KR20210060558A - Driving method, support device, learning device, and oil station driving condition setting support system - Google Patents

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KR20210060558A
KR20210060558A KR1020217011296A KR20217011296A KR20210060558A KR 20210060558 A KR20210060558 A KR 20210060558A KR 1020217011296 A KR1020217011296 A KR 1020217011296A KR 20217011296 A KR20217011296 A KR 20217011296A KR 20210060558 A KR20210060558 A KR 20210060558A
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카즈야 후루이치
마코토 이시
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치요다가코겐세츠가부시키가이샤
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00Distillation of hydrocarbon oils
    • C10G7/12Controlling or regulating
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    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치를 운전하기 위한 운전 방법은, 유종 변경시에, 변경후의 원유에 포함되는 수분량 또는 복수의 유분의 각각의 유량을 추정하는 설계 공정; 변경후의 원유의 수분량 또는 유량에 기초하여, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 사전 준비 공정; 변경후의 원유의 수용을 시작하는 변경 공정; 및 변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정하는 조정 공정을 포함한다. 조정 공정에 있어서, 변경후의 원유를 증류하기 위한 장치의 상태를 나타내는 상태값에 따라, 장치를 제어하기 위한 제어량의 목표 설정값이 조정된다. An operation method for operating an apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of oil components includes: a design process of estimating the amount of water contained in the crude oil after the change or the flow rate of each of the plurality of oil components when the oil type is changed; A preliminary preparation step of preparing in advance for receiving the changed crude oil based on the moisture content or flow rate of the crude oil after the change; A change process that initiates the acceptance of crude oil after the change; And an adjustment step of adjusting operating conditions for distilling the crude oil after the change. In the adjustment step, the target set value of the control amount for controlling the device is adjusted according to the state value indicating the state of the device for distilling crude oil after the change.

Description

운전 방법, 지원 장치, 학습 장치, 및 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템 Driving method, support device, learning device, and oil station driving condition setting support system

본 발명은, 석유 제품을 제조하기 위한 장치를 운전하기 위한 운전 방법, 그 운전 방법에 이용 가능한 지원 장치, 학습 장치, 및 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a driving method for operating an apparatus for manufacturing petroleum products, a support device that can be used for the driving method, a learning device, and a system for setting operation conditions of an oil refinery.

원유를 정제하여 석유 제품을 생산하기 위한 제유소에 있어서는, 시장 가격, 각 유정에 있어서의 산유량, 각 유정으로부터의 원유의 수송 상황 등에 따라, 다양한 유정으로부터 채취된 원유가 원료로서 수용된다. 원유 탱크에 수용된 원유는, 상압 증류탑에 도입되어, 서로 다른 비점을 갖는 복수의 유분으로 분리된다. 복수의 유분은, 필요에 따라 더욱 하류 장치에서 처리 및 업그레이드되어, 석유 제품이 생산된다. In oil refineries for refining crude oil to produce petroleum products, crude oil extracted from various oil wells is accommodated as a raw material depending on market price, production volume in each oil well, transportation situation of crude oil from each oil well, and the like. The crude oil contained in the crude oil tank is introduced into an atmospheric distillation column and separated into a plurality of fractions having different boiling points. A plurality of fractions are further processed and upgraded in a downstream device as necessary to produce petroleum products.

처리하는 원유의 유종의 변경(이하, "유종 변경"이라 한다)시에는, 원유에 포함되는 탄화수소 유분이나 물 등의 조성의 변화 등에 기인하여, 상압 증류탑이나 가열로 등의 장치의 운전 상태가 급격히 변동할 수 있다. 종래에는, 숙련된 운전원이 다양한 제어량의 설정값을 조정하는 것에 의해, 적절한 운전 조건을 설정했었다. When the oil type of the crude oil to be treated is changed (hereinafter referred to as "change of oil type"), the operating condition of equipment such as an atmospheric distillation column or a heating furnace rapidly changes due to changes in the composition of hydrocarbon oil or water contained in the crude oil. It is subject to change. Conventionally, an experienced operator has set appropriate operating conditions by adjusting set values of various control amounts.

일본국 공개특허공보 H05-189062호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. H05-189062

그러나, 최적의 운전 상태를 실현할 수 있는지 여부는, 운전원의 경험과 기량에 의존하고 있기 때문에, 경험이 풍부하고 기량이 높은 소수의 숙련 운전원에게 의지할 수밖에 없어서, 엄청난 부담이 되고 있었다. 또한, 원유의 유종을 변경하기 위한 운전에 있어서의 매우 많은 운전 패턴, 조작 순서의 복잡한 상호 관계나 키포인트 등을 명문화하기 어려웠기 때문에, 숙련 운전원이 어떠한 순서로 어떠한 점에 유의하면서 운전 조건을 조정하고 있는지를 다른 운전원에게 교육해 가기 어려웠다. However, whether or not the optimum driving condition can be realized depends on the experience and skill of the operator, and therefore, there is no choice but to rely on a small number of experienced and highly skilled operators, which is a tremendous burden. In addition, since it was difficult to stipulate a large number of driving patterns in operation to change the oil type of crude oil, complex interrelationships or key points of the operation sequence, etc., an experienced driver could adjust the driving conditions while paying attention to what points and in what order. It was difficult to educate other drivers about whether or not.

이러한 과제를 해결하기 위해, 숙련 운전원의 조작 방법을 통계적으로 처리하고, 그것을 로지스틱 함수 등으로 표현하여 이용하는 기술이 제안되어 있지만(예를 들면, 특허문헌 1 참조), 제유소에 있어서는, 다수의 장치의 운전 상태가 다수의 제어량에 의해 설정되고, 그들이 복잡하게 상호 간섭하기 때문에, 이러한 어프로치에는 한계가 있다. In order to solve these problems, a technique has been proposed that statistically processes the operation method of an experienced operator and expresses it as a logistic function, etc. (for example, see Patent Document 1), but in oil refineries, a number of devices Since the operating state of is set by a large number of control amounts, and they complexly interfere with each other, this approach has limitations.

본 발명은, 이와 같은 상황을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 제유소의 바람직한 운전을 실현할 수 있는 운전 조건의 설정을 지원하는 기술을 제공하는 것에 있다. The present invention has been devised in view of such a situation, and its object is to provide a technology that supports setting of driving conditions capable of realizing desirable operation of an oil refinery.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 방법은, 원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치를 운전하기 위한 운전 방법이고, 유종 변경시에, 변경후의 원유에 포함되는 수분량 또는 복수의 유분의 각각의 유량을 추정하는 설계 공정; 변경후의 원유의 수분량 또는 유량에 기초하여, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 사전 준비 공정; 변경후의 원유의 수용을 시작하는 변경 공정; 및 변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정하는 조정 공정을 포함한다. 조정 공정에 있어서, 변경후의 원유를 증류하기 위한 장치의 상태를 나타내는 상태값에 따라, 장치를 제어하기 위한 제어량의 목표 설정값이 조정된다. In order to solve the above problem, the operation method according to an embodiment of the present invention is an operation method for operating an apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of oils, and when the oil type is changed, it is included in the crude oil after the change. A design process of estimating the amount of water or the flow rate of each of the plurality of oils; A preliminary preparation step of preparing in advance for receiving the changed crude oil based on the moisture content or flow rate of the crude oil after the change; A change process that initiates the acceptance of crude oil after the change; And an adjustment step of adjusting operating conditions for distilling the crude oil after the change. In the adjustment step, the target set value of the control amount for controlling the device is adjusted according to the state value indicating the state of the device for distilling crude oil after the change.

본 발명의 다른 실시예는, 지원 장치이다. 이 장치는, 원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치에 있어서, 유종 변경시에, 변경후의 원유에 포함되는 수분량 또는 복수의 유분의 각각의 유량을 추정하는 설계 공정; 변경후의 원유의 수분량 또는 유량에 기초하여, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 사전 준비 공정; 변경후의 원유의 수용을 시작하는 변경 공정; 및 변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정하는 조정 공정을 포함하는 운전 방법이 실행될 때, 운전 방법에 포함되는 각 공정을 진행하기 위해 필요한 정보를 취득하는 취득부; 및 취득부에 의해 취득된 정보를 제시하는 제시부를 구비한다. Another embodiment of the present invention is a support device. This apparatus is an apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of fractions, comprising: a design step of estimating the amount of water contained in the crude oil after the change or the flow rate of each of the plurality of fractions when the oil type is changed; A preliminary preparation step of preparing in advance for receiving the changed crude oil based on the moisture content or flow rate of the crude oil after the change; A change process that initiates the acceptance of crude oil after the change; And an acquisition unit for acquiring information necessary to proceed with each step included in the operating method when an operating method including an adjustment step of adjusting an operating condition for distilling the changed crude oil is executed; And a presentation unit for presenting the information acquired by the acquisition unit.

본 발명의 또 다른 실시예는, 학습 장치이다. 이 장치는, 원유를 증류하기 위한 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 상태값 취득부; 및 상태값에 기초하여, 유종 변경시에 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하기 위한 방책을 기계 학습에 의해 학습하는 학습부를 구비한다. Another embodiment of the present invention is a learning device. The device includes: a state value acquisition unit that acquires a state value indicating a state of the device for distilling crude oil; And a learning unit that learns, by machine learning, a method for calculating a recommended value of a control amount for controlling the device when the oil type is changed, based on the state value.

본 발명의 또 다른 실시예는, 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템이다. 이 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템은, 원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치 운전 조건의 설정을 지원하는 지원 장치; 및 지원 장치에서 사용되는 방책을 기계 학습에 의해 학습하는 학습 장치를 구비하고, 학습 장치는, 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 취득부; 및 상태값에 기초하여, 유종 변경시에 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하는 방책을 기계 학습에 의해 학습하는 학습부를 구비하고, 지원 장치는, 유종 변경시에, 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 상태값 취득부; 상태값에 기초하여, 학습 장치에 의해 학습된 방책을 사용하여 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하는 산출부; 및 산출된 권장값을 운전원에게 제시하고, 또는, 산출된 권장값을 제어량의 목표 설정값으로서 장치에 설정하는 출력부를 구비한다. Another embodiment of the present invention is a system for supporting setting operating conditions of an oil refinery. The oil refinery operation condition setting support system includes: a support device that supports setting operation conditions of an apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of oils; And a learning device that learns a policy used in the support device by machine learning, wherein the learning device includes: an acquisition unit that acquires a state value indicating a state of the device; And a learning unit that learns, by machine learning, a method of calculating a recommended value of a control amount for controlling the device when the oil type is changed, based on the state value, wherein the supporting device indicates the state of the device when the oil type is changed. A state value acquisition unit that acquires a state value; A calculation unit that calculates a recommended value of a control amount for controlling the device using the measures learned by the learning device, based on the state value; And an output unit that presents the calculated recommended value to the operator, or sets the calculated recommended value as a target set value of the control amount to the device.

여기서, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템, 기록 매체, 컴퓨터 프로그램 등의 사이에서 변환한 것도, 본 발명의 실시예로서 유효하다. Here, any combination of the above constituent elements and conversion of the expression of the present invention among methods, apparatuses, systems, recording media, computer programs, etc. are also effective as embodiments of the present invention.

본 발명에 의하면, 제유소의 바람직한 운전을 실현할 수 있는 운전 조건의 설정을 지원하는 기술을 제공할 수 있다. Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a technology that supports setting of operating conditions capable of realizing desirable operation of an oil refinery.

도 1은, 제유소의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시예에 따른 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 유종 변경 운전의 순서를 나타내는 도면이다.
도 4는, 유종 변경 운전에 있어서의 수용 사전 준비(S16)의 상세를 나타내는 도면이다.
도 5는, 유종 변경 운전에 있어서의 충전 펌프 유량 제어 설정 변경(S18)의 상세를 나타내는 도면이다.
도 6은, 유종 변경 운전에 있어서의 원유 탱크 변경(S20)의 상세를 나타내는 도면이다.
도 7은, 유종 변경 운전에 있어서의 가열로를 향한 유량 조정(S22)의 상세를 나타내는 도면이다.
도 8은, 유종 변경 운전에 있어서의 중간 유분의 유량 미세 조정(S24)의 상세를 나타내는 도면이다.
도 9는, 유종 변경 운전에 있어서의 오버헤드 온도 조정 및 기타의 유의점 확인(S28)의 상세를 나타내는 도면이다.
도 10은, 유종 변경 운전에 있어서의 각 환류의 유량 조정(S30)의 상세를 나타내는 도면이다.
도 11은, 실시예에 따른 학습 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는, 실시예에 따른 운전 조건 설정 지원 장치 및 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
1 is a diagram schematically showing the configuration of a refinery.
Fig. 2 is a diagram showing an overall configuration of a system for supporting setting operating conditions of an oil refinery according to an embodiment.
3 is a diagram showing the procedure of an oil type change operation.
Fig. 4 is a diagram showing details of pre-accommodation preparation (S16) in oil type change operation.
Fig. 5 is a diagram showing details of a change in the charge pump flow rate control setting (S18) in the oil type change operation.
6 is a diagram showing details of a crude oil tank change (S20) in an oil type change operation.
Fig. 7 is a diagram showing details of flow rate adjustment (S22) toward a heating furnace in an oil type change operation.
Fig. 8 is a diagram showing the details of fine adjustment (S24) of the flow rate of an intermediate oil in the oil type change operation.
9 is a diagram showing details of overhead temperature adjustment and other points to be noted in the oil type change operation (S28).
Fig. 10 is a diagram showing details of flow rate adjustment (S30) of each reflux in oil type change operation.
11 is a diagram showing a configuration of a learning device according to an embodiment.
12 is a diagram showing a configuration of a driving condition setting support device and a control device according to an embodiment.

실시예에 따른 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템은, 제유소의 운전 조건의 설정을 지원한다. 본 실시예에서는, 특히, 제유소에서 유종 변경시의 운전 조건의 설정을 지원하는 경우에 대해 설명한다. 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템은, 종래 숙련된 운전원에 의해 실행되고 있었던 유종 변경 운전의 순서를 메뉴얼화하여 관리하고, 유종 변경 운전을 적절하게 진행시키기 위해 필요한 정보, 조정해야 할 제어량, 유의해야 할 점 등을 운전원에게 제시하는 것에 의해, 운전원에 의한 운전 조건의 설정을 지원한다. 또한, 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템은, 제유소에 마련된 복수의 장치의 상태를 나타내는 복수의 상태값에 따라, 복수의 장치를 제어하기 위한 복수 제어량의 권장값을, 기계 학습에 의해 학습된 방책(함수)을 이용하여 산출하고, 산출한 권장값을 운전원에게 제시하는 것에 의해, 운전원에 의한 운전 조건의 설정을 지원한다. The oil refinery operation condition setting support system according to the embodiment supports the setting of the operation conditions of the oil refinery. In the present embodiment, in particular, a case where the oil refinery supports setting of operating conditions at the time of oil type change will be described. The oil refinery operation condition setting support system manually manages the sequence of oil type change operations that have been performed by skilled operators in the past, and information necessary to properly proceed with the oil type change operation, the amount of control to be adjusted, and the amount of attention to be paid attention to. By presenting points and the like to the driver, the setting of driving conditions by the driver is supported. In addition, the oil station operation condition setting support system, according to a plurality of state values indicating the states of the plurality of devices provided in the oil station, the recommended values of the plurality of control amounts for controlling the plurality of devices, the measures learned by machine learning. By calculating using (function) and presenting the calculated recommended value to the operator, the setting of driving conditions by the operator is supported.

도 1은, 제유소(3)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 원유 탱크(10a) 및 원유 탱크(10b)에 저장된 원유는, 충전 펌프(11)에 의해 원유 탱크(10a) 및 원유 탱크(10b)로부터 펌핑되어, 증류탑(15)의 환류 유분 등과의 열교환에 의해 예열되어, 주입한 물과 혼합되어, 탈염 장치((desalter)12)에 도입된다. 한편, 도 1에서는, 원유 탱크(10a) 및 원유 탱크(10b)의 각각의 출구에 충전 펌프(11)가 마련되어 있지만, 다른 예에서는, 복수의 원유 탱크로부터 공통의 충전 펌프에 의해 원유가 펌핑되어도 좋다. 탈염 장치(12)에 있어서, 원유에 포함되는 수분, 염분, 철분, 흙 등의 불순물이 폐수로서 제거된다. 탈염 장치(12)를 통과한 원유는, 증류탑(15)으로부터 뽑아낸 각 유분 및 탑저유(bottom oil) 등과의 열교환에 의해 더욱 가열되어, 프리 플래시 드럼((pre-flash drum)13)에 도입된다. 프리 플래시 드럼(13)에 도입된 원유 중, 증발된 저비점 유분은 직접 증류탑(15)에 도입되어, 액체의 고비점 유분은 가열로(14)에서 가열되고 나서 증류탑(15)에 도입된다. 예열된 원유 중에 포함되어 있는 저비점 유분을 미리 증류탑(15)에 도입하는 것에 의해, 가열로(14)의 부하를 저감할 수 있다. 한편, 프리 플래시 드럼(13)은 마련되지 않아도 좋고, 그 경우, 모든 원유가 가열로(14)에서 가열되고 나서 증류탑(15)에 도입되어도 좋다. 또한, 프리 플래시 드럼(13) 대신에 서브 증류탑이 마련되어도 좋고, 그 경우, 서브 증류탑에서 분류된 유분은 증류탑(15)에 도입되지 않고 제품으로서 분리되어도 좋다. 1 schematically shows the configuration of a refinery 3. The crude oil stored in the crude oil tank 10a and the crude oil tank 10b is pumped from the crude oil tank 10a and the crude oil tank 10b by the filling pump 11, and is then exchanged with the reflux oil of the distillation column 15. It is preheated, mixed with the injected water, and introduced into a desalting device (desalter) 12. On the other hand, in FIG. 1, a charge pump 11 is provided at each outlet of the crude oil tank 10a and the crude oil tank 10b, but in another example, crude oil may be pumped from a plurality of crude oil tanks by a common charge pump. . In the desalting device 12, impurities such as moisture, salt, iron and soil contained in crude oil are removed as wastewater. Crude oil that has passed through the desalination unit 12 is further heated by heat exchange with each oil extracted from the distillation column 15 and bottom oil, and introduced into a pre-flash drum 13 do. Of the crude oil introduced into the pre-flash drum 13, the evaporated low boiling point fraction is directly introduced into the distillation column 15, and the high boiling point fraction of the liquid is heated in the heating furnace 14 and then introduced into the distillation column 15. The load on the heating furnace 14 can be reduced by introducing the low-boiling-point fraction contained in the preheated crude oil into the distillation column 15 in advance. On the other hand, the preflash drum 13 may not be provided, and in that case, all crude oil may be heated in the heating furnace 14 and then introduced into the distillation column 15. In addition, a sub-distillation column may be provided instead of the pre-flash drum 13, and in that case, the fraction classified by the sub-distillation column may not be introduced into the distillation column 15 and may be separated as a product.

증류탑(15)에 있어서, 원유는, 서로 다른 비점을 가지는 복수의 유분으로 분리된다. 증류탑(15)으로부터 뽑아낸 각 유분은, 스트리퍼(16)에 도입된다. 스트리퍼(16)에 있어서, 각 유분은 인화점(flash point)의 조정을 위해 과열 수증기와 접촉되어, 저비점 유분은 증류탑(15)으로 환류된다. 스트리퍼(16)를 통과한 각 유분은, 열교환기에서 증류전의 원유에 의해 냉각되어, 등유, 경질 경유, 중질 경유의 각 유분으로 된다. 증류탑(15)의 오버헤드에서 뽑아낸 저비점 유분은, 오버헤드 어큐뮬레이터((overhead accumulator)17)에 일시적으로 저장되고, 기체 성분은 액화 석유 가스 원료로 되거나, 또는 가스 회수 장치에 도입되어, 액체 성분은 가솔린으로 된다. 증류탑(15)의 바닥에서 뽑아낸 탑저유는, 열교환기에서 증류전의 원유에 의해 냉각되어, 상압 잔유로 된다. In the distillation column 15, crude oil is separated into a plurality of fractions having different boiling points. Each fraction extracted from the distillation column 15 is introduced into the stripper 16. In the stripper 16, each fraction is brought into contact with superheated steam to adjust the flash point, and the low-boiling fraction is refluxed to the distillation column 15. Each fraction that has passed through the stripper 16 is cooled by the crude oil before distillation in a heat exchanger, and becomes each fraction of kerosene, light gas oil, and heavy gas oil. The low-boiling fraction extracted from the overhead of the distillation column 15 is temporarily stored in an overhead accumulator 17, and the gas component becomes a liquefied petroleum gas raw material, or introduced into a gas recovery device, and a liquid component Becomes gasoline. The bottom oil extracted from the bottom of the distillation column 15 is cooled by the crude oil before distillation in a heat exchanger, and becomes atmospheric residual oil.

증류탑(15)에 의해 처리하는 원유를, 예를 들면, 원유 탱크(10a)에 저장되어 있는 원유에서 원유 탱크(10b)에 저장되어 있는 유종이 다른 원유로 변경하는 경우, 탈염 장치(12), 프리 플래시 드럼(13), 가열로(14), 증류탑(15), 스트리퍼(16), 오버헤드 어큐뮬레이터(17) 등의 각 장치의 운전 상태가 급격히 변화될 수 있을 뿐만 아니라, 증류탑(15)으로부터 뽑아내는 각 유분의 조성이나 유량 등이 변동할 수 있다. 종래의 제유소에 있어서는, 유종 변경 운전 중에 생산되는 각 유분이 요구되는 스펙에서 벗어나지 않도록 하기 위해, 유종 변경 운전이 완료되어 안정적인 정상 운전으로 이행할 때까지는, 각 유분을 증류탑(15)으로부터 뽑아내는 유량을 정상 운전보다 낮게 억제하고 있었다. 그 때문에, 유종 변경 운전 중에는, 더욱 많은 원유를 탑저유로서 증류탑(15)으로부터 뽑아내게 되고, 더욱 가치가 낮은 유분인 상압 잔유의 수율이 증가하고, 더욱 가치가 높은 유분인 가솔린이나 등유 등의 수율이 저하되었다. 따라서, 제유소(3)에 있어서의 생산 효율을 향상시키기 위해, 유종 변경 운전 중에도, 더욱 가치가 높은 유분의 수율을 높이고, 탑저유의 양을 저감시키는 한편, 유종 변경 운전에서 정상 운전으로 이행할 때까지 걸리는 시간을 단축시킬 수 있게 하는 기술이 필요했었다. When the crude oil processed by the distillation column 15 is changed from crude oil stored in the crude oil tank 10a to other crude oil from the crude oil stored in the crude oil tank 10b, the desalination device 12, The operating conditions of each device such as the pre-flash drum 13, the heating furnace 14, the distillation column 15, the stripper 16, and the overhead accumulator 17 can be rapidly changed, as well as from the distillation column 15. The composition and flow rate of each oil extracted may fluctuate. In a conventional oil refinery, in order to ensure that each oil component produced during the oil type change operation does not deviate from the required specifications, each oil component is extracted from the distillation column 15 until the oil type change operation is completed and the operation transitions to a stable normal operation. The flow rate was suppressed to be lower than the normal operation. Therefore, during the oil type change operation, more crude oil is extracted from the distillation column 15 as the bottom oil, and the yield of atmospheric residual oil, which is a lower oil fraction, increases, and the yield of gasoline or kerosene, which are more valuable oils. It was degraded. Therefore, in order to improve the production efficiency in the refinery (3), even during the oil type change operation, the yield of more valuable oil is increased, the amount of tower oil is reduced, and the transition from the oil type change operation to the normal operation is required. There was a need for a technology that could shorten the time it took.

본 실시예의 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템은, 숙련된 운전원에 의해 실행되고 있었던 유종 변경 운전의 순서에 따라, 유종 변경 운전의 각 공정을 적절하게 관리하고, 운전원에 의한 운전 조건의 설정을 지원한다. 이에 의해, 운전원의 경험이나 기량에 의존하지 않고, 유종 변경 운전을 최적화하여, 하이 레벨로 평준화할 수 있으므로, 유종 변경 운전 중에 있어서의 가치가 높은 유분의 수율을 향상시킬 수 있으면서, 유종 변경 운전에서 정상 운전으로 이행할 때까지 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 이에 의해, 제유소에 있어서의 생산 효율 및 수익을 향상시킬 수 있다. The oil refinery operation condition setting support system of this embodiment properly manages each process of the oil type change operation according to the sequence of oil type change operation that has been executed by an experienced operator, and supports the setting of operating conditions by the operator. . Thereby, since the oil type change operation can be optimized and leveled to a high level without depending on the operator's experience or skill, it is possible to improve the yield of oil having a high value during the oil type change operation, and in the oil type change operation. The time it takes to transition to normal operation can be shortened. Thereby, it is possible to improve the production efficiency and profits in the oil refinery.

도 2는, 실시예에 따른 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템의 전체 구성을 나타낸다. 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템(1)은, 원유를 정제하여 석유 제품을 생산하기 위한 제유소(3)와, 제유소(3)에서 운전 조건의 설정을 지원하기 위해 사용되는 방책을 학습하기 위한 학습 장치(40)를 구비한다. 제유소(3)와 학습 장치(40)는, 인터넷이나 사내접속 시스템 등의 임의의 통신망(2)에 의해 접속되어, 온프레미스, 클라우드, 에지 컴퓨팅 등의 임의의 운용 형태로 운용된다. 2 shows the overall configuration of a system for supporting setting operating conditions of an oil refinery according to an embodiment. The oil refinery operation condition setting support system 1 is for learning the oil refinery 3 for refining crude oil to produce petroleum products, and the measures used to support the setting of operating conditions in the oil refinery 3 A learning device 40 is provided. The milking station 3 and the learning device 40 are connected by an arbitrary communication network 2 such as the Internet or an in-house connection system, and are operated in an arbitrary form of operation such as on-premises, cloud, and edge computing.

제유소(3)는, 제유소(3)에 설치된 상압 증류탑이나 가열로 등의 제어 대상 장치(5)와, 제어 대상 장치(5)의 운전 조건을 제어하기 위한 제어량을 설정하는 제어 장치(20)와, 학습 장치(40)에 의해 학습된 방책을 사용하여 제유소(3)의 운전 조건의 설정을 지원하는 운전 조건 설정 지원 장치(30)를 구비한다. 운전 조건 설정 지원 장치(30)는, 유종 변경 운전의 순서를 관리하고, 유종 변경 운전을 적절하게 진행시키기 위해 필요한 정보, 중지해야 할 상태값, 조정해야 할 제어량, 유의해야 할 점 등을 운전원에게 제시한다. 또한, 운전 조건 설정 지원 장치(30)는, 복수의 제어 대상 장치(5)의 상태를 나타내는 복수의 상태값에 따라, 복수의 제어량의 권장되는 목표 설정값을, 기계 학습에 의해 학습된 방책을 이용하여 산출하고, 운전원에게 제시한다. The oil refinery 3 includes a control target device 5 such as an atmospheric distillation column or a heating furnace installed in the oil refinery 3, and a control device 20 that sets a control amount for controlling the operating conditions of the control target device 5. ), and a driving condition setting support device 30 that supports setting of the driving conditions of the oil production station 3 using the measures learned by the learning device 40. The driving condition setting support device 30 manages the sequence of the oil type change operation, and informs the operator of the information necessary to properly proceed the oil type change operation, the state value to be stopped, the amount of control to be adjusted, points to be noted, etc. present. In addition, the driving condition setting support device 30 determines the recommended target set values of the plurality of control amounts according to the plurality of state values representing the states of the plurality of control target devices 5, and the measures learned by machine learning. And present it to the operator.

도 3은, 유종 변경 운전의 순서를 나타낸다. 유종 변경 운전은, 설계 공정(S1), 사전 준비 공정(S2), 변경 공정(S3), 및 조정 공정(S4)을 포함한다. 설계 공정(S1)에 있어서, 우선, 원유 탱크(10)에 저장되어 있는 원유의 채취지 등의 정보에 기초하여 변경후의 원유로부터 얻어지는 제품 수율을 설정하고, 샘플 시험 등에 의해 수분량을 확인하는 한편(S10), 증류탑(15)으로부터 뽑아내는 복수의 유분의 각각의 유량을 설정한다(S12). 수분량 및 유분의 유량은, 선형 계획법(LP) 모델 등의 공지의 임의의 기술을 이용하여 추정해도 좋다. 3 shows the procedure of the oil type change operation. The oil type change operation includes a design process (S1), a preliminary preparation process (S2), a change process (S3), and an adjustment process (S4). In the design process (S1), first, the product yield obtained from the changed crude oil is set based on information such as where the crude oil is collected, etc. stored in the crude oil tank 10, and the moisture content is confirmed by a sample test or the like ( S10), each flow rate of a plurality of oils extracted from the distillation column 15 is set (S12). The moisture content and the flow rate of oil may be estimated using any known technique such as a linear programming (LP) model.

이어서, 사전 준비 공정(S2)에 있어서, 유종 변경 운전의 타임 스텝을 설정하고(S14), 변경후의 원유의 수분량, 또는 유분의 유량에 기초하여, 탈염 장치(12), 프리 플래시 드럼(13), 가열로(14), 증류탑(15), 스트리퍼(16), 오버헤드 어큐뮬레이터(17) 등의 장치에 대해, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 한편(S16), 충전 펌프(11)의 유량 제어의 설정을 자동에서 수동으로 변경해 놓는다(S18). Next, in the preliminary preparation step (S2), the time step of the oil type change operation is set (S14), and based on the water content of the crude oil after the change or the flow rate of the oil, the desalination device 12 and the preflash drum 13 , The heating furnace 14, the distillation column 15, the stripper 16, the overhead accumulator 17, etc., while preparing in advance for receiving the crude oil after the change (S16), the charge pump 11 The setting of the flow rate control of is changed from automatic to manual (S18).

이어서, 변경 공정(S3)에 있어서, 충전 펌프(11)에 의해 원유를 뽑아내는 원유 탱크(10)를 변경하고, 변경후의 원유의 수용을 시작한다(S20). Next, in the change process (S3), the crude oil tank 10 from which crude oil is extracted by the filling pump 11 is changed, and the receiving of the crude oil after the change is started (S20).

이어서, 조정 공정(S4)에 있어서, 변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정한다. 조정 공정(S4)은, 중간 유분의 오프 스펙을 방지하는 것을 우선적으로 고려하면서, 가열로(14)를 향한 유량 조정(S22), 중간 유분(등유, 경유, 중질 경유)의 유량의 미세 조정(S24), 중간 유분의 품질 조정(S26), 오버헤드 온도 조정 및 기타의 유의 점의 확인(S28), 각 환류의 유량 조정(S30), 원유 예열 유량 밸런스 조정(S32), 각 설정이 운전 지표내인지 여부의 확인(S34), 및 중간 유분의 품질 확인(S36)을 포함한다(순서는 동일하지 않음). 중간 유분이 소정의 품질을 충족하면(S36의 Y), 유종 변경 운전을 완료하고 정상 운전으로 이행한다. 중간 유분이 소정의 품질을 충족하지 못하는 경우에는(S36의 N), S24에 되돌아가서, 중간 유분의 품질 조정을 속행한다. 이들의 스텝은, S14에서 설정된 타임 스텝으로 실행된다. Next, in the adjustment process (S4), the operating conditions for distilling the crude oil after the change are adjusted. In the adjustment process (S4), while prioritizing preventing the off-spec of the intermediate oil, the flow rate adjustment toward the heating furnace 14 (S22), fine adjustment of the flow rate of the intermediate oil (kerosene, diesel, heavy diesel) ( S24), quality adjustment of intermediate oil (S26), overhead temperature adjustment and confirmation of other points of interest (S28), flow adjustment of each reflux (S30), crude oil preheating flow balance adjustment (S32), each setting is an operation indicator It includes the confirmation of whether or not it is internal (S34), and the quality of the intermediate oil (S36) (the order is not the same). When the intermediate oil satisfies the predetermined quality (Y in S36), the oil type change operation is completed and the normal operation proceeds. When the intermediate fraction does not meet the predetermined quality (N in S36), the process returns to S24, and the quality adjustment of the intermediate fraction is continued. These steps are executed in the time step set in S14.

도 4는, 유종 변경 운전에 있어서의 수용 사전 준비(S16)의 상세를 나타낸다. 수용 사전 준비(S16)에 있어서, 변경후의 원유의 수분량, 또는 유분의 유량에 기초하여, 원유를 탈염 장치(12)에 도입하기 전에 원유에 주입되는 물의 유량, 프리 플래시 드럼(13)의 액면 레벨, 가열로(14)로부터 증류탑(15)에 도입되는 원유의 유량, 오버헤드 어큐뮬레이터(17)의 액면 레벨, 등유, 경질 경유, 중질 경유의 각 유분의 유량을 조정한다. 예를 들면, 변경후의 원유에 포함되는 수분량이 변경전보다 많은 것으로 추정되는 경우, 원유에 주입되는 물의 유량을 미리 적게 해 놓는다. 또한, 변경후의 원유에 포함되는 저비점 유분의 조성비가 변경전의 원유보다 높은 것으로 추정되는 경우, 프리 플래시 드럼(13)에 있어서 변경전보다 많은 저비점 유분이 증발하여 액면이 내려가는 것이 예상되므로, 미리 액면을 높게 해 놓는다. 한편, 탱커로부터 원유 탱크에 원유가 양륙된 후, 원유 탱크에서 충분한 시간 정치하여 이수분(泥水分)을 분리하는 것에 의해, 원유의 이수(泥水) 분량을 저감시킬 수 있으므로, 원유의 수분량은, 원유의 각 유분의 조성비와는 달리, 사전에 조정해 놓을 수 있다. 운전에 영향이 없는 레벨까지 사전에 원유의 수분량이 저감되는 경우에는, 수용 사전 준비(S16)에 있어서, 변경후의 원유의 수분량이 고려되지 않아도 좋다. Fig. 4 shows the details of pre-accommodation preparation (S16) in the oil type change operation. In the pre-accommodation preparation (S16), the flow rate of water injected into the crude oil before introducing the crude oil into the desalination device 12, based on the water content of the crude oil after the change or the flow rate of the oil, the liquid level of the pre-flash drum 13 , The flow rate of crude oil introduced from the heating furnace 14 to the distillation column 15, the liquid level of the overhead accumulator 17, and the flow rate of each oil component of kerosene, light diesel, and heavy light oil are adjusted. For example, when it is estimated that the amount of water contained in crude oil after change is greater than before change, the flow rate of water injected into crude oil is made smaller in advance. In addition, when it is estimated that the composition ratio of the low-boiling-point oil contained in the crude oil after the change is higher than that of the crude oil before the change, the liquid level is expected to decrease by evaporating more low-boiling-point oils than before the change in the pre-flash drum 13. Put it. On the other hand, after the crude oil is unloaded from the tanker into the crude oil tank, it is allowed to stand in the crude oil tank for a sufficient period of time to separate the distilled water. Unlike the composition ratio of each oil component, it can be adjusted in advance. When the moisture content of crude oil is previously reduced to a level that does not affect the operation, it is not necessary to take into account the moisture content of the crude oil after the change in pre-accommodation preparation (S16).

도 5는, 유종 변경 운전에 있어서의 충전 펌프 유량 제어 설정 변경(S18)의 상세를 나타낸다. 동작시키는 충전 펌프(11)를 변경하고, 원유를 뽑아내는 원유 탱크(10)를 변경할 때는, 원유 탱크(10)의 액 레벨이 낮은 곳에서 높은 곳으로 변하는 것에 의해 펌프 토출 압력이 급격히 상승하여 유량이 변동할 수 있으므로, 충전 펌프(11)의 유량을 자동 제어하는 기능을 일시적으로 오프로 변경하고, 미묘한 조정을 수동으로 할 수 있도록 해 놓는다. 5 shows the details of the charge pump flow rate control setting change (S18) in the oil type change operation. When the filling pump 11 to be operated is changed and the crude oil tank 10 for extracting crude oil is changed, the pump discharge pressure rapidly rises due to the change of the liquid level in the crude oil tank 10 from a low to a high place, resulting in a flow rate. Since this may fluctuate, the function of automatically controlling the flow rate of the charge pump 11 is temporarily changed to off, so that subtle adjustments can be made manually.

도 6은, 유종 변경 운전에 있어서의 원유 탱크 변경(S20)의 상세를 나타낸다. 동작시키는 충전 펌프(11)를 변경하고, 변경후의 원유를 저장하고 있는 원유 탱크(10)로부터 원유의 뽑아내기를 시작하면, 충전 펌프(11)의 유량, 원유 탱크(10)로부터 탈염 장치(12)까지의 배관의 길이 등에 기초하여 대략적으로 정해지는 시간의 경과 후에, 탈염 장치(12)에 변경후의 원유가 도달한다. 탈염 장치(12)에 도입되는 원유에 주입되는 물의 유량은, S10에서 추정된 수분량에 기초하여, S16에서 미리 조정되어 있지만, 원유 탱크(10)에 남겨져 있던 수분이나, 원유의 수송 중에 원유에 혼입된 수분 등에 의해, 추정과는 다른 양의 수분이 원유에 포함되어 있을 가능성이 있으므로, 탈염 장치(12)에 있어서의 물의 양을 확인하고, 필요에 따라 조정을 한다. 원유에 포함되는 수분량이 많을 때에는, 예를 들면, 탈염 장치(12)에서 과전류가 발생하거나 계면이 잘 보이지 않거나, 프리 플래시 드럼(13)의 액면과 온도가 함께 변동하거나, 가열로(14)의 입구 온도가 저하되거나, 증류탑(15)의 압력이 상승하거나 하기 때문에, 이들의 상태값을 확인한다. 원유에 포함되는 수분량이 많은 것이 확인된 경우에는, 원유에 주입하는 물의 양을 감소시키거나, 소포제의 주입량을 증가시키거나, 증류탑(15)에 도입하는 과열 수증기의 양을 감소시키거나 해도 좋다. 전술한 바와 같이, 원유의 수분량이 운전에 영향이 없는 레벨까지 사전에 저감되어 있는 것이 확인된 경우에는, 수분량에 관한 조정을 실행하지 않아도 좋은 경우도 있다. 6 shows the details of the crude oil tank change S20 in the oil type change operation. When the charge pump 11 to be operated is changed and the extraction of crude oil from the crude oil tank 10 storing the changed crude oil is started, the flow rate of the charge pump 11 and the desalination device 12 from the crude oil tank 10 After the lapse of a time that is roughly determined based on the length of the pipe up to) and the like, the modified crude oil reaches the desalting device 12. The flow rate of water injected into the crude oil introduced into the desalination device 12 is adjusted in advance in S16 based on the moisture amount estimated in S10, but the moisture remaining in the crude oil tank 10 or mixed into crude oil during transportation of crude oil. Since there is a possibility that the crude oil contains a different amount of water than the estimated amount of water, etc., the amount of water in the desalting device 12 is checked, and adjustment is made as necessary. When the amount of water contained in crude oil is large, for example, an overcurrent occurs in the desalination device 12, the interface is not clearly visible, the liquid level and the temperature of the preflash drum 13 fluctuate together, or the heating furnace 14 Since the inlet temperature decreases or the pressure of the distillation column 15 increases, these state values are checked. When it is confirmed that the amount of water contained in the crude oil is large, the amount of water to be injected into the crude oil may be decreased, the amount of the antifoaming agent injected may be increased, or the amount of superheated steam introduced into the distillation column 15 may be decreased. As described above, when it is confirmed in advance that the moisture content of crude oil has been reduced to a level that does not affect the operation, there are cases where it is not necessary to perform adjustment regarding the moisture content.

도 7은, 유종 변경 운전에 있어서의 가열로를 향한 유량 조정(S22)의 상세를 나타낸다. 탈염 장치(12)에 변경후의 원유가 도달한 후, 더욱, 탈염 장치(12)로부터 프리 플래시 드럼(13) 및 가열로(14)까지의 배관의 길이나 유량 등에 기초하여 대략적으로 정해지는 시간의 경과 후에, 프리 플래시 드럼(13) 및 가열로(14)에 변경후의 원유가 도달하기 때문에, 프리 플래시 드럼(13)의 액면 레벨을 확인하고, 필요에 따라 가열로(14)를 향한 유량의 조정을 한다. 7 shows the details of flow rate adjustment (S22) toward the heating furnace in the oil type change operation. After the changed crude oil reaches the desalination device 12, the passage of time approximately determined based on the length or flow rate of the pipe from the desalination device 12 to the preflash drum 13 and the heating furnace 14, etc. Later, since the changed crude oil reaches the preflash drum 13 and the heating furnace 14, the liquid level of the preflash drum 13 is checked, and the flow rate toward the heating furnace 14 is adjusted as necessary. .

도 8은, 유종 변경 운전에 있어서의 중간 유분의 유량 미세 조정(S24)의 상세를 나타낸다. S22까지의 공정에 의해, 변경후의 원유를 증류탑(15)에 도입하기 위한 준비가 갖춰지고, 증류탑(15)보다 상류의 장치는 기본적으로는 자동 운전 가능한 상태가 되어 있는 것으로 기대할 수 있으므로, 이후는, 변경후의 원유에서 생산되는 유분의 인출 양이, 각 유분에 요구되는 스펙 내에서 최적량이 되도록 미세 조정을 한다. 우선, 스트리퍼(16)로부터 각 중간 유분을 뽑아내기 위한 펌프 유량을 조정한다. 오버헤드에서 뽑아내는 나프타의 유량은, 오버헤드 어큐뮬레이터(17)의 액면 레벨에 따라 조정한다. 스트리퍼(16)로부터 뽑아내는 등유, 경질 경유, 중질 경유의 유량은, 각 중간 유분의 품질 등을 확인하면서, 서서히 최적 유량으로 조정한다. 각 중간 유분의 품질은, 온라인 분석계 등에 의해 분석된다. Fig. 8 shows the details of fine adjustment (S24) of the flow rate of the intermediate oil in the oil type change operation. By the process up to S22, preparation for introducing the modified crude oil into the distillation column 15 is prepared, and the apparatus upstream of the distillation column 15 can be expected to be basically in a state in which automatic operation is possible. , Fine adjustment is made so that the withdrawal amount of the oil produced from the crude oil after the change is optimal within the specifications required for each oil. First, the pump flow rate for extracting each intermediate oil from the stripper 16 is adjusted. The flow rate of naphtha extracted from the overhead is adjusted according to the liquid level of the overhead accumulator 17. The flow rates of kerosene, light diesel, and heavy diesel extracted from the stripper 16 are gradually adjusted to the optimum flow rate while checking the quality of each intermediate oil. The quality of each intermediate fraction is analyzed by an online analysis system or the like.

도 9는, 유종 변경 운전에 있어서의 오버헤드 온도 조정 및 기타의 유의점 확인(S28)의 상세를 나타낸다. 오버헤드 온도가 소정값보다 내려가면, 오버헤드에서 산성 물질이 응축되고, 그 산성 물질에 의해 장치 재료의 부식이 발생하는 경우가 있으므로, 오버헤드 온도가 소정값보다 내려가지 않도록, 오버헤드에서 뽑아내는 유분의 유량이나, 오버헤드에 환류되는 환류의 유량 등을 조정한다. 또한, 각 장치의 설계 온도, 압력 제한, 유속 제한 등의 조건이 충족되어 있는지 여부를 확인하고, 필요에 따라 조정을 한다. 9 shows details of overhead temperature adjustment and other points to be noted in the oil type change operation (S28). When the overhead temperature falls below a predetermined value, acidic substances are condensed in the overhead, and corrosion of the device material may occur due to the acidic substances, so that the overhead temperature is not lower than the predetermined value, it is removed from the overhead. The flow rate of the oil inside, the flow rate of the reflux to the overhead, and the like are adjusted. In addition, it checks whether conditions such as design temperature, pressure limit, and flow rate limit of each device are satisfied, and adjusts as necessary.

도 10은, 유종 변경 운전에 있어서의 각 환류의 유량 조정(S30)의 상세를 나타낸다. 증류탑(15)으로부터 열교환기에 도입되어 증류전의 원유를 가열하고, 자체은 냉각되어 증류탑(15)에 환류되는 복수의 환류의 유량을, 증류탑(15)에 있어서의 각 트레이의 온도, 예열된 원유의 온도 등에 따라 조정하고, 증류탑(15)의 온도 분포를 최적의 것으로 하여, 에너지 절약화도 꾀한다. 10 shows the details of the flow rate adjustment (S30) of each reflux in the oil type change operation. It is introduced from the distillation column 15 to the heat exchanger to heat the crude oil before distillation, and the flow rate of a plurality of reflux that is cooled and refluxed to the distillation column 15 is calculated as the temperature of each tray in the distillation column 15, and the temperature of the preheated crude oil. It adjusts according to etc., and the temperature distribution of the distillation column 15 is made an optimum, and energy saving is also aimed at.

이상의 순서에 의한 유종 변경 운전에 있어서, 유량이나 액면 레벨을 조정하기 위한 제어량의 설정은, 운전원에 의해 수동으로 실행되어도 좋지만, 본 실시예의 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템(1)에서는, 제유소(3)에 있어서의 생산 효율을 더욱 향상시키기 위해, 기계 학습에 의해 학습된 방책을 사용하여, 유종 변경 운전에 있어서의 각 제어량의 권장값을 산출한다. In the oil type change operation according to the above procedure, the setting of the control amount for adjusting the flow rate or the liquid level may be performed manually by the operator, but in the oil station operation condition setting support system 1 of the present embodiment, the oil station ( In order to further improve the production efficiency in 3), the recommended value of each control amount in the oil type change operation is calculated by using the method learned by machine learning.

도 11은, 실시예에 따른 학습 장치의 구성을 나타낸다. 학습 장치(40)는, 상태값 취득부(41), 행동 결정부(42), 보수값 취득부(43), 행동 가치 함수 갱신부(44), 뉴럴 네트워크(45), 학습 제어부(46), 시뮬레이터(47), 운전 데이터 취득부(48), 운전 데이터 유지부(49), 및 시뮬레이터 학습부(50)를 구비한다. 이들의 구성은, 하드웨어 컴포넌트로 말하면, 임의의 컴퓨터의 CPU, 메모리, 메모리에 로딩된 프로그램 등에 의해 실현되지만, 여기서는 그들의 제휴에 의해 실현되는 기능 블록을 도시하고 있다. 따라서, 이들의 기능 블록이 하드웨어만, 소프트웨어만, 또는 그들의 조합에 의해 다양한 형태로 실현 가능한 것은, 당업자에게는 이해되는 바이다. 11 shows a configuration of a learning device according to an embodiment. The learning device 40 includes a state value acquisition unit 41, an action determination unit 42, a reward value acquisition unit 43, an action value function update unit 44, a neural network 45, and a learning control unit 46. , A simulator 47, a driving data acquisition unit 48, a driving data holding unit 49, and a simulator learning unit 50. These configurations are realized by a CPU, a memory, a program loaded in the memory, etc. of an arbitrary computer, speaking of hardware components, but functional blocks realized by their association are shown here. Therefore, it is understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by only hardware, software, or a combination thereof.

운전 데이터 취득부(48)는, 제유소(3)가 운전되었을 때의 각 제어 대상 장치(5)의 상태를 나타내는 상태값, 각 제어 장치(20)가 설정한 제어량의 목표 설정값, 제유소(3)의 환경이나 상태 등을 나타내는 측정값 등을 제유소(3)로부터 운전 데이터로서 취득하고, 운전 데이터 유지부(49)에 저장한다. The operation data acquisition unit 48 includes a state value indicating the state of each control target device 5 when the oil station 3 is operated, a target set value of the control amount set by each control device 20, and the oil station (3) Measured values indicating the environment, conditions, and the like are acquired from the oil production station 3 as operation data, and stored in the operation data holding unit 49.

시뮬레이터 학습부(50)는, 제유소(3)의 거동을 시뮬레이트하는 시뮬레이터(47)를 기계 학습에 의해 학습한다. 시뮬레이터 학습부(50)는, 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 운전 데이터를 교사 데이터로서 참조하여, 시뮬레이터(47)와의 차이를 학습한다. 시뮬레이터(47)는, 제유소(3) 전체의 운전 거동을 시뮬레이트하는 것이도 좋고, 탈염 장치(12), 프리 플래시 드럼(13), 가열로(14), 증류탑(15), 스트리퍼(16), 오버헤드 어큐뮬레이터(17) 등의 장치의 각각의 운전 거동을 시뮬레이트하는 것의 조합이어도 좋다. 시뮬레이터(47)가, 각 제어 대상 장치(5)를 시뮬레이트하는 복수의 시뮬레이터 조합에 의해 구성되는 경우에는, 시뮬레이터 학습부(50)는, 우선, 복수의 시뮬레이터 각각을 학습하고, 각각의 시뮬레이터의 정밀도를 개별로 향상시킨 후, 복수의 시뮬레이터를 조합한 전체의 시뮬레이터(47)를 학습해도 좋다. 제유소(3)가 과거에 운전되었을 때의 운전 데이터를 사용하여 시뮬레이터(47)를 학습하는 것에 의해, 범용적으로 작성된 시뮬레이터를 제유소(3)의 환경이나 구성 등에 맞춰 조정할 수 있으므로, 시뮬레이터에 의한 추정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. The simulator learning unit 50 learns a simulator 47 that simulates the behavior of the milking station 3 by machine learning. The simulator learning unit 50 refers to the driving data stored in the driving data holding unit 49 as teacher data, and learns the difference from the simulator 47. The simulator 47 may simulate the operation behavior of the entire oil refinery 3, and the desalting device 12, the pre-flash drum 13, the heating furnace 14, the distillation column 15, and the stripper 16 , The overhead accumulator 17 or the like may be a combination of simulating the respective driving behavior of the device. When the simulator 47 is configured by a combination of a plurality of simulators that simulate each control target device 5, the simulator learning unit 50 first learns each of the plurality of simulators, and the accuracy of each simulator You may learn the whole simulator 47 which combines a plurality of simulators after individually improving it. By learning the simulator 47 using the operation data of the oil refinery 3 in the past, it is possible to adjust the universally created simulator according to the environment and configuration of the oil refinery 3, so that it can be used in the simulator. It is possible to improve the accuracy of the estimation.

학습 제어부(46)는, 운전 조건 설정 지원 장치(30)가, 유종 변경 운전에 있어서, 각각의 제어 대상 장치(5)에 설정해야 할 제어량의 권장값을 산출하기 위한 방책을, 심층 강화 학습에 의해 획득한다. The learning control unit 46 provides a method for calculating the recommended value of the control amount to be set in each control target device 5 in the driving condition setting support device 30 in the oil type change operation, for in-depth reinforcement learning. Obtained by

강화 학습은, 어떠한 환경에 놓여진 에이전트가 환경에 대해 행동을 하고, 그 행동에 의해 얻어지는 보수가 최대화되도록 하는 방책을 구하는 것이다. 에이전트가 환경에 대해 행동을 일으키고, 환경이 상태의 갱신과 행동의 평가를 하고, 상태와 보수를 에이전트에게 알리는 스텝을 시계열적으로 반복하여, 얻어지는 보수의 합계의 기대치가 최대화되도록 행동 가치 함수와 방책을 최적화한다. 더욱 구체적으로는, 행동 결정부(42)가, 제유소(3)에 있어서의 유종 변경 운전을 제어하기 위한 제어량의 목표 설정값 등을 결정하고, 상태값 취득부(41)가, 결정된 목표 설정값이 설정되어 운전된 제유소(3)의 소정 시간후의 상태를 나타내는 복수의 상태값을 취득하고, 보수값 취득부(43)가, 그 상태에 대한 보수값을 취득하고, 행동 가치 함수 갱신부(44)가, 얻어진 보수값에 기초하여 행동 가치 함수와 방책을 최적화한다. In reinforcement learning, an agent placed in an environment acts on the environment and seeks a measure to maximize the reward earned by that action. The action value function and measures to maximize the expectation of the sum of rewards obtained by repeating the steps of the agent inducing an action against the environment, the environment updating the state and evaluating the action, and informing the agent of the state and reward. Optimize. More specifically, the action determination unit 42 determines a target set value of the control amount for controlling the oil type change operation in the oil refinery 3, and the state value acquisition unit 41 sets the determined target. A plurality of state values indicating a state after a predetermined period of time of the oil refinery 3 in which the value is set and operated is acquired, the step value acquisition unit 43 acquires the step value for the state, and the action value function update unit (44) optimizes the action value function and measures based on the obtained payoff value.

본 실시예에서는, 복수의 제어 대상 장치(5)의 상태값에 의해 규정되는 제유소(3)의 상태(s)와, 상태(s)에 있어서 복수의 제어 대상 장치(5)에 제어량의 목표 설정값을 입력하는 행동(a)의 선택지의 조합은 방대한 수가 되기 때문에, 행동 가치 함수를 뉴럴 네트워크(45)에 의해 근사한 심층 강화 학습을 실행한다. 심층 강화 학습의 알고리즘은, DQN(Deep Q-Learning Network)이어도 좋고, DDQN(Double DQN)이어도 좋고, 기타의 임의의 알고리즘이어도 좋다. 뉴럴 네트워크(45)는, 다층 퍼셉트론 뉴럴 네트워크, 단순 퍼셉트론 뉴럴 네트워크, CNN(Convolutional Neural Network) 등의 FFNN(Feedforward Neural Network)이어도 좋고, 기타의 임의의 형식의 뉴럴 네트워크여도 좋다. 뉴럴 네트워크(45)의 입력층에는, 모든 제어 대상 장치(5)의 상태를 나타내는 모든 상태값이 입력되고, 출력층으로부터는, 모든 제어 대상 장치(5)에 입력되는 모든 제어량의 목표 설정값의 가치가 출력된다. In this embodiment, the target of the control amount to the plurality of control target devices 5 in the state (s) of the oil production station 3 defined by the state values of the plurality of control target devices 5 and the state (s). Since the combination of the action (a) options for inputting a set value becomes a vast number, deep reinforcement learning is performed in which the action value function is approximated by the neural network 45. The algorithm for deep reinforcement learning may be DQN (Deep Q-Learning Network), DDQN (Double DQN), or any other algorithm. The neural network 45 may be a feedforward neural network (FFNN) such as a multilayer perceptron neural network, a simple perceptron neural network, and a convolutional neural network (CNN), or may be a neural network of any other form. In the input layer of the neural network 45, all state values representing the states of all control target devices 5 are input, and from the output layer, the values of target set values of all control quantities input to all control target devices 5 Is displayed.

학습 제어부(46)는, 학습의 방침 및 내용을 결정하고, 심층 강화 학습을 실행한다. 본 실시예에서는, 학습 제어부(46)는, 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 제유소(3)에 있어서의 과거의 운전 데이터를 사용하여, 제유소(3)에 있어서 과거에 실행된 유종 변경 운전의 거동으로부터 방책을 학습하는 운전 실적 학습 모드와, 시뮬레이터(47)를 사용하여, 미지의 운전 조건에 있어서 시뮬레이트되는 유종 변경 운전의 거동으로부터 방책을 학습하는 가상 운전 학습 모드를 제어한다. The learning control unit 46 determines the policy and content of learning, and performs deep reinforcement learning. In this embodiment, the learning control unit 46 uses the past operation data in the milking station 3 stored in the operation data holding part 49 to change the oil type performed in the past in the milking station 3 A driving performance learning mode that learns measures from driving behavior and a virtual driving learning mode that learns measures from the behavior of oil type change driving simulated under unknown driving conditions are controlled using the simulator 47.

학습 제어부(46)는, 변경 전후의 유종이나 수분량 등의 초기 조건을 설정하여 시행을 시작하고, 제어량의 목표 설정값의 결정과, 결정된 제어량의 목표 설정값을 사용하여 제어된 제유소(3)의 소정 시간후의 상태를 나타내는 복수의 상태값의 취득을 상기한 유종 변경 운전의 순서에 따라 실행하고, 유종 변경 운전의 순서를 완료하면 1회의 시행을 종료하고, 다시 초기 조건을 설정하여 다음의 시행을 시작한다. 학습 제어부(46)는, 얻어진 보수값이 소정값 미만인 등, 실행중의 시행이 양호한 결과를 초래하지 않는 것이 명확한 바와 같은 소정의 조건이 충족된 경우에는, 유종 변경 운전의 순서를 완료하기 전에 시행을 종료하고, 다음의 시행을 시작해도 좋다. The learning control unit 46 sets initial conditions such as oil type and moisture content before and after the change to start the trial, and determines the target set value of the control amount, and the refinery controlled by using the target set value of the determined control amount. Acquisition of a plurality of status values indicating the state after a predetermined time of the oil type change operation is performed according to the sequence of the oil type change operation described above, and when the order of the oil type change operation is completed, one trial is terminated. Start. The learning control unit 46 executes before completing the sequence of the oil type change operation when a predetermined condition is satisfied as it is clear that the execution during execution does not result in a good result, such as that the obtained reward value is less than a predetermined value. May be terminated and the next trial may be started.

운전 실적 학습 모드에 있어서는, 학습 제어부(46)는, 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 과거의 운전 데이터에 따라, 과거에 실제로 운전원에 의해 설정된 목표 설정값의 설정과, 그 목표 설정값이 설정되어 실제로 운전된 후의 복수의 상태값의 취득을 반복한다. 즉, 행동 결정부(42)는, 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 운전 데이터에 따라, 과거에 실제로 운전원에 의해 설정된 목표 설정값의 설정을 다음의 행동으로서 결정하고, 상태값 취득부(41)는, 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 복수의 상태값을, 목표 설정값이 설정된 후의 각 제어 대상 장치(5)의 상태를 나타내는 상태값으로서 취득한다. 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 운전 데이터 대로 시행이 진행되므로, 행동 결정부(42)를 거치지 않고 학습이 진행되어도 좋다. 보수값 취득부(43)는, 과거의 운전 데이터에 의해 제시되는 제유소(3)의 상태에 대한 보수값을 취득하고, 행동 가치 함수 갱신부(44)는, 보수값 취득부(43)에 의해 취득된 보수값에 기초하여, 뉴럴 네트워크(45)에 의해 표현된 행동 가치 함수를 갱신한다. 이에 의해, 과거에 실제로 실행된 유종 변경 운전에 있어서의 운전원에 의한 제어의 양호 여부를, 뉴럴 네트워크(45)에 의해 표현되는 행동 가치 함수에 반영시킬 수 있다. 보수값의 산출과, 행동 가치 함수의 갱신의 상세에 대해서는 후술한다. In the driving performance learning mode, the learning control unit 46 sets a target set value actually set by the operator in the past and the target set value according to the past driving data stored in the driving data holding unit 49 It is repeated to acquire a plurality of state values after being actually operated. That is, the action determination unit 42 determines the setting of the target set value actually set by the driver in the past as the next action, according to the driving data stored in the driving data holding unit 49, and the state value acquisition unit 41 ) Acquires a plurality of state values stored in the operation data holding unit 49 as state values indicating the state of each control target device 5 after the target set value is set. Since the enforcement proceeds according to the driving data stored in the driving data holding unit 49, the learning may proceed without going through the action determining unit 42. The reward value acquisition unit 43 acquires a reward value for the state of the oil refinery 3 presented by the past operation data, and the action value function update unit 44 sends the reward value acquisition unit 43 to the The action value function expressed by the neural network 45 is updated on the basis of the reward value obtained thereby. Thereby, whether or not the control by the operator in the oil type change operation actually executed in the past is good or not can be reflected in the action value function expressed by the neural network 45. Details of the calculation of the payoff value and the update of the action value function will be described later.

가상 운전 학습 모드에 있어서는, 학습 제어부(46)는, 행동 결정부(42)에 의한 목표 설정값의 설정과, 그 목표 설정값이 설정된 시뮬레이터(47)에 의해 시뮬레이트된 소정 시간후의 복수의 상태값의 취득을 반복한다. 행동 결정부(42)는, 시뮬레이터(47)에 입력하는 복수의 제어량의 목표 설정값을 결정한다. 행동 결정부(42)는, 랜덤으로, 혹은, 뉴럴 네트워크(45)에 의해 표현된 행동 가치 함수에 기초하여, 복수의 제어량의 목표 설정값을 결정한다. 행동 결정부(42)는, ε-greedy법 등의 공지의 임의의 알고리즘에 따라, 랜덤으로 제어량의 목표 설정값을 결정할지, 행동 가치 함수에 기초하여 기대되는 가치가 최대가 되는 제어량의 목표 설정값을 결정할지를 선택해도 좋다. 이에 의해, 넓고 다양한 선택지를 시행하면서, 학습을 효율적으로 진행하여, 학습이 마무리될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 또한, 행동 결정부(42)는, 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 과거의 운전 데이터에서는 선택되지 않은 행동을 선택해도 좋다. 이에 의해, 과거의 유종 변경 운전에 있어서 운전원이 선택하지 않았지만 양호한 결과를 발생시킬 수 있는 행동을 탐색할 수 있다. 학습 제어부(46)는, 랜덤한 타이밍으로 외란에 의한 영향을 반영한 상태값을 시뮬레이터(47)에 설정하고, 외란에 대한 적절한 대처 방법을 학습시켜도 좋다. In the virtual driving learning mode, the learning control unit 46 sets a target set value by the action determination unit 42 and a plurality of state values after a predetermined time simulated by the simulator 47 in which the target set value is set. Repeat the acquisition of. The action determination unit 42 determines target set values of a plurality of control amounts input to the simulator 47. The action determination unit 42 determines target set values of a plurality of control amounts at random or based on the action value function expressed by the neural network 45. The action determining unit 42 determines a target set value of the control amount at random according to a known arbitrary algorithm such as the ε-greedy method, or sets a target of the control amount at which the expected value is maximum based on the action value function. You can choose whether to determine the value. Thereby, while implementing a wide variety of options, learning can be carried out efficiently, and the time until learning can be completed can be shortened. Further, the behavior determination unit 42 may select an action that is not selected from the past driving data stored in the driving data holding unit 49. In this way, it is possible to search for behaviors that have not been selected by the operator in the past oil type change operation but can produce good results. The learning control unit 46 may set a state value reflecting the influence of the disturbance at random timing in the simulator 47, and learn an appropriate coping method for the disturbance.

상태값 취득부(41)는, 시뮬레이터(47)로부터, 복수의 제어 대상 장치(5)의 상태를 나타내는 복수의 상태값을 취득한다. 보수값 취득부(43)는, 상태값 취득부(41)에 의해 취득된 복수의 상태값에 의해 제시되는 제유소(3)의 상태에 대한 보수값을 취득한다. 이 보수값은, 제유소(3)에서 실행되는 유종 변경 운전의 양호 여부를 수치화한 것이다. 더욱 구체적으로는, 보수값은, (1) 처리하는 원유의 유종을 변경하고 나서 소정의 운전 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, (2) 복수의 유분의 수율, (3) 조정 공정에서 소비되는 에너지량, (4) 조정 공정에서 요구되는 운전 조건의 충족도, (5) 조정 공정에 있어서의 운전 상황에 대한 운전원에 의한 평가 중의 어느 하나, 또는 그들의 조합에 적어도 기초하여 수치화된다. 보수값을 수치화하기 위한 이들의 각 요소의 가중치는, 제유소(3)의 운전 방침에 따라 결정되어도 좋다. 보수값은, 상기한 평가 요인의 어느 하나에 대신하여, 또는 상기한 평가 요인에 더욱 추가하여, 별도의 평가 요인에 기초하여 수치화되어도 좋다. The state value acquisition unit 41 acquires a plurality of state values representing states of the plurality of control target devices 5 from the simulator 47. The step value acquisition unit 43 acquires a step value for the state of the oil manufacturing station 3 presented by a plurality of state values acquired by the state value acquisition unit 41. This maintenance value is a numerical value of whether or not the oil type change operation performed in the oil refinery 3 is satisfactory. More specifically, the maintenance value is (1) the time it takes to reach a predetermined operating state after changing the oil type of the crude oil to be processed, (2) the yield of a plurality of oils, and (3) the amount consumed in the adjustment process. Numericalization is performed based on at least one of the amount of energy, (4) the degree of satisfaction of the operating conditions required in the adjustment step, and (5) the evaluation by the operator for the driving situation in the adjustment step, or a combination thereof. The weight of each of these factors for numerically converting the reward value may be determined according to the operating policy of the oil refinery 3. The reward value may be digitized based on another evaluation factor in place of any one of the above evaluation factors or in addition to the above evaluation factors.

보수값이, 평가 요인(5)에 기초하여 수치화되는 경우, 평가 요인(5)에서 사용되는 운전원에 의한 평가는, 운전원 단말(60)로부터 학습 장치(40)에 제공되어도 좋다. 운전원 단말(60)은, 평가 취득부(61) 및 평가 송신부(62)를 구비한다. 평가 취득부(61)는, 제유소(3)에서 실행된 유종 변경 운전의 상황이나, 학습 장치(40)의 시뮬레이터(47)에서 가상적으로 실행된 유종 변경 운전의 상황 등을, 표시 장치 등을 통해 운전원에게 제시하고, 입력 장치 등을 통해 운전원으로부터 운전 상황에 대한 평가를 취득한다. 평가 송신부(62)는, 평가 취득부(61)가 취득한 운전원에 의한 평가를, 통신 장치 등을 통해 학습 장치(40)에 송신한다. 운전원 단말(60)은, 학습 장치(40)에 의해 실현되어도 좋고, 제유소(3)의 운전 조건 설정 지원 장치(30) 또는 제어 장치(20)에 의해 실현되어도 좋고, 그들과는 다른 장치로서 실현되어도 좋다. When the step value is numerically converted based on the evaluation factor 5, the evaluation by the operator used in the evaluation factor 5 may be provided from the operator terminal 60 to the learning device 40. The driver terminal 60 includes an evaluation acquisition unit 61 and an evaluation transmission unit 62. The evaluation acquisition unit 61 displays the status of the oil type change operation executed in the oil refinery 3 or the condition of the oil type change operation virtually executed in the simulator 47 of the learning device 40, etc. It is presented to the driver through an input device, and an evaluation of the driving situation is obtained from the driver through an input device. The evaluation transmission unit 62 transmits the evaluation by the operator acquired by the evaluation acquisition unit 61 to the learning device 40 via a communication device or the like. The operator terminal 60 may be realized by the learning device 40, may be realized by the operation condition setting support device 30 or the control device 20 of the oil station 3, and as a device different from them. May be realized.

행동 가치 함수 갱신부(44)는, 보수값 취득부(43)에 의해 취득된 보수값에 기초하여, 뉴럴 네트워크(45)에 의해 표현된 행동 가치 함수를 갱신한다. 행동 가치 함수 갱신부(44)는, 어떠한 상태(s)에 있어서 행동 결정부(42)가 취한 행동의 세트의 행동 가치 함수의 출력이, 어떠한 상태(s)에 있어서 행동 결정부(42)가 취한 행동의 결과, 보수값 취득부(43)에 의해 취득된 보수값과, 그 후에 최적의 행동을 계속한 경우에 얻어질 보수값의 합의 기대치에 근접하도록, 뉴럴 네트워크(45)의 가중치를 학습시킨다. 즉, 행동 가치 함수 갱신부(44)는, 보수값 취득부(43)에 의해 실제로 얻어진 보수값과, 그 후에 얻어질 보수값의 기대치에 시간 할인을 곱한 값의 합과, 행동 가치 함수의 출력값 사이의 오차를 줄이도록, 뉴럴 네트워크(45)의 각 층의 각 결합의 가중치를 조정한다. 이에 의해, 뉴럴 네트워크(45)에 의해 산출되는 행동 가치가 참의 값에 근접하도록 가중치가 갱신되고, 학습이 진행되어 간다. The action value function update unit 44 updates the action value function expressed by the neural network 45 based on the pay value acquired by the pay value acquisition unit 43. In the action value function update unit 44, the output of the action value function of the set of actions taken by the action determination unit 42 in a certain state (s) is obtained by the action determination unit 42 in a certain state (s). As a result of the action taken, the weight of the neural network 45 is learned so as to approximate the expected value of the sum of the reward value obtained by the reward value acquisition unit 43 and the reward value that will be obtained when the optimal action is continued thereafter. Let it. That is, the action value function update unit 44 includes the sum of the reward value actually obtained by the reward value acquisition section 43, the expected value of the reward value to be obtained after that, multiplied by the time discount, and the output value of the action value function. The weight of each combination of each layer of the neural network 45 is adjusted so as to reduce the error therebetween. Accordingly, the weight is updated so that the action value calculated by the neural network 45 approaches the true value, and learning proceeds.

운전 실적 학습 모드에 의한 학습과, 가상 운전 학습 모드에 의한 학습은, 임의의 회수, 순서, 조합으로 실행되어도 좋다. 예를 들면, 우선, 운전 실적 학습 모드에 의해, 과거의 운전 데이터를 사용하여 학습을 진행하고, 과거의 운전에 있어서의 목표 설정값의 설정의 양호 여부가 어느 정도, 행동 가치 함수에 반영된 단계에서, 가상 운전 학습 모드에 의해, 더욱 다양한 운전 조건에 있어서의 폭넓은 선택지를 대상으로 하여 학습을 진행해도 좋다. The learning by the driving performance learning mode and the learning by the virtual driving learning mode may be performed at an arbitrary number of times, in order, or in combination. For example, first, in the driving performance learning mode, learning is carried out using past driving data, and to some extent, whether the setting of the target set value in the past driving is good or not is reflected in the behavior value function. , With the virtual driving learning mode, learning may proceed with a wide range of options in more various driving conditions.

학습된 뉴럴 네트워크(45)를 사용하여 적확한 행동 결정을 할 수 있는지 여부를, 과거의 운전 데이터를 사용하여 검증해도 좋다. 예를 들면, 운전 실적 학습 모드와 마찬가지로 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 운전 데이터에 따라 유종 변경 운전의 시행을 진행하면서, 병행하여 행동 결정부(42)가 학습 완료된 뉴럴 네트워크(45)를 사용하여 다음의 행동을 결정한다. 행동 결정부(42)가 결정한 행동이, 운전 데이터 유지부(49)에 저장된 과거의 운전 실적과는 달랐을 경우, 행동 결정부(42)가 결정한 행동의 양호 여부를, 그 후에 얻어지는 보수값에 기초하여 평가하고, 양호한 행동이 아닌 것으로 평가되는 경우에는, 행동 결정부(42)에 의해 그 행동이 선택되지 않도록, 또는, 행동 결정부(42)에 의해 과거의 운전 실적과 동일한 행동이 결정되도록, 뉴럴 네트워크(45)를 조정한다. 행동 결정부(42)에 의해 결정된 행동의 양호 여부는, 예를 들면, 그 후에 운전 데이터에 따라 진행된 과거의 운전 실적에 대한 보수값의 소정 시간 후까지의 적산값에 기초하여 평가되어도 좋고, 행동 결정부(42)가 결정한 행동을 취한 경우의 그 후 운전 거동을 시뮬레이터(47)에 의해 추정하고, 추정된 운전 거동에 대한 보수값의 소정 시간 후까지의 적산값에 더욱 기초하여 평가되어도 좋다. It is also possible to verify whether or not an accurate behavior decision can be made using the learned neural network 45 using past driving data. For example, as in the driving performance learning mode, the behavior determination unit 42 uses the learned neural network 45 in parallel while performing the type change driving according to the driving data stored in the driving data holding unit 49. To decide what to do next. When the behavior determined by the behavior determination unit 42 is different from the past driving performance stored in the driving data holding unit 49, the behavior determination unit 42 determines whether the behavior determined is good or not, based on a reward value obtained thereafter. So that the behavior is not selected by the behavior determination unit 42, or the same behavior as the past driving performance is determined by the behavior determination unit 42 when it is evaluated as being not good behavior, Adjust the neural network 45. Whether the behavior determined by the behavior determination unit 42 is good or not may be evaluated, for example, based on the accumulated value of the reward value for the past driving performance progressed according to the driving data after a predetermined time, and the behavior Subsequent driving behavior in the case of taking the action determined by the determination unit 42 may be estimated by the simulator 47, and further evaluated based on the integrated value of the reward value for the estimated driving behavior until a predetermined time later.

본 도면에 있어서는, 설명의 간략화를 위해, 학습 장치(40)를 단독 장치로서 나타내고 있지만, 학습 장치(40)는, 클라우드 컴퓨팅 기술이나 분산 처리 기술 등을 이용하여, 복수의 서버에 의해 실현되어도 좋다. 이에 의해, 학습의 정밀도를 향상시키기 위해 걸리는 시간을 대폭으로 단축할 수 있다. In this figure, for simplicity of explanation, the learning device 40 is shown as a single device, but the learning device 40 may be realized by a plurality of servers using cloud computing technology, distributed processing technology, or the like. . Thereby, the time taken to improve the accuracy of learning can be drastically shortened.

도 12는, 실시예에 따른 운전 조건 설정 지원 장치 및 제어 장치의 구성을 나타낸다. 제어 장치(20)는, 제어부(21) 및 조작 패널(22)을 구비한다. 12 shows the configuration of a driving condition setting support device and a control device according to an embodiment. The control device 20 includes a control unit 21 and an operation panel 22.

조작 패널(22)은, 제유소(3)의 운전 상태를 나타내는 각종의 상태값과, 제어 장치(20)에 의해 설정된 각종의 제어량의 목표 설정값 등을 표시 장치에 표시하는 한편, 각종의 제어량의 목표 설정값의 입력을 운전원으로부터 접수한다. The operation panel 22 displays various state values indicating the operation state of the oil refinery 3 and target set values of various control amounts set by the control device 20 on the display device, while various control amounts The input of the target set value of is received from the operator.

제어부(21)는, 상태값 취득부(23), 상태값 송신부(24), 및 설정값 입력부(25)를 구비한다. 이들의 기능 블록도, 하드웨어만, 소프트웨어만, 또는 그들의 조합에 의해 다양한 형태로 실현할 수 있다. The control unit 21 includes a state value acquisition unit 23, a state value transmission unit 24, and a set value input unit 25. These functional blocks can also be realized in various forms by using only hardware, only software, or a combination thereof.

상태값 취득부(23)는, 제어 대상 장치(5) 등에 마련된 각종의 센서나 측정기 등으로부터, 제유소(3)의 운전 상태 및 운전 결과를 나타내는 각종의 상태값을 취득하고, 조작 패널(22)의 표시 장치에 표시한다. 상태값 송신부(24)는, 상태값 취득부(23)에 의해 취득된 상태값을 운전 조건 설정 지원 장치(30) 및 학습 장치(40)에 송신한다. 설정값 입력부(25)는, 조작 패널(22)에 의해 운전원으로부터 접수한 각종의 제어량의 목표 설정값을 제어 대상 장치(5)에 입력하는 한편, 조작 패널(22)의 표시 장치에 표시한다. 설정값 입력부(25)는, 운전 조건 설정 지원 장치(30)로부터 취득한 제어량의 권장값을 자동적으로 제어 대상 장치(5)에 입력해도 좋다. The state value acquisition unit 23 acquires various state values representing the operation state and operation result of the oil refinery 3 from various sensors or measuring devices provided in the control target device 5 and the like, and the operation panel 22 ) On the display device. The state value transmission unit 24 transmits the state value acquired by the state value acquisition unit 23 to the driving condition setting support device 30 and the learning device 40. The set value input unit 25 inputs target set values of various control amounts received from the operator through the operation panel 22 to the control target device 5 and displays them on the display device of the operation panel 22. The set value input unit 25 may automatically input the recommended value of the control amount acquired from the driving condition setting support device 30 to the control target device 5.

운전 조건 설정 지원 장치(30)는, 제어부(31)를 구비한다. The driving condition setting support device 30 includes a control unit 31.

제어부(31)는, 상태값 수신부(32), 권장값 산출부(33), 권장값 출력부(34), 방책 갱신부(35), 정보 제시부(36), 및 순서 관리부(37)를 구비한다. 이들의 기능 블록도, 하드웨어만, 소프트웨어만, 또는 그들의 조합에 의해 다양한 형태로 실현할 수 있다. The control unit 31 includes a state value receiving unit 32, a recommended value calculation unit 33, a recommended value output unit 34, a policy update unit 35, an information presentation unit 36, and a sequence management unit 37. do. These functional blocks can also be realized in various forms by using only hardware, only software, or a combination thereof.

상태값 수신부(32)는, 제어 장치(20)의 상태값 송신부(24)로부터, 복수의 상태값을 취득한다. 권장값 산출부(33)는, 학습 장치(40)에 의해 학습된 방책을 사용하여, 상태값 수신부(32)에 의해 수신된 복수의 상태값으로부터 복수의 제어량의 권장값을 산출한다. 권장값 출력부(34)는, 권장값 산출부(33)에 의해 산출된 복수의 제어량의 권장값을, 제어 장치(20)의 조작 패널(22) 또는 설정값 입력부(25)에 출력한다. 방책 갱신부(35)는, 학습 장치(40)에 의해 재학습된 방책을 취득하여 권장값 산출부(33)를 갱신한다. The state value receiving unit 32 acquires a plurality of state values from the state value transmitting unit 24 of the control device 20. The recommended value calculation unit 33 calculates recommended values of a plurality of control amounts from a plurality of state values received by the state value receiving unit 32 using the measures learned by the learning device 40. The recommended value output unit 34 outputs the recommended values of the plurality of control amounts calculated by the recommended value calculation unit 33 to the operation panel 22 or the set value input unit 25 of the control device 20. The policy update unit 35 acquires the policy relearned by the learning device 40 and updates the recommended value calculation unit 33.

순서 관리부(37)는, 상술한 유종 변경 운전의 순서를 유지하고, 유종 변경 운전 중에, 유종 변경 운전의 순서, 유종 변경 운전의 각 공정을 적절하게 진행시키기 위해 필요한 정보, 조정해야 할 제어량, 유의해야 할 점 등을 정보 제시부(36)에 제시시킨다. 정보 제시부(36)는, 상기한 정보를 제어 장치(20)의 조작 패널(22)에 제시한다. The sequence management unit 37 maintains the sequence of the oil type change operation described above, and during the oil type change operation, the order of the oil type change operation, information necessary to properly proceed each process of the oil type change operation, the amount of control to be adjusted, and attention Points to be done are presented to the information presentation unit 36. The information presentation unit 36 presents the above-described information on the operation panel 22 of the control device 20.

이에 의해, 종래에는 숙련된 운전원의 경험에 따른 감에 의지하여 운전되고 있었던 유종 변경 운전에 있어서의 운전 조건의 설정을 최적화하여, 하이 레벨로 평준화할 수 있으므로, 제유소(3)에 있어서의 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 가열로(14)의 부하를 저감시키고, 열교환기에 있어서의 효율을 향상시킬 수 있으므로, 제유소(3)에서 소비되는 에너지를 저감시킬 수 있다. 또한, 목표 설정값의 조정이나 유지 보수가 불필요해지므로, 시스템의 관리 및 유지의 부하를 저감시킬 수 있다. Thereby, it is possible to optimize the setting of the operating conditions in the oil type change operation, which has been operated based on the experience of an experienced operator in the past, and level it to a high level, so that the production in the oil refinery (3) Efficiency can be improved. Further, since the load on the heating furnace 14 can be reduced and the efficiency in the heat exchanger can be improved, energy consumed in the oil refinery 3 can be reduced. In addition, since adjustment or maintenance of the target set value becomes unnecessary, the load of system management and maintenance can be reduced.

이상, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명했다. 이 실시예는 예시이고, 그들의 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 다양한 변형예가 가능하고, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다. In the above, the present invention has been described based on Examples. This embodiment is an illustration, and it is understood by those skilled in the art that various modifications are possible for each combination of constituent elements and treatment processes, and that such modifications are also within the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 운전 방법은, 원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치를 운전하기 위한 운전 방법이고, 유종 변경시에, 변경후의 원유에 포함되는 수분량 또는 복수의 유분의 각각의 유량을 추정하는 설계 공정; 변경후의 원유의 수분량 또는 유량에 기초하여, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 사전 준비 공정; 변경후의 원유의 수용을 시작하는 변경 공정; 및 변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정하는 조정 공정을 포함한다. 조정 공정에 있어서, 변경후의 원유를 증류하기 위한 장치의 상태를 나타내는 상태값에 따라, 장치를 제어하기 위한 제어량의 목표 설정값이 조정된다. An operation method according to an embodiment of the present invention is an operation method for operating an apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of oils, and when the oil type is changed, the amount of water contained in the crude oil after the change or each of the plurality of oils The design process of estimating the flow rate of; A preliminary preparation step of preparing in advance for receiving the changed crude oil based on the moisture content or flow rate of the crude oil after the change; A change process that initiates the acceptance of crude oil after the change; And an adjustment step of adjusting operating conditions for distilling the crude oil after the change. In the adjustment step, the target set value of the control amount for controlling the device is adjusted according to the state value indicating the state of the device for distilling crude oil after the change.

사전 준비 공정에 있어서, 변경후의 유종, 수분량, 또는 유량에 기초하여, 원유를 탈염 장치에 도입하기 전에 원유에 주입되는 물의 유량, 원유를 일시적으로 저류하기 위한 장치 액면 레벨, 원유를 가열하기 위한 가열로로부터 원유를 증류하는 증류탑에 도입되는 원유의 유량, 증류탑으로부터 유출된 유분을 일시적으로 저류하기 위한 장치 액면 레벨, 또는 복수의 유분의 유량이 조정되어도 좋다. In the preliminary preparation process, based on the oil type, moisture content, or flow rate after the change, the flow rate of water injected into the crude oil before introducing the crude oil into the desalination device, the device for temporarily storing the crude oil, the liquid level, and the heating to heat the crude oil. The flow rate of the crude oil introduced into the distillation column for distilling crude oil from the furnace, the liquid level level of the device for temporarily storing the oil that has flowed out from the distillation column, or the flow rate of a plurality of oil components may be adjusted.

원유를 일시적으로 저류하기 위한 장치는, 프리 플래시 드럼을 포함해도 좋다. The apparatus for temporarily storing crude oil may include a free flash drum.

조정 공정은, 상태값을 취득하는 공정; 상태값에 기초하여, 제어량의 권장값을 산출하는 산출 공정; 및 산출된 권장값을 운전원에게 제시하고, 또는, 산출된 권장값을 목표 설정값으로서 장치에 설정하는 공정을 포함해도 좋다. The adjustment process includes a process of acquiring a state value; A calculation process of calculating a recommended value of the control amount based on the state value; And presenting the calculated recommended value to the operator, or setting the calculated recommended value as a target set value in the apparatus.

산출 공정에 있어서, 기계 학습에 의해 학습된 방책을 사용하여 권장값이 산출되어도 좋다. In the calculation process, a recommended value may be calculated using a method learned by machine learning.

방책은, 강화 학습에 의해 학습되어도 좋다. The policy may be learned by reinforcement learning.

방책은, 처리하는 원유의 유종을 변경하고 나서 소정의 운전 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 복수의 유분의 수율, 조정 공정에서 소비되는 에너지량, 조정 공정에서 요구되는 운전 조건의 충족도, 및 조정 공정에 있어서의 운전 상황에 대한 운전원에 의한 평가 중의 어느 하나 또는 그들의 조합에 적어도 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되어도 좋다. The measure is the time it takes from changing the oil type of the crude oil to be processed to reach a predetermined operating state, the yield of a plurality of oils, the amount of energy consumed in the adjustment process, the degree of satisfaction of the operating conditions required in the adjustment process, and The learning may be performed by reinforcement learning using a reward value based at least on either one of the evaluations by the operator for the driving situation in the adjustment step or a combination thereof.

방책은, 장치를 과거에 운전했을 때의 상태값 및 목표 설정값에 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되어도 좋다. The policy may be learned by reinforcement learning using a step value based on a state value when the device was operated in the past and a target set value.

방책은, 장치의 운전 상황을 시뮬레이트하는 시뮬레이터에 목표 설정값을 설정했을 때의 상태값에 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되어도 좋다. The countermeasure may be learned by reinforcement learning using a step value based on a state value when a target set value is set in a simulator simulating the driving state of the device.

본 발명의 다른 실시예는, 지원 장치이다. 이 장치는, 원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치에 있어서, 유종 변경시에, 변경후의 원유에 포함되는 수분량 또는 복수의 유분의 각각의 유량을 추정하는 설계 공정; 변경후의 원유의 수분량 또는 유량에 기초하여, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 사전 준비 공정; 변경후의 원유의 수용을 시작하는 변경 공정; 및 변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정하는 조정 공정을 포함하는 운전 방법이 실행될 때, 운전 방법에 포함되는 각 공정을 진행하기 위해 필요한 정보를 취득하는 취득부; 및 취득부에 의해 취득된 정보를 제시하는 제시부를 구비한다. Another embodiment of the present invention is a support device. This apparatus is an apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of fractions, comprising: a design step of estimating the amount of water contained in the crude oil after the change or the flow rate of each of the plurality of fractions when the oil type is changed; A preliminary preparation step of preparing in advance for receiving the changed crude oil based on the moisture content or flow rate of the crude oil after the change; A change process that initiates the acceptance of crude oil after the change; And an acquisition unit for acquiring information necessary to proceed with each step included in the operating method when an operating method including an adjustment step of adjusting an operating condition for distilling the changed crude oil is executed; And a presentation unit for presenting the information acquired by the acquisition unit.

조정 공정에 있어서, 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 상태값 취득부; 상태값에 기초하여, 기계 학습에 의해 학습된 방책을 사용하여 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하는 산출부; 및 산출된 권장값을 운전원에게 제시하고, 또는, 산출된 권장값을 제어량의 목표 설정값으로서 장치에 설정하는 출력부를 구비해도 좋다. In the adjustment step, the state value acquisition unit for acquiring a state value indicating a state of the device; A calculation unit that calculates a recommended value of a control amount for controlling the device using the measures learned by machine learning, based on the state value; And an output unit that presents the calculated recommended value to the operator, or sets the calculated recommended value to the device as a target set value of the control amount.

방책은, 처리하는 원유의 유종을 변경하고 나서 소정의 운전 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 원유를 증류하는 것에 의해 얻어지는 복수의 유분의 수율, 조정 공정에서 소비되는 에너지량, 조정 공정에서 요구되는 운전 조건의 충족도, 및 조정 공정에 있어서의 운전 상황에 대한 운전원에 의한 평가 중의 어느 하나 또는 그들의 조합에 적어도 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되어도 좋다. The measures include the time it takes from changing the oil type of the crude oil to be processed to reach a predetermined operating state, the yield of a plurality of oils obtained by distilling the crude oil, the amount of energy consumed in the adjustment process, and the required in the adjustment process. The learning may be performed by reinforcement learning using a reward value at least based on either the degree of satisfaction of the driving condition and the evaluation by the operator for the driving situation in the adjustment step, or a combination thereof.

본 발명의 또 다른 실시예는, 학습 장치이다. 이 장치는, 원유를 증류하기 위한 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 상태값 취득부; 및 상태값에 기초하여, 유종 변경시에 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하기 위한 방책을 기계 학습에 의해 학습하는 학습부를 구비한다. Another embodiment of the present invention is a learning device. The device includes: a state value acquisition unit that acquires a state value indicating a state of the device for distilling crude oil; And a learning unit that learns, by machine learning, a method for calculating a recommended value of a control amount for controlling the device when the oil type is changed, based on the state value.

학습부는, 처리하는 원유의 유종을 변경하고 나서 소정의 운전 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 원유를 증류하는 것에 의해 얻어지는 복수의 유분의 수율, 소비되는 에너지량, 요구되는 운전 조건의 충족도, 및 운전 상황에 대한 운전원에 의한 평가 중의 어느 하나 또는 그들의 조합에 적어도 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 방책을 학습해도 좋다. The learning unit includes the time required to reach a predetermined operating state after changing the oil type of the crude oil to be processed, the yield of a plurality of oil fractions obtained by distilling the crude oil, the amount of energy consumed, and the degree of satisfaction of required operating conditions, And reinforcement learning using a reward value based at least on either one of the evaluation by the driver for the driving situation or a combination thereof.

본 발명은, 제유소의 바람직한 운전을 실현할 수 있는 운전 조건의 설정을 지원하는 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템에 이용 가능하다. The present invention can be used in an oil refinery operating condition setting support system that supports setting of operating conditions capable of realizing desirable operation of an oil refinery.

1: 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템
3: 제유소
5: 제어 대상 장치
10: 원유 탱크
11: 충전 펌프
12: 탈염 장치
13: 프리 플래시 드럼
14: 가열로
15: 증류탑
16: 스트리퍼
17: 오버헤드 어큐뮬레이터
20: 제어 장치
21: 제어부
22: 조작 패널
23: 상태값 취득부
24: 상태값 송신부
25: 설정값 입력부
26: 평가 취득부
27: 평가 송신부
30: 운전 조건 설정 지원 장치
31: 제어부
32: 상태값 수신부
33: 권장값 산출부
34: 권장값 출력부
35: 방책 갱신부
36: 정보 제시부
37: 순서 관리부
40: 학습 장치
41: 상태값 취득부
42: 행동 결정부
43: 보수값 취득부
44: 행동 가치 함수 갱신부
45: 뉴럴 네트워크
46: 학습 제어부
47: 시뮬레이터
48: 운전 데이터 취득부
49: 운전 데이터 유지부
50: 시뮬레이터 학습부
60: 운전원 단말
61: 평가 취득부
62: 평가 송신부
1: Oil refinery operation condition setting support system
3: refinery
5: Control target device
10: crude oil tank
11: filling pump
12: desalting device
13: pre-flash drum
14: heating furnace
15: distillation column
16: stripper
17: overhead accumulator
20: control device
21: control unit
22: operation panel
23: status value acquisition unit
24: status value transmitter
25: setting value input section
26: evaluation acquisition unit
27: evaluation transmitter
30: Driving condition setting support device
31: control unit
32: status value receiver
33: recommended value calculation unit
34: recommended value output
35: policy update unit
36: information presentation unit
37: process control unit
40: learning device
41: status value acquisition unit
42: action decision section
43: Reward value acquisition unit
44: action value function update unit
45: neural network
46: learning control
47: simulator
48: operation data acquisition unit
49: operation data holding unit
50: simulator learning department
60: operator terminal
61: evaluation acquisition unit
62: evaluation transmitter

Claims (14)

원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치를 운전하기 위한 운전 방법이고,
유종 변경시에, 변경후의 원유에 포함되는 수분량 또는 상기 복수의 유분의 각각의 유량을 추정하는 설계 공정;
변경후의 원유의 수분량, 또는 상기 유량에 기초하여, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 사전 준비 공정;
변경후의 원유의 수용을 시작하는 변경 공정; 및
변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정하는 조정 공정을 포함하고,
상기 조정 공정에 있어서, 변경후의 원유를 증류하기 위한 장치의 상태를 나타내는 상태값에 따라, 상기 장치를 제어하기 위한 제어량의 목표 설정값이 조정되는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
It is an operating method for operating an apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of oils,
A design step of estimating the amount of water contained in the crude oil after the change of oil type or the flow rate of each of the plurality of oils;
A preliminary preparation step of preliminary preparation for accommodating the changed crude oil based on the moisture content of the crude oil after the change or the flow rate;
A change process that initiates the acceptance of crude oil after the change; And
Including an adjustment step of adjusting the operating conditions for distilling the crude oil after the change,
In the adjustment step, a target set value of a control amount for controlling the device is adjusted according to a state value indicating a state of the device for distilling crude oil after the change.
제1항에 있어서,
상기 사전 준비 공정에 있어서, 변경후의 원유의 수분량, 또는 상기 유량에 기초하여, 원유를 탈염 장치에 도입하기 전에 원유에 주입되는 물의 유량, 원유를 일시적으로 저류하기 위한 장치 액면 레벨, 원유를 가열하기 위한 가열로로부터 원유를 증류하는 증류탑에 도입되는 원유의 유량, 상기 증류탑으로부터 유출된 유분을 일시적으로 저류하기 위한 장치 액면 레벨, 또는 상기 복수의 유분의 유량이 조정되는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
The method of claim 1,
In the preliminary preparation step, based on the moisture content of the crude oil after the change or the flow rate, the flow rate of water injected into the crude oil before introducing the crude oil into the desalination device, the liquid level of the device for temporarily storing crude oil, and heating the crude oil The operating method, characterized in that the flow rate of crude oil introduced into the distillation column for distilling crude oil from the heating furnace for, the liquid level of the device for temporarily storing the oils flowing out from the distillation column, or the flow rates of the plurality of oils are adjusted.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 조정 공정은,
상기 상태값을 취득하는 공정;
상기 상태값에 기초하여, 상기 제어량의 권장값을 산출하는 산출 공정; 및
산출된 권장값을 운전원에게 제시하고, 또는, 산출된 권장값을 목표 설정값으로서 상기 장치에 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The adjustment process,
Acquiring the state value;
A calculation process of calculating a recommended value of the control amount based on the state value; And
And presenting the calculated recommended value to an operator, or setting the calculated recommended value as a target set value in the device.
제3항에 있어서,
상기 산출 공정에 있어서, 기계 학습에 의해 학습된 방책을 사용하여 상기 권장값이 산출되는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
The method of claim 3,
In the calculation process, the driving method, characterized in that the recommended value is calculated by using a method learned by machine learning.
제4항에 있어서,
상기 방책은, 강화 학습에 의해 학습되는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
The method of claim 4,
The driving method, characterized in that the measures are learned by reinforcement learning.
제5항에 있어서,
상기 방책은, 처리하는 원유의 유종을 변경하고 나서 소정의 운전 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 상기 복수의 유분의 수율, 상기 조정 공정에서 소비되는 에너지량, 상기 조정 공정에서 요구되는 운전 조건의 충족도, 및 상기 조정 공정에 있어서의 운전 상황에 대한 운전원에 의한 평가 중의 어느 하나 또는 그들의 조합에 적어도 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
The method of claim 5,
The measures include the time taken from changing the oil type of the crude oil to be processed until reaching a predetermined operating state, the yield of the plurality of oils, the amount of energy consumed in the adjustment process, and the operating conditions required in the adjustment process. A driving method characterized in that the learning is performed by reinforcement learning using a reward value based at least on a degree of satisfaction and an evaluation by an operator for a driving situation in the adjustment step, or a combination thereof.
제6항에 있어서,
상기 방책은, 상기 장치를 과거에 운전했을 때의 상기 상태값 및 상기 목표 설정값에 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
The method of claim 6,
The driving method, characterized in that the measures are learned by reinforcement learning using a step value based on the state value and the target set value when the device has been operated in the past.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 방책은, 상기 장치의 운전 상황을 시뮬레이트하는 시뮬레이터에 상기 목표 설정값을 설정했을 때의 상기 상태값에 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
The method according to claim 6 or 7,
The driving method, characterized in that the method is learned by reinforcement learning using a step value based on the state value when the target set value is set in a simulator that simulates a driving state of the device.
원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치에 있어서, 유종 변경시에, 변경후의 원유에 포함되는 수분량 또는 상기 복수의 유분의 각각의 유량을 추정하는 설계 공정; 변경후의 원유의 수분량, 또는 상기 유량에 기초하여, 변경후의 원유를 수용하기 위한 사전 준비를 하는 사전 준비 공정; 변경후의 원유의 수용을 시작하는 변경 공정; 및 변경후의 원유를 증류하기 위한 운전 조건을 조정하는 조정 공정을 포함하는 운전 방법이 실행될 때, 상기 운전 방법에 포함되는 각 공정을 진행하기 위해 필요한 정보를 취득하는 취득부; 및
상기 취득부에 의해 취득된 정보를 제시하는 제시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지원 장치.
An apparatus for distilling crude oil to produce a plurality of fractions, comprising: a design step of estimating an amount of water contained in the crude oil after the change or flow rates of each of the plurality of fractions when the oil type is changed; A preliminary preparation step of preliminary preparation for accommodating the changed crude oil based on the moisture content of the crude oil after the change or the flow rate; A change process that initiates the acceptance of crude oil after the change; And an acquisition unit for acquiring information necessary to proceed with each step included in the operating method when an operating method including an adjustment step of adjusting an operating condition for distilling the changed crude oil is executed; And
And a presentation unit for presenting the information acquired by the acquisition unit.
제9항에 있어서,
상기 조정 공정에 있어서,
상기 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 상태값 취득부;
상기 상태값에 기초하여, 기계 학습에 의해 학습된 방책을 사용하여 상기 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하는 산출부; 및
산출된 권장값을 운전원에게 제시하고, 또는, 산출된 권장값을 상기 제어량의 목표 설정값으로서 상기 장치에 설정하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지원 장치.
The method of claim 9,
In the above adjustment process,
A state value acquisition unit that acquires a state value indicating a state of the device;
A calculation unit that calculates a recommended value of a control amount for controlling the device using the measures learned by machine learning, based on the state value; And
And an output unit that presents the calculated recommended value to an operator or sets the calculated recommended value to the device as a target set value of the control amount.
제10항에 있어서,
상기 방책은, 처리하는 원유의 유종을 변경하고 나서 소정의 운전 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 원유를 증류하는 것에 의해 얻어지는 복수의 유분의 수율, 상기 조정 공정에서 소비되는 에너지량, 상기 조정 공정에서 요구되는 운전 조건의 충족도, 및 상기 조정 공정에 있어서의 운전 상황에 대한 운전원에 의한 평가 중의 어느 하나 또는 그들의 조합에 적어도 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 학습되는 것을 특징으로 하는 지원 장치.
The method of claim 10,
The measures include the time taken from changing the oil type of the crude oil to be processed until reaching a predetermined operating state, the yield of a plurality of oils obtained by distilling the crude oil, the amount of energy consumed in the adjustment step, and the adjustment step. A support device, characterized in that the learning is performed by reinforcement learning using a reward value based at least on one or a combination of the degree of satisfaction of the driving conditions required by the operator and the evaluation by the operator for the driving situation in the adjustment step. .
원유를 증류하기 위한 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 상태값 취득부; 및
상기 상태값에 기초하여, 유종 변경시에 상기 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하기 위한 방책을 기계 학습에 의해 학습하는 학습부를 구비하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.
A state value acquisition unit that acquires a state value indicating a state of an apparatus for distilling crude oil; And
And a learning unit that learns, by machine learning, a method for calculating a recommended value of a control amount for controlling the device when the oil type is changed, based on the state value.
제12항에 있어서,
상기 학습부는, 처리하는 원유의 유종을 변경하고 나서 소정의 운전 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 원유를 유분 하는 것에 의해 얻어지는 복수의 유분의 수율, 소비되는 에너지량, 요구되는 운전 조건의 충족도, 및 운전 상황에 대한 운전원에 의한 평가 중의 어느 하나 또는 그들의 조합에 적어도 기초하는 보수값을 사용한 강화 학습에 의해 상기 방책을 학습하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.
The method of claim 12,
The learning unit includes the time required to reach a predetermined operating state after changing the oil type of the crude oil to be processed, the yield of a plurality of oils obtained by distilling the crude oil, the amount of energy consumed, and the degree of satisfaction of required operating conditions. And a reinforcement learning using a reward value based at least on any one of an evaluation by a driver for a driving situation, or a combination thereof, to learn the method.
원유를 증류하여 복수의 유분을 제조하기 위한 장치 운전 조건의 설정을 지원하는 지원 장치; 및
상기 지원 장치에서 사용되는 방책을 기계 학습에 의해 학습하는 학습 장치를 구비하고,
상기 학습 장치는,
상기 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 취득부; 및
상기 상태값에 기초하여, 유종 변경시에 상기 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하기 위한 방책을 기계 학습에 의해 학습하는 학습부를 구비하고,
상기 지원 장치는,
유종 변경시에, 상기 장치의 상태를 나타내는 상태값을 취득하는 상태값 취득부;
상기 상태값에 기초하여, 상기 학습 장치에 의해 학습된 방책을 사용하여 상기 장치를 제어하기 위한 제어량의 권장값을 산출하는 산출부; 및
산출된 권장값을 운전원에게 제시하고, 또는, 산출된 권장값을 상기 제어량의 목표 설정값으로서 상기 장치에 설정하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 제유소 운전 조건 설정 지원 시스템.
A support device that supports setting operating conditions of an apparatus for distilling crude oil to manufacture a plurality of oils; And
A learning device for learning the measures used in the support device by machine learning,
The learning device,
An acquisition unit that acquires a state value indicating a state of the device; And
A learning unit that learns, by machine learning, a method for calculating a recommended value of a control amount for controlling the device at the time of oil type change, based on the state value,
The support device,
A state value acquisition unit that acquires a state value indicating a state of the device when the oil type is changed;
A calculation unit that calculates a recommended value of a control amount for controlling the device using the measures learned by the learning device, based on the state value; And
And an output unit configured to present the calculated recommended value to an operator or to set the calculated recommended value to the device as a target set value of the control amount.
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