒液体を前記段階（１）〜（１２）にて
   処理し、この溶媒液体の液相の真の温度の関数Ｔ^Ｌ
   _{ＶＭｉ（ｖｅｈｉｃｌｅ）}＝ｆ（Ｔ_ｉ ^Ｌ）として、蒸留
   された溶媒溶媒液体のモル％を示す曲線を得ることと、 − 約８５〜９５％の溶媒溶媒液体と、５〜１５％の分
   析される試料とを含む混合液を調整し、これにより混合
   液の少なくとも９０％が約３６０℃より低い温度を有す
   る混合液を準備することと、 ― この混合液を前記段階（１）〜（１２）にて処理
   し、この混合液の液相温度ＴＬの関数として、蒸留され
   た混合液のモル％ν_Ｍを表す曲線ν_{Ｍｉ（ｍｉｘ ）}＝ｆ
   （Ｔ_ｉ ^Ｌ）を曲線ν_{Ｍｉ（ｖｅｈｉｃｌｅ）}＝ｆ（Ｔ_ｉ
   ^Ｌ）と同じ座標系中にプロットし、 − 分析される試料の最終沸騰温度Ｔ_ＦＢＰ ^ＨＰが混合
   液の液相の最終沸騰温度と等しいもの、Ｔ_ＦＢＰ ^ＨＰ＝
   Ｔ^Ｌ _ＦＢＰ（ｍｉｘ）、と慣行的に見なし、 − Ｔ^Ｌ _{ＦＢＰ（ｍｉｘ）}を前記段階（１）〜（９）に
   したがって、反復法によって決定することと、 − 分析される試料の液相の初留温度が、次の数１３式
   によって計算されること、 【数１３】 − ａ^ＨＰ及びＫ^ＭＰが次の数１４式の加法式系によっ
   て決定されること、 【数１４】 とを備えていることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の方法において、軽い溶媒
   溶媒液体石油製品は、ケロシン（灯油）、及び／又は３
   ００℃よりも低い沸点を備えた液体石油製品であること
   を特徴とする方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６の内のいずれか一つに記
   載の方法において、単段のカラムに対応するＬＢＰ規格
   蒸留曲線Ｖ_Ｍ＝ｆ（Ｔ）から、少なくとも理論的に１５
   段のカラムについての技術に対応する真のＴＢＰ沸点の
   曲線を、次のこと、即ち、温度Ｔ^Ｌ _ＥＮＤ（ＬＢＰ）と
   温度Ｔ^Ｌ _ＥＮＤ（ＴＢＰ）が等しく、座標ν_Ｍ，Ｔ系に
   おいて、ＬＢＰ規格蒸留曲線より下の面は、真のＴＢＰ
   沸点の曲線よりも下の面積に等しく，Ｔ_ＬＢＰ（ＴＢ
   Ｐ）＝ｆ（Ｓ_ＬＢＰ）が成立すること、ここでｆ（Ｓ
   _ＬＢＰ）は，座標Ｖ_Ｍ，Ｔ系において、ＬＢＰ規格蒸留
   曲線の下側の面積に依存するということを慣行的に考慮
   しながら、プロットすることを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７の内のいずれか一つに記
   載の方法を行う装置の使用であって、 − 分析される試料の５〜１５ｍｌを収容する大きさ
   で、凝縮器と協働する側部の排出管と、栓とを上部に備
   えた蒸留フラスコと、 ― 前記フラスコの底部で、調節可能な一定の加熱強度
   で前記蒸留フラスコを加熱する手段と、 − 前記栓を貫通している管を通って前記蒸留フラスコ
   内に導入され、連続的な温度測定を行う２つの即応答性
   の温度センサであって、一方は蒸留中において、試料の
   液相温度の真の値を測定し、他方は排出管の入口よりも
   やや低い位置レベルで、試料の気相の温度の真の値を測
   定する前記２つの温度センサと、 − 蒸留中の試料の蒸気相の圧力の連続的な測定を行う
   ための圧力測定装置であって、栓を貫通する管によって
   前記蒸留フラスコの内部に接続された圧力検出器と、前
   記排出管の入口の位置レベル該排出管の内部に導入され
   た毛管とを備えた前記圧力測定装置と、 − 前記温度センサと圧力検出器から送信される信号を
   受信し利用するための手段とを備えていることを特徴と
   する前記装置の使用。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の使用において、 − 前記蒸留フラスコは使い捨てのフラスコであり、 − 前記毛管は、好ましくはステンレススチ−ル製の固
   定要素であることを特徴とする使用。
10. 【請求項１０】 請求項８及び９の内のいずれか一方に
    記載の使用において、前記装置は、一個の携帯組立体を
    構成していることを特徴とする使用。