JP2021011548A - 燃料油組成物製造システム及び燃料油組成物の製造方法 - Google Patents

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洋 大橋
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邦政 植田
隆三 田中
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Abstract

【課題】燃料油組成物におけるセジメントの発生量を予測可能な燃料油組成物製造システムを提供する。【解決手段】性状データ100、配合データ101、セジメント発生データ102及び使用可能基材データ103を記憶する記憶部10と、性状データ100及び配合データ101から抽出した第1入力変数200を機械学習の第1アルゴリズム201により、第1予測モデル202を作成する第1機械学習部20と、要求セジメント発生データ300及び品質性状データ301を入力する入力部30と、要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び使用可能基材データ103から抽出した第2入力変数400を機械学習の第2アルゴリズム401により、配合データ402を提示する第2機械学習部40とを備える、燃料油組成物製造システム。【選択図】図1

Description

本発明は、燃料油組成物製造システム及び燃料油組成物の製造方法に関する。
従来、内燃機及び外燃機の燃料油として、A重油、B重油及びC重油等が用いられている。例えば、C重油は、安価で高い発熱量を有することから、大型船舶用ディーゼルエンジン等の大型の内燃機の燃料油として、また発電用ボイラ等の大型の外燃機の燃料油として広く使用されている。C重油は、使用によりセジメント(スラッジ)が生成することがあり、セジメントが発生した場合には、燃料油フィルタの目詰まりが発生することが知られている(例えば、特許文献1参照)。このため、C重油を船舶用燃料油として用いる場合、燃料油フィルタの閉塞頻度を低減するために、ISO 10307−2に準拠して測定した潜在セジメントが0.1質量%以下であるC重油を使用してきた。
近年、環境汚染防止は世界的な最重要課題の一つとして挙げられており、国際海事機関(IMO)では、大気汚染防止対策の一環として、2020年から全ての船舶に対して燃料油中の硫黄分濃度を現行3.5質量%以下から0.5質量%以下と規制を強化することが決定された。そのため、船舶用の燃料油の硫黄分濃度を0.5質量%以下とすることが急務となっている。しかし、特許文献1には主に硫黄分含有量が2質量%を超えるC重油組成物が記載されており、0.5質量%以下の要求性能を遵守できなくなる場合が想定される。
また、特許文献1に記載の組成物のように、アスファルテン、レジン等の比較的高分子量の成分が含まれている燃料油組成物は、セジメントを要因とする燃料油フィルタの閉塞が生じやすい。そのため、例えば大型船舶のディーゼルエンジン等の大型ディーゼルエンジンに燃料油組成物を用いる場合、通常使用時に燃料油フィルタの閉塞頻度が高くなりやすく、船舶内の燃料油タンク等で長期貯蔵した後に使用すると、閉塞頻度はより高くなる傾向にある。
特開2013−203802号公報
このような状況下、IMOへの対応は喫緊の課題であるが、燃料油組成物には、硫黄分濃度を0.5質量%以下とすることだけでなく、長期貯蔵した後であっても燃料油フィルタの閉塞等を引き起こすセジメントが生成しない貯蔵安定性が高いものが求められている。また、内燃機に用いられる燃料油組成物には、当然有するべき性能として、その使用量の低減による燃費改善のためにより高い発熱量を有すること、硫黄分含有量を少なくすることで環境への負荷を低減する環境性能、着火遅れ等がない燃焼性能等が求められている。このような燃焼性能を満たす燃料油組成物は主に重油留分が利用されており、貯蔵安定性の要因となるセジメントが発生しやすい割に、重油留分のセジメントの発生挙動は予測困難である。そして、貯蔵安定性の評価としては、燃料油組成物を長期貯蔵した後にセジメントが発生するか否かについて実測により評価しているのが現状であり、要求されている燃焼性能を満たす燃料油組成物の全てについて貯蔵安定性を評価するのは困難であった。
また、所有している基材を利用して、要求されている燃焼性能を満たし、かつ、貯蔵安定性を満たす燃料油組成物を配合することが可能であるかを見極めることも困難であった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、セジメントの発生量が少ないことで貯蔵安定性が高く、かつ、要求される品質性状を満たす燃料油組成物の基材の配合を決定する燃料油組成物製造システム及び燃料油組成物の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究した結果、セジメントの発生量を予測するための予測モデルを機械学習により作成し、作成した予測モデルを用いることで、スラッジ発生量及び品質性状を満足し、所有している基材を利用する配合を決定することができることを見出した。すなわち、本発明は、以下の[1]〜[8]を提供する。
[1]基材の性状を示す性状データ、前記基材を複数配合した燃料油組成物を組成する前記基材の配合に関する配合データ、前記燃料油組成物におけるセジメント発生に関するセジメント発生データ及び配合に使用可能な基材に関する使用可能基材データを記憶する記憶部と、前記性状データ及び前記配合データから抽出した第1入力変数を機械学習の第1アルゴリズムにより、前記セジメント発生データと前記第1入力変数との相関関係を導き出すことにより、前記セジメント発生データを前記第1入力変数から決定するための第1予測モデルを作成する第1機械学習部と、任意の基材を複数配合することで得られる仮想燃料油組成物に要求されるセジメント発生量に関する要求セジメント発生データ及び前記仮想燃料油組成物に要求される品質性状に関する品質性状データを入力する入力部と、前記要求セジメント発生データ、前記品質性状データ及び前記使用可能基材データから抽出した第2入力変数を機械学習の第2アルゴリズムにより、前記第1予測モデルを用いて、前記セジメント発生量及び前記品質性状を満足する前記仮想燃料油組成物の配合に関する配合データを提示する第2機械学習部とを備える、燃料油組成物製造システム。
[2]前記第1アルゴリズムは、サポートベクターマシン、線形回帰、ランダムフォレスト、ニューラルネットワーク及び勾配ブースティング木の群から選ばれる少なくとも1つである、[1]の燃料油組成物製造システム。
[3]前記第1入力変数は、15℃密度、50℃動粘度、硫黄分含有量、流動点、引火点、セタン指数、混合比率、貯蔵期間、総発熱量、CCAI、残留炭素分、水分含有量、灰分量、アルミニウム含有量、飽和分含有量、芳香族分含有量、レジン含有量、アスファルテン含有量、蒸留性状、曇り点、基材種類、配合割合及び配合量からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、[1]又は[2]の燃料油組成物製造システム。
[4]前記第2アルゴリズムは、遺伝的アルゴリズム、勾配降下法及びベイズ最適化の群から選ばれる少なくとも1つである、[1]〜[3]のいずれかの燃料油組成物製造システム。
[5]前記仮想燃料油組成物の品質性状を予測可能なブレンドシミュレータをさらに備え、前記ブレンドシミュレータは、品質性状を満足する前記仮想燃料油組成物の配合候補を絞る、[1]〜[4]のいずれかの燃料油組成物製造システム。
[6]前記セジメント発生データは、実在スラッジの発生データ及び潜在スラッジの発生データに関する、[1]〜[5]のいずれかの燃料油組成物製造システム。
[7]前記基材は、分解軽油、直脱軽油、脱硫残油及び分解残油の群から選ばれる少なくとも1つを含む、[1]〜[6]のいずれかの燃料油組成物製造システム。
[8]基材の性状を示す性状データ、前記基材を複数配合した燃料油組成物を組成する前記基材の配合に関する配合データ、前記燃料油組成物におけるセジメント発生に関するセジメント発生データ及び配合に使用可能な基材に関する使用可能基材データを記憶部に記憶する工程と、前記性状データ及び前記配合データから抽出した第1入力変数を機械学習の第1アルゴリズムにより、前記セジメント発生データと前記第1入力変数との相関関係を導き出すことにより、前記セジメント発生データを前記第1入力変数から決定するための第1予測モデルを第1機械学習部で作成する工程と、任意の基材を複数配合することで得られる仮想燃料油組成物に要求されるセジメント発生量に関する要求セジメント発生データ及び前記仮想燃料油組成物に要求される品質性状に関する品質性状データを入力部に入力する工程と、前記要求セジメント発生データ、前記品質性状データ及び前記使用可能基材データから抽出した第2入力変数を機械学習の第2アルゴリズムにより、前記第1予測モデルを用いて、前記セジメント発生量及び前記品質性状を満足する前記仮想燃料油組成物の配合に関する配合データを第2機械学習部で提示する工程とを含む、燃料油組成物の製造方法。
本発明によれば、燃料油組成物におけるセジメントの発生量を予測可能な燃料油組成物製造システム、セジメント発生予測方法及び燃料油組成物の製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る燃料油組成物製造システムの模式図である。 本発明の実施の形態に係る燃料油組成物の製造方法を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態(以後、単に「本実施形態」と称する場合がある。)に係る燃料油組成物製造システム、セジメント発生予測方法及び燃料油組成物の製造方法について具体的に説明する。
〔燃料油組成物製造システム〕
本実施形態に係る燃料油組成物製造システム1は、図1に示すように、記憶部10と、第1機械学習部20と、入力部30と、第2機械学習部40とを備える。燃料油組成物製造システム1の構成要素は、それぞれシステムバス50に接続されており、システムバス50を介してデータのやり取りが行われる。
<記憶部>
記憶部10は、性状データ100、配合データ101、セジメント発生データ102及び使用可能基材データ103を記憶する。
記憶部10としては、例えば、ROM、RAM及びハードディスク等の記憶媒体を用いることができる。
性状データ100は、基材の性状を示すデータである。性状データ100としては、燃料油組成物に用いられる各種重油留分等のデータが挙げられ、例えば、分解軽油(LCO)性状データ、直脱軽油(DSGO)性状データ、脱硫残油(DSRC)性状データ及び分解残油(CLO)性状データ等が挙げられる。
基材の性状を示すデータとしては、例えば、15℃密度、50℃動粘度、硫黄分含有量、流動点、引火点、セタン指数、総発熱量、CCAI、残留炭素分、水分含有量、灰分量、アルミニウム含有量、飽和分含有量、芳香族分含有量、レジン含有量、アスファルテン含有量、蒸留性状及び曇り点等が挙げられる。
基材の性状を示すデータの測定方法を以下に示す。
・15℃における密度:JIS K 2249−1:2011(原油及び石油製品−密度の求め方−第1部:振動法)に準じて測定することができる。
・50℃における動粘度:JIS K 2283:2000(原油及び石油製品の動粘度試験方法)に準じて測定することができる。
・硫黄分含有量:JIS K 2541−4:2003(原油及び石油製品−硫黄分試験方法−第4部:放射線式励起法)に準じて測定することができる。
・流動点:分解軽油留分、直脱軽油留分、脱硫軽油留分はJIS K2269:1987(原油及び石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法)に準じて測定することができ、燃料油組成物、直脱重油留分については、その500mLを常温(10〜20℃)で168時間(7日間)放置した後、45℃に加熱する予備処理を行わなかったものについて、JIS K2269:1987(原油及び石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法)に準じて測定することができる。
・引火点:JIS K 2265−3:2007(原油及び石油製品−引火点試験方法−第3部:ペンスキーマルテンス密閉法)に準じて測定することができる。
・セタン指数:JIS K 2280−5:2013(石油製品−オクタン価、セタン価、セタン指数の求め方−第5部:セタン指数)に準じて測定することができる。
・総発熱量:分解軽油留分、その他軽油留分、及び燃料油組成物については、JISK2279:2003(原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法−)に準じて測定することができ、推定(「6.総発熱量推定方法、6.3 e)1)」に規定される原油、灯油、軽油、A重油及びB重油の場合の計算式により推定)する。また、直脱重油留分については、JIS K2279:2003(原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法−)に準じて測定することができ、推定(「6.総発熱量推定方法、6.3 e)1)」に規定されるC重油の場合の計算式により推定)する。
・CCAI:ISO 8217−2012のAnnex F記載の計算式より算出する。
・残留炭素分:JIS K 2270−1:2009(原油及び石油製品−残留炭素分の求め方−第1部:コンラドソン法)に準じて測定することができる。
・水分含有率:JIS K 2275−3:2015(原油及び石油製品−水分の求め方−第3部:カールフィッシャー式電量滴定法)に準じて測定することができる。
・灰分量:JIS K 2272:1998(原油及び石油製品−灰分及び硫酸灰分試験方法−)に準じて測定することができる。
・アルミニウム含有率:JPI−5S−62−2011(石油製品−金属分試験方法−)に準じて測定することができる。
・飽和分含有量、芳香族分含有量、レジン分含有量及びアスファルテン分含有量:直脱重油留分等の重油留分の上記各種成分含有量は、IP−469(国際標準試験方法(IP Test Methods))に規定する、TLC/FID法により測定することができる。
・芳香族分含有量(1環芳香族分、2環芳香族分及び3環芳香族分)、飽和分含有量及びオレフィン分含有量:分解軽油留分等の軽油留分の上記各種成分含有量は、JPI−5S−49−2007に規定する、石油製品−炭化水素タイプ試験方法−高速液体クロマトグラフィー法(High Performance Liquid Chromatography法)により測定することができる。
・蒸留性状(初留点、終点及び90容量%留出温度):JIS K2254:1998(石油製品−蒸留試験方法−)に準じて測定することができる。
・曇り点:JIS K 2269:1987(原油及び石油製品の流動点並びに曇り点試験方法)に準じて測定することができる。
配合データ101は、基材を複数配合した燃料油組成物を組成する基材の配合に関するデータである。配合データ101は、分解軽油(LCO)、直脱軽油(DSGO)、脱硫残油(DSRC)及び分解残油(CLO)等の基材を実際に配合した燃料油組成物の配合に関するデータであり、具体的には、基材種類、配合割合、配合量及び配合順序等に関するデータである。基材種類のデータには、基材の貯蔵期間、生成場所及び生成時期等のデータが含まれる。
セジメント発生データ102は、燃料油組成物におけるセジメント発生に関するデータである。セジメント発生データ102は、実際に配合した燃料油組成物で発生した実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量に関するデータである。セジメント発生データ102は、例えば、燃料油組成物を配合した直後の実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量に関するデータ、及び、燃料油組成物を配合して1〜12ヶ月等の長期貯蔵した後の実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量に関するデータ等が該当する。
既述のように特に重油留分のセジメントの発生挙動は予測困難であり、セジメント発生データ102は、性状データ100及び配合データ101と関連させることにより、実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量に関して、より精度の高い予測が可能となる。
セジメント発生データ102の測定方法を以下に示す。
・実在セジメント(TSE):ISO 10307−1に準拠して測定することができる。
・潜在セジメント(TSP):ISO 10307−2に準拠して測定することができる。
使用可能基材データ103は、配合に使用することが可能な基材に関するデータであり、所有している、又は取得可能な基材の種類、量、貯蔵期間、生成場所及び生成時期等のデータが含まれる。
<第1機械学習部>
第1機械学習部20は、性状データ100及び配合データ101から抽出した第1入力変数200を機械学習の第1アルゴリズム201により、セジメント発生データ102と第1入力変数200との相関関係を導き出すことにより、セジメント発生データ102を第1入力変数200から決定するための第1予測モデル202を作成する。
第1機械学習部20は、セジメント発生データ102と第1入力変数200の相関を見出すために、様々な演算を行い、実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量の予測精度が最も高くなるハイパーパラメータを設定したものが第1予測モデル202である。
第1機械学習部20で取り扱う第1入力変数200としての性状データ100は、具体的には、15℃密度、50℃動粘度、硫黄分含有量、流動点、引火点、セタン指数、混合比率、貯蔵期間、総発熱量、CCAI、残留炭素分、水分含有量、灰分量、アルミニウム含有量、飽和分含有量、芳香族分含有量、レジン含有量、アスファルテン含有量、蒸留性状及び曇り点等が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。また、第1機械学習部20で取り扱う第1入力変数200としての配合データ101は、具体的には、基材の種類、配合割合及び配合量等が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。
第1機械学習部20における機械学習の第1アルゴリズム201としては、サポートベクターマシン、線形回帰、ランダムフォレスト、ニューラルネットワーク及び勾配ブースティング木が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。第1アルゴリズム201としては、作成する第1予測モデル202の精度の観点から、サポートベクターマシン及び勾配ブースティング木がより好ましく、サポートベクターマシンがさらに好ましい。
第1予測モデル202は、性状データ100及び配合データ101から抽出した第1入力変数200を機械学習の第1アルゴリズム201により、セジメント発生データ102と第1入力変数200の相関関係を導き出し、セジメント発生データ102を第1入力変数200から決定するための予測モデルである。
第1予測モデル202は、仮想燃料油組成物で発生すると予測する実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量を予測するためのモデルである。セジメント発生量に関するデータは、例えば、燃料油組成物を配合した直後の実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量に関するデータ、及び、燃料油組成物を配合して1〜12ヶ月等の長期貯蔵した後の実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量に関するデータである。
<入力部>
入力部30は、任意の基材を複数配合することで得られる仮想燃料油組成物に要求されるセジメント発生量に関する要求セジメント発生データ300及び仮想燃料油組成物に要求される品質性状に関する品質性状データ301を入力する。
入力部30は、性状データ100、配合データ101、セジメント発生データ102及び使用可能基材データ103等を含む入力データ302を入力する。
入力部30で入力された要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び入力データ302は、記憶部10に書き込まれて記憶させることができる。
入力部30としては、情報処理装置のユーザインタフェースを用いることができ、例えばマウス、キーボード、タッチパネル及び音声入力装置等を用いることができる。
要求セジメント発生データ300は、将来的に配合して製造する燃料油組成物(仮想燃料油組成物)に要求されるセジメント発生量に関するデータであり、具体的には、要求される実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量の上限に関するデータである。
品質性状データ301は、将来的に配合して製造する燃料油組成物(仮想燃料油組成物)に要求される品質性状に関するデータであり、具体的には、15℃密度、50℃動粘度、硫黄分含有量、流動点、引火点、セタン指数、総発熱量、CCAI、残留炭素分、水分含有量、灰分量、アルミニウム含有量、飽和分含有量、芳香族分含有量、レジン含有量、アスファルテン含有量、蒸留性状及び曇り点等の品質性状データであり、環境性能及び燃焼性能等に関するデータである。
入力データ302は、仮想燃料油組成物を組成する基材の性状を示す性状データ100及び配合に関する配合データ101を含み、具体的には、15℃密度、50℃動粘度、硫黄分含有量、流動点、引火点、セタン指数、総発熱量、CCAI、残留炭素分、水分含有量、灰分量、アルミニウム含有量、飽和分含有量、芳香族分含有量、レジン含有量、アスファルテン含有量、蒸留性状及び曇り点等の性状データ、並びに、基材種類、配合割合及び配合量等の配合データに関するデータである。
入力データ302は、配合に関する配合データ101を含み、基材を複数配合した燃料油組成物を組成する基材の配合に関するデータである。配合データ101は、分解軽油(LCO)、直脱軽油(DSGO)、脱硫残油(DSRC)及び分解残油(CLO)等の基材を実際に配合した燃料油組成物の配合に関するデータであり、具体的には、基材種類、配合割合、配合量及び配合順序等に関するデータである。基材種類のデータには、基材の貯蔵期間、生成場所及び生成時期等のデータが含まれる。
入力データ302は、セジメント発生データ102を含み、燃料油組成物におけるセジメント発生に関するデータである。セジメント発生データ102は、実際に配合した燃料油組成物で発生した実在セジメント(TSE)及び潜在セジメント(TSP)の発生量に関するデータである。
入力データ302は、使用可能基材データ103を含み、具体的には、所有している、又は取得可能な基材の種類、量、貯蔵期間、生成場所及び生成時期等に関するデータである。
入力データ302は、記憶部10に記憶されている性状データ100、配合データ101、セジメント発生データ102及び使用可能基材データ103等として追加される。
<第2機械学習部>
第2機械学習部40は、要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び使用可能基材データ103から抽出した第2入力変数400を機械学習の第2アルゴリズム401により、第1予測モデル202を用いて、セジメント発生量及び品質性状を満足する仮想燃料油組成物の配合に関する配合データ402を提示する。
第2機械学習部40で取り扱う第2入力変数400としての要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び使用可能基材データ103は、具体的には、将来的に配合して製造する燃料油組成物(仮想燃料油組成物)に要求されるセジメント発生量に関するデータ、将来的に配合して製造する燃料油組成物(仮想燃料油組成物)に要求される品質性状に関するデータ、及び、配合に使用することが可能な基材に関するデータ等が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。
第2アルゴリズム401としては、遺伝的アルゴリズム、勾配降下法及びベイズ最適化が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。第2アルゴリズム401としては、セジメント発生量及び品質性状を満足する仮想燃料油組成物の配合に関する配合データ402の精度の観点から、遺伝的アルゴリズム及びベイズ最適化がより好ましく、ベイズ最適化がさらに好ましい。
配合データ402は、要求されるセジメント発生量及び要求される品質性状を満足する仮想燃料油組成物の配合に関するデータである。配合データ402は、第1予測モデル202を用い、要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び使用可能基材データ103から抽出した第2入力変数400を機械学習の第2アルゴリズム401を用いることで得ることができる。
燃料油組成物製造システム1は、仮想燃料油組成物の品質性状を予測可能なブレンドシミュレータ60をさらに備えることが好ましい。ブレンドシミュレータ60は、配合データ402に基づいて仮想燃料油組成物の品質性状を予測し、品質性状を満足する仮想燃料油組成物の配合候補を絞ることができる。ブレンドシミュレータ60によって、仮想燃料油組成物の配合候補を絞ることで、好適な燃料油組成物を効率よく製造することができる。
〔燃料油組成物の製造方法〕
本実施形態に係る燃料油組成物の製造方法は、図2に示すように、記憶工程S10と、第1機械学習工程S11と、入力工程S12と、第2機械学習工程S13とを含む。以下に、本実施形態に係る燃料油組成物の製造方法を図1及び図2を参照して説明する。
<記憶工程>
記憶工程S10において、性状データ100、配合データ101、セジメント発生データ102及び使用可能基材データ103を記憶部10に記憶する。記憶部10に記憶する方法としては、例えば、入力部30を利用して、性状データ100、配合データ101、セジメント発生データ102及び使用可能基材データ103を入力することで記憶させる手段が挙げられる。
<第1機械学習工程>
第1機械学習工程S11において、性状データ100及び配合データ101から抽出した第1入力変数200を機械学習の第1アルゴリズム201により、セジメント発生データ102と第1入力変数200の相関関係を導き出すことにより、セジメント発生データ102を第1入力変数200から決定するための第1予測モデル202を第1機械学習部20で作成する。
具体的には、まず、第1機械学習部20は、記憶部10に記憶されている性状データ100及び配合データ101を参照し、性状データ100及び配合データ101から第1入力変数200を抽出する。
次いで、第1機械学習部20は、抽出した第1入力変数200を機械学習の第1アルゴリズム201により、セジメント発生データ102と第1入力変数200の相関関係を導き出す。即ち、第1機械学習部20は、セジメント発生データ102と第1入力変数200の相関を見出すために、様々な演算を行い、セジメント発生量の予測精度が最も高くなるハイパーパラメータを設定した第1予測モデル202を作成する。
第1機械学習部20は、第1予測モデル202を作成する毎に、作成した第1予測モデル202を記憶部10に記憶させ、第1予測モデル202を作成する際に、記憶した第1予測モデル202を用いた機械学習を行うことができる。
<入力工程>
入力工程S12において、任意の基材を複数配合することで得られる仮想燃料油組成物に要求されるセジメント発生量に関する要求セジメント発生データ300及び仮想燃料油組成物に要求される品質性状に関する品質性状データ301を入力部30に入力する。
また、入力工程S12において、任意の基材を複数配合することで得られる仮想燃料油組成物を組成する基材の性状を示す性状データ100及び配合に関する配合データ101を含む入力データ302を入力部30に入力する。
入力部30で入力された要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び入力データ302は、記憶部10に書き込まれて記憶される。
<第2機械学習工程>
第2機械学習工程S13において、要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び使用可能基材データ103から抽出した第2入力変数400を機械学習の第2アルゴリズム401により、第1予測モデル202を用いて、セジメント発生量及び品質性状を満足する仮想燃料油組成物の配合に関する配合データ402を第2機械学習部40で作成し、提示する。
具体的には、まず、第2機械学習部40は、記憶部10に記憶されている要求セジメント発生データ300、品質性状データ301及び使用可能基材データ103から第2入力変数400を抽出する。
次いで、第2機械学習部40は、抽出した第2入力変数400を機械学習の第2アルゴリズム201により様々な演算を行い、第1予測モデル202を用いて、配合に使用可能な基材によって得られる燃料油組成物のうち、セジメント発生量及び品質性状を満足する仮想燃料油組成物の最適な配合を見出し、最適な配合に関する配合データ402を提示する。
<製造工程>
第2機械学習工程S13において提示された配合データ402に基づいて燃料油組成物を製造する。
なお、配合データ402は、ブレンドシミュレータ60によって、仮想燃料油組成物の品質性状を予測し、品質性状を満足する仮想燃料油組成物の配合候補を絞ることが好ましい。
本実施形態の燃料油組成物製造システム及び燃料油組成物製造方法によれば、燃料油組成物を配合する前段階において、セジメント発生量及び品質性状を満足する燃料油組成物の配合を決定することができる。
本実施形態の燃料油組成物製造システム及び燃料油組成物製造方法によれば、セジメント発生量及び品質性状を満足する燃料油組成物を、使用可能な基材から選択的に使用することで製造することができる。
本実施形態の燃料油組成物製造システム及び燃料油組成物の製造方法は、実際に製造する前の燃料油組成物における品質性状及びセジメントの発生を予測することができるので、所望の品質性状を有し、セジメントの発生が少ない燃料油組成物を製造することに寄与し、所有している基材を無駄なく好適に使用することができる。
1:燃料油組成物製造システム
10:記憶部
20:第1機械学習部
30:入力部
40:第2機械学習部
50:システムバス
60:ブレンドシミュレータ

Claims (8)

  1. 基材の性状を示す性状データ、前記基材を複数配合した燃料油組成物を組成する前記基材の配合に関する配合データ、前記燃料油組成物におけるセジメント発生に関するセジメント発生データ及び配合に使用可能な基材に関する使用可能基材データを記憶する記憶部と、
    前記性状データ及び前記配合データから抽出した第1入力変数を機械学習の第1アルゴリズムにより、前記セジメント発生データと前記第1入力変数との相関関係を導き出すことにより、前記セジメント発生データを前記第1入力変数から決定するための第1予測モデルを作成する第1機械学習部と、
    任意の基材を複数配合することで得られる仮想燃料油組成物に要求されるセジメント発生量に関する要求セジメント発生データ及び前記仮想燃料油組成物に要求される品質性状に関する品質性状データを入力する入力部と、
    前記要求セジメント発生データ、前記品質性状データ及び前記使用可能基材データから抽出した第2入力変数を機械学習の第2アルゴリズムにより、前記第1予測モデルを用いて、前記セジメント発生量及び前記品質性状を満足する前記仮想燃料油組成物の配合に関する配合データを提示する第2機械学習部とを備える、燃料油組成物製造システム。
  2. 前記第1アルゴリズムは、サポートベクターマシン、線形回帰、ランダムフォレスト、ニューラルネットワーク及び勾配ブースティング木の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1に記載の燃料油組成物製造システム。
  3. 前記第1入力変数は、15℃密度、50℃動粘度、硫黄分含有量、流動点、引火点、セタン指数、混合比率、貯蔵期間、総発熱量、CCAI、残留炭素分、水分含有量、灰分量、アルミニウム含有量、飽和分含有量、芳香族分含有量、レジン含有量、アスファルテン含有量、蒸留性状、曇り点、基材種類、配合割合及び配合量からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載の燃料油組成物製造システム。
  4. 前記第2アルゴリズムは、遺伝的アルゴリズム、勾配降下法及びベイズ最適化の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料油組成物製造システム。
  5. 前記仮想燃料油組成物の品質性状を予測可能なブレンドシミュレータをさらに備え、
    前記ブレンドシミュレータは、品質性状を満足する前記仮想燃料油組成物の配合候補を絞る、請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料油組成物製造システム。
  6. 前記セジメント発生データは、実在スラッジの発生データ及び潜在スラッジの発生データに関する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料油組成物製造システム。
  7. 前記基材は、分解軽油、直脱軽油、脱硫残油及び分解残油の群から選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料油組成物製造システム。
  8. 基材の性状を示す性状データ、前記基材を複数配合した燃料油組成物を組成する前記基材の配合に関する配合データ、前記燃料油組成物におけるセジメント発生に関するセジメント発生データ及び配合に使用可能な基材に関する使用可能基材データを記憶部に記憶する工程と、
    前記性状データ及び前記配合データから抽出した第1入力変数を機械学習の第1アルゴリズムにより、前記セジメント発生データと前記第1入力変数との相関関係を導き出すことにより、前記セジメント発生データを前記第1入力変数から決定するための第1予測モデルを第1機械学習部で作成する工程と、
    任意の基材を複数配合することで得られる仮想燃料油組成物に要求されるセジメント発生量に関する要求セジメント発生データ及び前記仮想燃料油組成物に要求される品質性状に関する品質性状データを入力部に入力する工程と、
    前記要求セジメント発生データ、前記品質性状データ及び前記使用可能基材データから抽出した第2入力変数を機械学習の第2アルゴリズムにより、前記第1予測モデルを用いて、前記セジメント発生量及び前記品質性状を満足する前記仮想燃料油組成物の配合に関する配合データを第2機械学習部で提示する工程とを含む、燃料油組成物の製造方法。
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