JP2018503090A - 近赤外分光法による原油のキャラクタリゼーション - Google Patents
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Abstract
原油サンプルの１つまたは複数の所与の蒸留重量パーセントに対して１つまたは複数の蒸留温度を求めるためのシステムおよび方法が提供され、これらを用いて模擬蒸留曲線を生成することができる。原油サンプルの模擬蒸留温度は、原油サンプルの直接近赤外分光測定から得られる密度およびデータの関数として与えられる。
Description
[関連出願の説明]
本出願は、２０１５年１月５日に出願された米国特許仮出願第６２／０９９，７０４号明細書の利益を主張するものであり、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１５年１月５日に出願された米国特許仮出願第６２／０９９，７０４号明細書の利益を主張するものであり、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、近赤外分光法による原油およびその留分のサンプルの評価のための方法およびプロセスに関する。
原油は、約１５百万年〜５億年前の泥およびシルトの連続層の下に埋もれた水生生物（主に海洋生物）および／または陸生植物が分解および変化したものである。それらは本質的に、数千もの異なる炭化水素の非常に複雑な混合物である。供給源に応じて、原油は主に、さまざまな比率の直鎖および分岐鎖パラフィン、シクロパラフィンならびにナフテン、芳香族および多核芳香族炭化水素を含む。これらの炭化水素は、分子中の炭素原子の数および配置に応じて、標準状態の温度および圧力下で、気体、液体または固体であり得る。
原油は、ある地理区から別の地理区および油田ごとに物理的および化学的特性が大きく異なる。原油は通常、含有する炭化水素の性質にしたがって３つのグループ（パラフィン系、ナフテン系、アスファルト系）およびそれらの混合物に分類される。その違いは、さまざまな分子のタイプおよびサイズの異なる比率による。ある原油は主としてパラフィンを含み、別の原油は主としてナフテンを含む。パラフィン系であれナフテン系であれ、ある原油は、多量のより軽質な炭化水素を含むことができて、移動性であるか、または溶解ガスを含むことができる；別の原油は、主としてより重質な炭化水素からなり、溶解ガスをほとんどまたは全く含まない高粘性であり得る。原油は、原油留分の精製処理に影響する量の硫黄、窒素、ニッケル、バナジウムおよび他の元素を含むヘテロ原子も含むことができる。軽質原油またはコンデンセートは、０．０１Ｗ％という低濃度の硫黄を含み得る；一方、重質原油は５〜６Ｗ％も含み得る。同様に、原油の窒素含有量は０．００１〜１．０Ｗ％の範囲であり得る。
原油の性質は、ある程度、それから製造され得る製品の性質および特別な用途に対するそれらの適合性を支配する。ナフテン系原油は、ワックスのためのパラフィン系原油であるアスファルトビチューメンの製造に、より適している。ナフテン系原油、芳香族系のものはなおさらそうであるが、温度に敏感な粘度を有する潤滑油を与える。しかし、現代の精製法では、多くの所望のタイプの製品を製造するためのさまざまな原油の使用における柔軟性はより大きい。
原油分析は、ベンチマークの目的で原油の性質を確認する伝統的な方法である。原油には真沸点（ＴＢＰ）蒸留および分留が行われ、異なる沸点留分を与える。原油蒸留は、米国標準試験協会（ＡＳＴＭ）法Ｄ ２８９２を用いて行われる。一般的な留分およびその公称沸点を表１に示す。
次いで、該当する場合、これらの原油留分の収率、組成、物理的特性および指標特性が、原油分析ワークアップ計算中に求められる。原油分析から得られる典型的な組成および特性情報を表２に示す。
必要な蒸留留分の数および分析の数のために、原油分析のワークアップは費用と時間がかかる。
典型的な製油所では、メタン、エタン、プロパン、ブタン類および硫化水素、ナフサ（３６℃〜１８０℃）、ケロシン（１８０℃〜２４０℃）、軽油（２４０℃〜３７０℃）および常圧残油（＞３７０℃）を含むサワーガスおよび軽質炭化水素を分離するために、原油がまず常圧蒸留塔で分留される。常圧蒸留塔からの常圧残油は、製油所の構成に応じて、燃料油として使用されるか、真空蒸留ユニットに送られる。真空蒸留から得られる主要製品は、３７０℃〜５２０℃の範囲の沸点を有する炭化水素を含む真空軽油と、５２０℃を超える沸点を有する炭化水素を含む減圧残油である。原油分析データは従来、これらの留分の個々の分析から得られ、精製者が原油留分の一般的な組成および特性を理解するのに役立ち、したがって、留分を適切な精製ユニットで最も効率的かつ効果的に処理できる。指標特性は、エンジン／燃料性能または有用性または流動特性または組成を求めるために用いられる。指標特性の概要およびその測定法を説明と共に以下に示す。
粘度は、せん断応力または引張応力のいずれかによって変形されている流体の抵抗の尺度である。粘度は、流動する流体の内部抵抗を表し、流体摩擦の尺度と考えることができる。すべての実際の流体（超流体を除く）は、応力に対してある程度の抵抗を持つが、せん断応力に対して抵抗を持たない流体は、理想流体または非粘性流体として既知である。多くの石油燃料の粘度は、プロセス単位、最適な保管、取り扱いおよび運転条件の評価に重要であり、ＡＳＴＭ法Ｄ４４５によって求められる。
ＡＳＴＭ Ｄ６１３法により測定されるディーゼル燃料油のセタン価は、ディーゼル燃料の着火性の尺度となるが；標準の単気筒試験エンジンで測定され；正標準燃料と比較して着火遅れを測定する。セタン価が高いほど；より容易に高速；直噴エンジンが始動し；始動後の白煙およびディーゼルノックが少なくなる。ディーゼル燃料油のセタン価は、標準運転条件下で試験エンジンにおけるその燃焼特性を既知のセタン価の標準燃料のブレンドの燃焼特性と比較することによって求められる。これは、サンプルおよびそれぞれ２つの内挿用標準燃料の圧縮比（ハンドホイール示度）を変化させて固有の着火遅れを得、したがって、ハンドホイール示度に対するセタン価の補間を可能にする内挿ハンドホイール法を用いて達成される。
ＡＳＴＭ Ｄ２５００法によって求められる曇り点は、潤滑油または留出燃料が標準条件下で冷却されたときにワックス結晶の曇りが現れる温度である。曇り点は、この材料が、寒い気候条件下でフィルタや小さなオリフィスを詰まらせる傾向を示す。この試験片を指定の速度で冷却し、定期的に調べる。曇りがテストジャーの底に最初に観察される温度を曇り点として記録する。この試験方法は、厚さ４０ｍｍの層で透明で、かつ曇り点が４９℃未満の石油製品とバイオディーゼル燃料のみを対象とする。
ＡＳＴＭ Ｄ９７法によって求められる石油製品の流動点は、低い運転温度で油や留出燃料が流動することができる能力の指標である。流動点は、規定の条件下で冷却されたときに流体が流動する最低温度である。予備加熱した後、サンプルを指定の速度で冷却し、３℃間隔で流動特性を調べる。試験片の動きが観察される最低温度を流動点として記録する。
ＡＳＴＭ Ｄ６１１法によって求められるアニリン点は、等体積のアニリンと、炭化水素燃料または潤滑油ベースストックとが完全に混和する最低温度である。炭化水素ブレンドの芳香族含有量の尺度は、ベースストックの溶解力または留出燃料のセタン価を予測するために利用される。 指定の体積のアニリンおよびサンプル、またはアニリンおよびサンプルならびにｎ−ヘプタンを管に入れ、機械的に混合する。２つの相が混和するまで、制御された速度で混合物を加熱する。次いで、混合物を制御された速度で冷却し、２つの相が分離する温度をアニリン点または混合アニリン点として記録する。
従来、軽油またはナフサ留分のこれらの特性を調べるためには、これらの留分を原油から蒸留して、手間と費用と時間がかかるさまざまな分析法を用いて測定／決定しなければならなかった。
赤外線エネルギーは、分子振動の電磁エネルギーである。エネルギーバンドは便宜上、近赤外線（０．７８〜２．５０ミクロン）、赤外線（または中赤外線）２．５０〜４０．０ミクロンおよび遠赤外線（４０．０〜１０００ミクロン）と定義されている。
新規の迅速かつ直接的な方法は、全原油の分析によって原油の組成と特性をよりよく理解するのに役立ち、生産者、販売者、精製者および／または他の原油使用者の費用、努力および時間の大幅な節約になる。したがって、異なる供給源からの原油留分の指標特性を求めるための改善されたシステムおよび方法が必要とされている。
原油サンプルの１つまたは複数の所与の蒸留重量パーセントに対して１つまたは複数の蒸留温度を与えるためのシステムおよび方法が提供され、これらを用いて模擬蒸留曲線を生成することができる。原油サンプルの模擬蒸留温度は、原油サンプルの直接近赤外分光測定から得られる密度およびデータの関数として与えられる。この相関は、分留／蒸留（原油分析）を行わずに軽油指標特性に関する情報も与え、生産者、精製者および販売者が油質をベンチマークし、その結果、通例となっている広範で時間がかかる原油分析を実施することなく油を評価するのに役立つ。
本発明の別の利点および特徴は、添付の図面を参照して考慮されるとき、以下の発明を実施するための形態から明らかになるであろう。
炭化水素サンプルの蒸留データを求めるためのシステムおよび方法が提供される。このシステムおよび方法は、原油、ビチューメン、重油、頁岩油から、ならびに水素化処理、水素化加工、流動接触分解、コーキングおよびビスブレーキングまたは石炭液化を含む精製プロセスユニットから得られる天然に存在する炭化水素に適用できる。サンプルは、油井、安定化装置、抽出装置または蒸留塔を含むさまざまな供給源から得ることができる。
炭化水素油のサンプルから得られる近赤外分光データおよびサンプルの密度に基づいて炭化水素油の沸点分布を測定するための方法が提供される。サンプルは、近赤外分光分析のために調製される。サンプルのスペクトルデータは、近赤外分光分析によって得られる。サンプルの近赤外分光分析によって得られるスペクトルデータは、コンピュータに入力される。近赤外分光データから炭化水素油の累積近赤外吸光度が計算される。炭化水素油の累積近赤外吸光度は、１００Ｗ％に対して規格化される。波数は、０．５、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９９．５Ｗ％点で求められる。炭化水素油の沸点分布は、規格化近赤外データおよび炭化水素油の密度から計算される。近赤外スペクトルの波数は、４，０００〜１２，８２１ｃｍ−１の範囲内になり得る。
本明細書のシステムおよび方法において、スペクトルは、例えば、図１に示す近赤外分光データをプロットした図を得るための適した既知の、または開発予定の近赤外分光技術によって得られる。赤外線エネルギーは、分子振動の電磁エネルギーである。エネルギーバンドは便宜上、近赤外線（０．７８〜２．５０ミクロン）、赤外線（または中赤外線）２．５０〜４０．０ミクロンおよび遠赤外線（４０．０〜１０００ミクロン）と定義されている。しかし、公定規格、教科書および科学文献にはＮＩＲスペクトル領域が７８０〜２５００ナノメートル（１２８２１〜４０００ｃｍ−１）に及ぶと一般に述べられているが、単純な液相炭化水素スペクトルの組は、Ｃ−Ｈ伸縮基本振動およびそれらの対応する結合バンドの調和振動によって特徴付けられる振動情報が約６９０〜３０００ｎｍから見出されることを示す。主な近赤外スペクトル特性には、メチルＣ−Ｈ伸縮振動、メチレンＣ−Ｈ伸縮振動、芳香族Ｃ−Ｈ伸縮振動およびＯ−Ｈ伸縮振動が含まれる。主要ではないが、依然として重要なスペクトル特性には、メトキシＣ−Ｈ伸縮、カルボニル関連のＣ−Ｈ伸縮；一級アミド、二級アミドのＮ−Ｈ（いずれもアルキル基およびアリール基関連）、一級、二級および三級アミンのＮ−Ｈならびにアミン塩のＮ−Ｈが含まれる。
定性および定量近赤外（ＮＩＲ）分光法は通常、校正に使用されるサンプルの化学的または物理的特性に対するＮＩＲスペクトル応答をモデル化するために、多変量校正アルゴリズムおよび統計的方法（すなわち、ケモメトリックス）を適用する必要がある。ＮＩＲ法は、赤外振動数で発生する基本振動の高調波によって引き起こされる、測定されたスペクトル応答間に存在するスペクトル−構造相関に基づく。これらの調和振動は、吸収体（分析物）の量、サンプル内に存在する吸収分子のタイプおよびサンプルの厚さに応じて固有の振動数で発生する。近赤外分光計の応答の変化が、化学成分の濃度の変化、または分析されるサンプルの物理的特性（散乱／吸収特性）の変化に比例する定量的方法が可能である。
近赤外分光法は、妨害物質の存在下で多成分の分子振動分析が必要な場合に利用される。近赤外スペクトルは、中赤外領域に見られる基礎分子吸収の倍音および結合バンドからなる。近赤外スペクトルは一般的に、非特異的に、不十分な分離で出現することがある重なり合った振動バンドからなる。これらの明らかな分光学的制約にも関わらず、計量化学的な数値データ処理および複数の高調波を利用して、定量分析の定性のために校正することができる。従来の近赤外分光法は、リグニン高分子（２２７０ｎｍ）、パラフィンおよび長鎖アルカンポリマー（２３１０ｎｍ）、セルロース（２３３６ｎｍ）などのグルコースに基づく高分子、タンパク質のようなアミノ酸ポリマー（２１８０ｎｍ）、炭水化物（２１００ｎｍ）および水分（１４４０および１９４０ｎｍ）の分析に最もよく利用されてきた。合成および天然材料を分析する場合に、ＮＩＲ分光法は、複数の用途において、これまでにない工業的成功を収めている。近赤外分光法の基本的な用途は、プロセス制御、品質評価、原料およびプロセスの副生成物の確認、複雑な混合物の化学的定量分析になっている。
ただし、近赤外スペクトルは、測定器の機能と、測定されるサンプルの固有の光学特性との複雑さのなかに存在することに留意されたい（すなわち、サンプルは、分光計の活性のある光学素子である）。基準値は、ＮＩＲ分光測定を利用して予測される化学的または物理的パラメータである。スペクトルは、任意の特定の参照方法を用いて測定されたサンプルの化学に関する情報を含んでいても、含んでいなくてもよい。スペクトル構造相関は、多変量に基づく近赤外分光法のより科学的な根拠を提供するために、測定器の応答と参照（分析物）データとの間の既知の因果関係を確立するための基礎を提供する。多変量校正を実施するとき、分析的に有効な校正モデルには、Ｘ（測定器の応答データまたはスペクトル）とＹ（参照データ）の間の関係が必要である。確率のみ用いると、ＸとＹが関連しているように「見える」場合にのみ明らかになる。スペクトル−構造相関と参照値との間に因果関係が存在しない場合、モデルは真の予測の重要性を持たない。したがって、因果関係を知ることが、科学的な意思決定の基礎となる。
個々のＮＩＲの適用において分光光度計を校正するために使用される教示サンプルの完全性に影響を及ぼす要因には、サンプルの化学におけるばらつき、サンプルの物理的条件および測定条件が含まれる。ティーチングセットは、組成空間、測定器空間および測定条件（サンプルの取り扱いおよび提示）空間を含むために、いくつかのサンプル「空間」を表していなければならない。解釈的分光法は、これらの測定値を分析的に理解しようとする場合に、ＮＩＲ測定に取り組む際の重要な知的プロセスである。
近赤外（ＮＩＲ）分光法は、ガソリンおよびディーゼル燃料などの石油由来の製品のキャラクタリゼーションに利用され、かなりの成功を収めている。関心のあるさまざまなタイプのＣ−Ｈ結合ならびに他の化学結合（Ｓ−ＨおよびＮ−Ｈなど）に関する情報を得るＮＩＲスペクトルの固有の能力は、ガソリンにおけるオクタン価、エタノール含有量、ＭＴＢＥ（メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル）含有量、蒸留点、リード蒸気圧および芳香族および飽和含有量など、品質パラメータの予測において価値があることが示されている。ＮＩＲスペクトルに存在する情報は、セタン価、流動点、曇り点およびアニリン点などの軽油留分の品質パラメータを与えるためにうまく適用することができる。
図２は、本明細書の１つの実施形態による方法におけるステップのプロセスフローチャートを示す。ステップ２１０において、原油サンプルが秤量され、その密度が得られる。ステップ２２０において、近赤外分光法によって、例えば、機器メーカーの指示にしたがって原油を分析した。希釈や特別な調製は不要である。
ステップ２３０において、密度およびスペクトルデータがコンピュータに入力される。
ステップ２４０において、所与の蒸留重量パーセントでの蒸留温度が、既知の重量パーセント吸光度値での波数および密度の関数として計算される。
式（１）を用いて所与の蒸留重量パーセントに対する蒸留温度が計算され、与えられる：
式中：
ＤＴは蒸留重量パーセントであり、ＫＳＤ、Ｘ１ＳＤ、Ｘ２ＳＤ、Ｘ３ＳＤ、Ｘ４ＳＤ、Ｘ５ＳＤ、Ｘ６ＳＤ、Ｘ７ＳＤ、Ｘ８ＳＤおよびＸ９ＳＤは定数であり、ＤＥＮはサンプルの密度（ｋｇ／Ｌ）であり、ＮＩＲＷＮはＤＴでの波数である。
式中：
ＤＴは蒸留重量パーセントであり、ＫＳＤ、Ｘ１ＳＤ、Ｘ２ＳＤ、Ｘ３ＳＤ、Ｘ４ＳＤ、Ｘ５ＳＤ、Ｘ６ＳＤ、Ｘ７ＳＤ、Ｘ８ＳＤおよびＸ９ＳＤは定数であり、ＤＥＮはサンプルの密度（ｋｇ／Ｌ）であり、ＮＩＲＷＮはＤＴでの波数である。
それによって模擬蒸留データ計算モジュールを実施することができるコンピュータシステム３００の例示的なブロック図を図３に示す。コンピュータシステム３００は、中央処理装置などのプロセッサ３１０、入力／出力インタフェース３２０およびサポート回路３３０を含む。コンピュータ３００が人間との直接対話を必要とする特定の実施形態では、ディスプレイ３４０と、キーボード、マウスまたはポインタなどの入力装置３５０も設けられる。ディスプレイ３４０、入力装置３５０、プロセッサ３１０、入力／出力インタフェース３２０およびサポート回路３３０は、メモリユニット３７０にも接続するバス３６０に接続されて示されている。メモリ３７０は、プログラム記憶メモリ３８０およびデータ記憶メモリ３９０を含む。ただし、コンピュータ３００は、ディスプレイ３４０および入力装置３５０の直接ヒューマンインタフェースコンポーネントと共に示してあるが、モジュールのプログラミングならびにデータのインポート（ｉｍｐｏｒｔａｔｉｏｎ）およびエクスポート（ｅｘｐｏｒｔａｔｉｏｎ）は、例えば、コンピュータ３００がネットワークに接続され、プログラミング操作およびディスプレイ操作が別の関連するコンピュータ上で行われるか、またはプログラマブルロジックコントローラをインタフェースすることが当技術分野において周知である着脱可能な入力装置を介して行われるインタフェース３２０上でも実現することができることに留意されたい。
プログラム記憶メモリ３８０およびデータ記憶メモリ３９０はそれぞれ揮発性（ＲＡＭ）および不揮発性（ＲＯＭ）メモリユニットを含むことができて、ハードディスクおよびバックアップ記憶容量も含むことができて、プログラム記憶メモリ３８０およびデータ記憶メモリ３９０の両方を単一のメモリデバイスにまとめることも、複数のメモリデバイスに分けることもできる。プログラム記憶メモリ３８０は、ソフトウェアプログラムモジュールおよび関連データを格納し、特に、模擬蒸留データを得るための（１つまたは複数の）計算モジュールを格納する。データ記憶メモリ３９０は、油サンプルの密度、本システムの１つまたは複数のモジュールによって使用されるＮＩＲ分光データまたはその一部、および本システムの１つまたは複数のモジュールによって生成される計算されたデータを含む、本発明の１つまたは複数のモジュールによって使用および／または生成されるデータを格納する。
本明細書のシステムおよび方法にしたがって計算され、与えられた結果は、本明細書に記載の使用のために表示、音声出力、印刷および／またはメモリに格納される。
コンピュータシステム３００は、パソコン、ミニコンピュータ、ワークステーション、メインフレーム、プログラマブルロジックコントローラなどの専用コントローラまたはこれらの組み合わせなどの任意の汎用または専用コンピュータにすることができることを理解されたい。コンピュータシステム３００は、例示目的で、単一のコンピュータユニットとして示しているが、このシステムは、処理負荷およびデータベースサイズ、例えば、処理されるサンプルの総数およびシステム上に保持される結果に応じて規模を変えることができるコンピュータのグループ／ファームを含むことができる。コンピュータシステム３００は、一般的なマルチタスクコンピュータとして役目を果たすことができる。
コンピューティングデバイス３００は、好ましくは、例えば、プログラム記憶メモリ３９０に格納され、揮発性メモリからプロセッサ３１０によって実行されるオペレーティングシステムをサポートする。本システムおよび方法によれば、オペレーティングシステムは、デバイス３００を（１つまたは複数の）計算モジュールにインタフェースするための命令を含む。本発明の実施形態によれば、オペレーティングシステムは、コンピュータシステム３００をインターネットおよび／またはプライベートネットワークにインタフェースするための命令を含む。
[実施例]
０．８８２８Ｋｇ／ｌの密度を有するアラビアの中質原油のサンプルを近赤外分光法により分析した。波数範囲４，０００〜１２，８２１で得られたスペクトルデータを表３に示し、図１に２８．８°のＡＰＩ比重を有するサンプルとして示した。サンプルの累積近赤外吸光度を近赤外分光データから計算して規格化した；補間法および／または数値法を以下の通り用いて、吸光度対波数の概略を得た：
５Ｗ％＝１．２０９１＊１ｅ−４ｃｍ−１；１０Ｗ％＝１．１７２１＊１ｅ−４ｃｍ−１；２０Ｗ％＝１．０９７８＊１ｅ−４ｃｍ−１；３０Ｗ％＝１．０１８５＊１ｅ−４ｃｍ−１；４０Ｗ％＝０．９４０５＊１ｅ−４ｃｍ−１；５０Ｗ％＝０．８７４７＊１ｅ−４ｃｍ−１；６０Ｗ％＝０．８１６１＊１ｅ−４ｃｍ−１；７０Ｗ％＝０．７４０７＊１ｅ−４ｃｍ−１；８０Ｗ％＝０．６２６８＊１ｅ−４ｃｍ−１
０．８８２８Ｋｇ／ｌの密度を有するアラビアの中質原油のサンプルを近赤外分光法により分析した。波数範囲４，０００〜１２，８２１で得られたスペクトルデータを表３に示し、図１に２８．８°のＡＰＩ比重を有するサンプルとして示した。サンプルの累積近赤外吸光度を近赤外分光データから計算して規格化した；補間法および／または数値法を以下の通り用いて、吸光度対波数の概略を得た：
５Ｗ％＝１．２０９１＊１ｅ−４ｃｍ−１；１０Ｗ％＝１．１７２１＊１ｅ−４ｃｍ−１；２０Ｗ％＝１．０９７８＊１ｅ−４ｃｍ−１；３０Ｗ％＝１．０１８５＊１ｅ−４ｃｍ−１；４０Ｗ％＝０．９４０５＊１ｅ−４ｃｍ−１；５０Ｗ％＝０．８７４７＊１ｅ−４ｃｍ−１；６０Ｗ％＝０．８１６１＊１ｅ−４ｃｍ−１；７０Ｗ％＝０．７４０７＊１ｅ−４ｃｍ−１；８０Ｗ％＝０．６２６８＊１ｅ−４ｃｍ−１
式１を用いて模擬蒸留曲線を得た。線形回帰によって得られた以下の一定値を用いて、５０Ｗ％点での温度を予測した：
ＫＳＤ＝３．７４７２１８６５Ｅ＋０４
Ｘ１ＳＤ＝５．７２１１７４６４Ｅ＋０４
Ｘ２ＳＤ＝４．５０７３６５６２Ｅ＋０４
Ｘ３ＳＤ＝５．８３５９０５８９Ｅ＋０３
Ｘ４ＳＤ＝１．７９１７２８８１Ｅ＋０４
Ｘ５ＳＤ＝１．１８０３５８０２Ｅ＋０５
Ｘ６ＳＤ＝３．９９９６９４３９Ｅ＋０２
Ｘ７ＳＤ＝２．３７２７８１４１Ｅ＋０４
Ｘ８ＳＤ＝３．１８９００７６６Ｅ＋０３
Ｘ９ＳＤ＝５．６３３６８６９７Ｅ＋０４
ＫＳＤ＝３．７４７２１８６５Ｅ＋０４
Ｘ１ＳＤ＝５．７２１１７４６４Ｅ＋０４
Ｘ２ＳＤ＝４．５０７３６５６２Ｅ＋０４
Ｘ３ＳＤ＝５．８３５９０５８９Ｅ＋０３
Ｘ４ＳＤ＝１．７９１７２８８１Ｅ＋０４
Ｘ５ＳＤ＝１．１８０３５８０２Ｅ＋０５
Ｘ６ＳＤ＝３．９９９６９４３９Ｅ＋０２
Ｘ７ＳＤ＝２．３７２７８１４１Ｅ＋０４
Ｘ８ＳＤ＝３．１８９００７６６Ｅ＋０３
Ｘ９ＳＤ＝５．６３３６８６９７Ｅ＋０４
５０％の蒸留重量パーセントＤＴでの上述の定数を用いて、蒸留重量パーセント５０％での模擬蒸留温度が計算され、４１２．４℃が与えられる。０．５、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０Ｗ％点での温度が計算され、実際のデータと比較される。完全な一致が得られた。
代替の実施形態では、本発明を、コンピュータ化された計算システムと共に使用するためのコンピュータプログラム製品として実施することができる。本発明の機能を定義するプログラムは、任意の適切なプログラミング言語で書くことができて、以下を含むが、これらには限定されない任意の形式でコンピュータに送ることができることを当業者であれば容易に理解するであろう：（ａ）書き込み不可能な記憶媒体（例えば、ＲＯＭまたはＣＤ−ＲＯＭディスクなどの読み出し専用メモリデバイス）に恒久的に格納された情報；（ｂ）書き込み可能な記憶媒体（例えば、フロッピーディスクおよびハードドライブ）に変更可能に格納された情報；および／または（ｃ）ローカルエリアネットワーク、電話網、またはインターネットなどの公衆網などの通信媒体を通じてコンピュータに伝えられる情報。本発明の方法を実施するコンピュータ可読命令を運ぶとき、そのようなコンピュータ可読媒体は、本発明の代替の実施形態を表す。
本明細書に一般的に示されるように、システムの実施形態は、そこで具体化されるコンピュータ可読コード手段を有するコンピュータ使用可能媒体を含むさまざまなコンピュータ可読媒体を組み込むことができる。記載されたさまざまなプロセスに関連するソフトウェアは、ソフトウェアがロードおよび起動される多種多様なコンピュータアクセス可能媒体において具体化することができることを当業者は理解されよう。Ｉｎ ｒｅ Ｂｅａｕｒｅｇａｒｄ、３５ ＵＳＰＱ２ｄ １３８３（米国特許第５７１０５７８号明細書）にしたがい、本発明は、本発明の範囲内に、このタイプのコンピュータ可読媒体を企図および包含する。特定の実施形態では、Ｉｎ ｒｅ Ｎｕｉｊｔｅｎ、５００ Ｆ．３ｄ １３４６（Ｆｅｄ．Ｃｉｒ．２００７）（米国特許出願第０９／２１１９２８号明細書）にしたがい、本特許請求の範囲は、媒体が有形かつ非一時的であるコンピュータ可読媒体に限定される。
本発明のシステムおよび方法は、添付の図面を参照して説明されてきた；しかし、変更は当業者には明らかになるであろう。本発明の保護の範囲は本明細書に続く特許請求の範囲によって定義される。
Claims (9)
- 近赤外分光データに基づいて、所与の蒸留重量パーセントに対する蒸留温度を油サンプルの留分に与えるためのシステムであって：
計算モジュール、ならびに前記油サンプルの所定の波数範囲内で検出されたピークの前記原油溶液の吸光度値を示すＮＩＲ分光データを含むデータを格納する不揮発性メモリデバイスと；
前記メモリに結合されているプロセッサと；
吸光度値を示す前記データから前記所与の蒸留重量パーセントに対する累積および規格化赤外吸光度を計算し、かつ与える第１の計算モジュールと；および
前記所与の蒸留重量パーセントに対する前記赤外吸光度、および前記油サンプルの密度の関数として前記留分の模擬蒸留温度を計算し、かつ与える第２の計算モジュールと
を含むシステム。 - 所与の蒸留重量パーセントに対する蒸留温度を油サンプルの留分に与えるためのシステムであって：
近赤外分光データを出力する近赤外分光計と；
計算モジュール、ならびに前記油サンプルの所定の波数範囲内で検出されたピークの前記原油溶液の吸光度値を示すＮＩＲ分光データを含むデータを格納する不揮発性メモリデバイスと；
前記メモリに結合されているプロセッサと；
吸光度値を示す前記データから前記所与の蒸留重量パーセントに対する累積および規格化赤外吸光度を計算し、かつ与える第１の計算モジュールと；および
前記所与の蒸留重量パーセントに対する前記赤外吸光度、および前記油サンプルの密度の関数として前記留分の模擬蒸留温度を計算し、かつ与える第２の計算モジュールと
を含むシステム。 - コンピュータを操作して、油サンプルの留分に、近赤外分光データに基づいて所与の蒸留重量パーセントに対する蒸留温度を与えるための方法であって：
前記コンピュータに、前記油サンプルの所定の波数範囲内で検出されたピークの前記原油溶液の吸光度値を示す近赤外分光データを入力する工程と；
吸光度値を示す前記データから前記所与の蒸留重量パーセントに対する累積および規格化赤外吸光度を計算し、かつ与える工程と；および
前記所与の蒸留重量パーセントに対する前記赤外吸光度、および前記油サンプルの密度の関数として前記留分の模擬蒸留温度を計算し、かつ与える工程と
を含む方法。 - 所与の蒸留重量パーセントに対する蒸留温度を油サンプルの留分に与えるための方法であって：
前記油サンプルの所定の波数範囲内で検出されたピークの前記原油溶液の吸光度値を示す近赤外分光データを得る工程と；
コンピュータに前記得られた近赤外分光データを入力する工程と；
吸光度値を示す前記データから前記所与の蒸留重量パーセントに対する累積および規格化赤外吸光度を計算し、かつ与える工程と；および
前記所与の蒸留重量パーセントに対する前記赤外吸光度、および前記油サンプルの密度の関数として前記留分の模擬蒸留温度を計算し、かつ与える工程と
を含む方法。 - 前記油サンプルが原油である請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステムまたは方法。
- 前記油サンプルが、油井、安定化装置、抽出装置または蒸留塔から得られる請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステムまたは方法。
- 複数の蒸留温度が与えられて、１組の模擬蒸留データを得る請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステムまたは方法。
- 前記所与の蒸留重量パーセント値が、０．５、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０Ｗ％である請求項７に記載のシステムまたは方法。
- 前記所定の波数範囲が４，０００〜１２，８２１ｃｍ−１である請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステムまたは方法。
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