(57)【要約】【課題】連続生産・出荷方式を採用する石油製品の製造方法及びその製造装置において、製品性状を目標設定値により高精度に合わせる運転を実現する。【解決手段】石油製品の製造装置１は、各製品タンク６０の入口側と出口側にそれぞれ流量計６１，６３、及びバルブ６２，６４、並びに推定手段としての演算制御部７０を備えた構成としてあり、演算制御部７０は、ブレンドされた石油製品の性状の測定値と、石油製品の生産量及び製品タンク６０からの出荷量にもとづいて、製品タンク６０内及び製品タンク６０の出口における石油製品の性状を推定し、この推定結果にもとづいてブレンドにおけるブレンド比率を制御する。【選択図】      図１
2004217800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油を蒸留・精製して得られた複数種の基材をブレンドして石油製品を生産する工程と、前記石油製品を製品タンクに貯蔵する工程と、前記製品タンクから前記石油製品を出荷する工程とを連続的に行う石油製品の製造方法であって、
ブレンドされた石油製品の性状を分析測定し、この測定値と、前記石油製品の生産量及び前記製品タンクからの出荷量にもとづいて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定し、この推定結果にもとづいて前記ブレンドにおけるブレンド比率を制御することを特徴とする石油製品の製造方法。
【請求項２】
前記製品タンク内の流動シミュレーションを行うことにより、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定することを特徴とする請求項１記載の石油製品の製造方法。
【請求項３】
前記流動シミュレーションを行ない、
下記のタンク内性状推定式（式（１））及びタンク出口性状推定式（式（２））を用いて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定することを特徴とする請求項２記載の石油製品の製造方法。
【数１】
2004217800.tif 000009
【数２】
2004217800.tif 000010
【請求項４】
原油を蒸留・精製して得られた複数種の基材をブレンドして石油製品を生産するブレンド装置と、
このブレンド装置でブレンドされた前記石油製品の性状を分析測定する分析計と、
この分析計で性状を分析測定された前記石油製品を貯蔵する製品タンクと、
この製品タンクへの前記石油製品の流入量を測定する流入量測定手段と、
前記製品タンクからの前記石油製品の流出量を測定する流出量測定手段と、
前記石油製品のブレンド後の性状データ，前記製品タンクへの流入量データ及び前記製品タンクからの流出量データを入力し、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定する推定手段と、
この推定手段からの推定結果を入力し、該推定結果にもとづいて前記ブレンドにおけるブレンド比率を制御するブレンド制御手段と
を具備したことを特徴とする石油製品の製造装置。
【請求項５】
前記推定手段が、前記製品タンク内の流動シミュレーションを行い、下記のタンク内性状推定式（式（１））及びタンク出口性状推定式（式（２））を用いて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定することを特徴とする請求項４記載の石油製品の製造装置。
【数３】
2004217800.tif 000011
【数４】
2004217800.tif 000012
【請求項６】
前記製品タンク内の前記石油製品の性状を分析測定する製品タンク用分析計を具備したことを特徴とする請求項４又は５記載の石油製品の製造装置。
【請求項７】
複数の前記製品タンク，これらの製品タンクへの流入と流出を行うバルブ及び前記推定手段に設けられた前記バルブのバルブ制御手段とを備え、前記バルブ制御手段が前記推定手段からの各推定結果にもとづいて前記バルブのバルブ制御を行うことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の石油製品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油製品の製造方法及びその製造装置に関し、特に、通常、製品タンクに流入した石油製品がそのまま製品タンクから流出することはなく、製品タンクに流入した石油製品は、まず製品タンク内に貯蔵されていた石油製品と混合を開始し、この混合過程における石油製品が製品タンクから流出されるといった製品タンクの緩衝効果を利用した、石油製品の製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、石油製品は、従来のバッチ生産から連続的な生産によって製造されている。この連続的な生産は、オンライン分析計の精度・信頼性の向上や性状推定技術の進歩により、実現することができた。
また、連続的に石油製品を製造することにより、様々なメリットを享受することができる。たとえば、連続的に石油製品の出荷が可能となり、リードタイムが短縮される。さらに、リアルタイムでの監視が可能となり、結果的に、低在庫運用によるタンク基数の削減や試験・検査作業の低減を図ることができる。
【０００３】
上記の石油製品を連続的に生産し出荷する技術としては、基材の性状測定器と精製制御手段を設けた精製装置と、基材量測定器と性状測定手段を設けた基材タンクと、基材タンクとブレンド装置の間に設けられた流量調整器と、ブレンド装置と製品タンクの間に設けられた製品の性状測定器と、製品の性状測定器と流量調整手段と接続するブレンド制御手段と、製品の性状測定器と製品検査手段が設けられた製品タンクとを備えた石油製品の製造装置の技術がある。（例えば、特許文献１参照。）。
この技術によれば、製造中の性状制御の効率化が実現でき、結果として必要タンク数を低減することができる。
【０００４】
また、原油を蒸留して基材留分を得る工程と、前記基材留分を精製して各種基材を得る工程と、前記各基材を基材タンクに貯蔵する工程と、前記各基材をブレンドして石油製品を得る工程と、得られた製品を製品タンクに貯蔵する工程とを連続的に行う石油製品の製造方法において、前記各工程を個別に制御しつつ、前記基材あるいはブレンドされた石油製品の性状に基づいて各工程を最適化制御する石油製品の製造方法及びその製造装置の技術がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、プラント作業における複数の生産工程の入出力性状をオンラインで計測する複数の分析計手段と、これら分析計の計測データ並びに前記生産工程の運転データを収集するリモート集中管理手段により前記分析計手段の監視並びにキャリブレーションを実行するプラント操業における品質監視システムがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３２２３７８号公報  （第１−３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−２２５７８８号公報  （第１−４頁、第１図）
【特許文献３】
特開２００２−９１５５２号公報  （第１−３頁、第１図）
【０００７】
上記技術が示すように、複数の基材タンクにそれぞれ貯蔵された複数種の基材をブレンドし、ブレンドされた石油製品の性状を分析計で分析しながらブレンド比率を制御する、連続生産・出荷方式の石油製品の製造方法は公知の技術である。
【０００８】
次に、上記連続生産・出荷方式の石油製品の製造方法を実現する、代表的な石油製品であるガソリンの製造装置について図面を参照して説明する。
図１０は、従来のガソリンの製造装置を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、ガソリンの製造装置１００は、原油を蒸留する蒸留装置１０及び蒸留された基材留分を精製して各基材（たとえば、基材Ａ〜Ｄ）を得る精製装置群１１と、精製された各基材（基材Ａ〜Ｄ）及びタンカー１２により輸送された基材（たとえば、基材Ｅ）を貯蔵する基材タンク群１３と、各基材Ａ〜Ｅをブレンドするブレンド装置２０と、ブレンドされたガソリンの性状を分析測定する分析計３０と、この分析計３０から性状データ信号を入力してブレンド比率を決定し、ブレンド装置２０に制御信号を出力するブレンド制御手段４０と、ブレンドされたガソリンを貯蔵する製品タンク６０とからなっている。
【０００９】
上記構成の製造装置１００は、各基材Ａ〜Ｅをブレンド装置２０により所定のブレンド比率でブレンドすることによって、レギュラーガソリンを製造し、製造（ブレンド）されたガソリンを製品タンク６０に貯蔵するとともに、製品タンク６０からガソリンを出荷しており、すなわち、連続的な形態でレギュラーガソリンを生産することができる。
【００１０】
また、その品質調整は、ブレンド制御手段４０が製品タンク６０の入口（ブレンド装置２０の出口側）に設けられた分析計３０でリアルタイムに測定された製品性状（入口性状のデータ）と各基材Ａ〜Ｅの品質とを常に掌握し、多変数予測制御（ＤＭＣ制御）によりフィードフォワードで制御されている。
通常、ガソリンの製造においては、常時監視で出荷されている品質項目のうち、品質制約となりかつ製造コストへの影響が大きいオクタン価を優先して目標設定値に合わせるように、多変数予測制御（ＤＭＣ）によって自動的に制御されている。
【００１１】
また、製造装置１００は、製品タンク６０の後方に品質検査を行う分析計を設けておらず、ブレンド装置２０と製品タンク６０の間に設けられた分析計３０によりガソリンの最終的な品質を管理している。ここでの管理は、瞬間的な変動により性状が低下した場合であっても、合格基準を下回らないように品質目標値を設定し管理している。
すなわち、分析計３０によって品質検査に合格したガソリンだけを製品タンク６０に流入させるので、製品タンク６０から出荷（流出）されるガソリンは、当然品質検査に合格するガソリンであり、あらためて品質検査を行う必要はないという管理手法を採用している。
【００１２】
ところで、ブレンド装置２０を使用した連続生産・出荷方式では、基材品質の変化や流量変化等によりブレンドされたガソリンの性状が変動する。このため、かかる変動を考慮した品質目標値を設定している。
そして、製造装置１００は、製品タンク６０に流入するガソリンの性状をインライン化された分析計３０が測定し、この測定された性状データにもとづいて、ブレンド制御手段４０がブレンド装置２０のブレンド比率を制御し、品質目標値とほぼ同じ性状のガソリンを製造できるように、各基材をブレンドする比率を制御している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記製造装置１００は、各基材の品質や運転状態を多変数予測制御（ＤＭＣ）によって、コストミニマムとなるように、すなわち、品質目標値を達成しかつ必要以上に高品質とならないように、各基材をブレンドする比率が制御されているものの、外乱や制御変動等により、瞬間的な変動が生じる場合がある。このような場合であっても、製品タンク６０へ合格基準に満たないガソリンを流入させないように、たとえば、オクタン価に関しては図１１に示すように、合格基準を上回る品質目標値を設定して運転しており、品質過剰による経済的損失が発生するといった問題があった。なお、従来の上記品質目標値は、ブレンド装置２０の制御性能（制御上の振れ幅）をも考慮して決定されていた。
すなわち、製造装置１００は、製品タンク６０の入口の分析計３０で合格基準を管理しているので、タンク入口性状（製品タンク６０に流入する石油製品の性状）の変動を考慮し、性状設定に余裕が取られており、製品本来の目標設定値に合わせる運転を行うことができないといった問題があった。
【００１４】
さらに、製造装置１００は、ガソリンを生産しながら同時に出荷しており、製品タンク６０の入口でガソリンの性状が変動した場合、製品タンク６０内の混合状態を定量的に把握することができない。このため、タンク内及びタンク出口性状（製品タンク６０から流出する石油製品の性状）、すなわち、出荷される石油製品の性状の変動を予測できないといった欠点があった。
【００１５】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、連続生産・出荷方式を採用する石油製品の製造方法及びその製造装置において、製品タンク内及び製品タンクの出口の製品性状を推定することによって、より高精度に製品性状を目標設定値に合わせる運転を実現する石油製品の製造方法及びその製造装置の提供を目的とする。
【００１６】
なお、製品タンクに石油製品が貯蔵（流入）されるとともに出荷（流出）される際、通常、あらかじめ製品タンクに貯蔵されていた石油製品と新たに流入された石油製品とが混ざりながら出荷されるため、瞬間的な変動により製品タンクへ合格基準に満たない石油製品が流入しても、この合格基準に満たない石油製品が合格基準に満たない流入したときの状態でそのまま出荷されることはない。本発明の発明者らは、上記タンクの緩衝効果に着目し、より高精度に製品性状を目標設定値に合わせる生産を可能としたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
具体的には、請求項１に記載するように、原油を蒸留・精製して得られた複数種の基材をブレンドして石油製品を生産する工程と、前記石油製品を製品タンクに貯蔵する工程と、前記製品タンクから前記石油製品を出荷する工程とを連続的に行う石油製品の製造方法であって、ブレンドされた石油製品の性状を分析測定し、この測定値と、前記石油製品の生産量及び前記製品タンクからの出荷量にもとづいて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定し、この推定結果にもとづいて前記ブレンドにおけるブレンド比率を制御する方法としてある。
このようにすると、製品タンクの内部及び出口における石油製品の性状を推定することができるので、連続生産における製品性状を目標設定値に高精度に合わせる運転を実現することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記製品タンク内の流動シミュレーションを行うことにより、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定する方法としてある。
このようにすることにより、あらかじめタンクに貯蔵されていた石油製品と新たに貯蔵された石油製品とが混ざりあう、いわゆる、タンクの緩衝効果を流動シミュレーションにより知ることができ、より高精度に製品性状を目標設定値に合わせる運転を行うことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記流動シミュレーションを行ない、
下記のタンク内性状推定式（式（１））及びタンク出口性状推定式（式（２））を用いて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定する方法としてある。
【数５】
2004217800.tif 000003
【数６】
2004217800.tif 000004
このようにすると、任意の時間が経過した後の製品タンク内の性状やタンク出口性状を容易に推定することができるので、実現可能な推定手段によりフィードフォワード制御を行うことができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、原油を蒸留・精製して得られた複数種の基材をブレンドして石油製品を生産するブレンド装置と、このブレンド装置でブレンドされた前記石油製品の性状を分析測定する分析計と、この分析計で性状を分析測定された前記石油製品を貯蔵する製品タンクと、この製品タンクへの前記石油製品の流入量を測定する流入量測定手段と、前記製品タンクからの前記石油製品の流出量を測定する流出量測定手段と、前記石油製品のブレンド後の性状データ，前記製品タンクへの流入量データ及び前記製品タンクからの流出量データを入力し、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定する推定手段と、この推定手段からの推定結果を入力し、該推定結果にもとづいて前記ブレンドにおけるブレンド比率を制御するブレンド制御手段とを具備した構成としてある。
このように、本発明は、石油製品の製造装置としても有効であり、製品タンクの出口における石油製品の性状を推定することにより、連続生産における製品性状を目標設定値により高精度に合わせる運転を実現することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、前記推定手段が、前記製品タンク内の流動シミュレーションを行い、上記タンク内性状推定式（式（１））及びタンク出口性状推定式（式（２））を用いて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定する構成としてある。
このようにすると、膨大な計算量を有する非定常流動解析の計算を常時行わなくてもすむので、超高速のコンピュータ等を必要とせず、通常のパーソナルコンピュータを使用することができ、設備費のコストダウンを図ることができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、前記製品タンク内の前記石油製品の性状を分析測定する製品タンク用分析計を具備した構成としてある。
このようにすると、製品タンク内の石油製品の性状を分析測定することにより推定結果を検証することができ、また、推定結果を検証することにより推定精度を向上させることができる。
【００２３】
さらに、請求項７に記載の発明は、複数の前記製品タンク，これらの製品タンクへの流入と流出を行うバルブ及び前記推定手段に設けられた前記バルブのバルブ制御手段とを備え、前記バルブ制御手段が前記推定手段からの各推定結果にもとづいて前記バルブのバルブ制御を行う構成としてある。
このようにすると、生産状況の瞬間的な変動により、ブレンド装置から合格基準に満たない石油製品が生産された場合、複数の製品タンクを使用することができるので、瞬間的な変動に対する対応力を高めることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面にしたがって詳細に説明する。
［石油製品の製造装置］
図１は、本発明の石油製品の製造装置を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、石油製品の製造装置１は、各製品タンク６０の入口側と出口側にそれぞれ流量計６１，６３、及びバルブ６２，６４、並びに製品タンク出口性状の推定手段としての演算制御部７０を備えた構成としてあり、その他の構成は、上記の製造装置１００とほぼ同様な構成としてある。
【００２５】
各製品タンク６０は、入口側に、ブレンド装置２０により生産されかつ分析計３０により性状が測定された石油製品の流入量を測定する流量計６１と、この石油製品の製品タンク６０への流入を制御するバルブ６２が設けられている。また、出口側に、製品タンク６０から流出（出荷）される石油製品の流出量を測定する流量計６３と、この石油製品の流出を制御するバルブ６４が設けられている。
【００２６】
また、流量計６１，６３は、流量データを外部に出力できる流量計が使用され、流量データを自動的に演算制御部７０に出力する。
バルブ６２，６４は、遠隔操作できるようにモータなどの駆動手段付きのバルブが使用され、演算制御部７０から出力されるバルブ制御信号により自動的に制御される。
なお、流量計６１，６３及びバルブ６２，６４は、上記仕様等に限定されるものではなく、製造する石油製品の仕様に適用できる流量計及びバルブであればよい。
【００２７】
演算制御部７０は、分析計３０から出力される製品タンク６０に流入する石油製品の入口性状のデータ，及び流量計６１，６３からの流量データを入力し、製品タンク６０内の石油製品の性状分布と、製品タンク６０から流出される石油製品の出口性状を流動シミュレーションの結果を用いて計算することにより推測し、この計算結果から、各基材Ａ〜Ｅのブレンド情報をブレンド制御手段４０に出力する。
この演算制御部７０は、図示してないが、各データ信号を入力する外部信号入力部と、ＣＰＵ，記憶装置及び表示部を備えたパーソナルコンピュータなどの情報処理装置と、各制御信号を出力する制御信号出力部を備えた構成としてある。
【００２８】
次に、演算制御部７０で用いるファクター（分散σ）を算出するにあたり使用した流動シミュレーションの内容について、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の石油製品の製造装置における流動シミュレーション条件を説明するための概略図の例を示しており、（ａ）は製品タンクの構造メッシュの概略図を、（ｂ）は出口配管の拡大図を示している。
同図において、製品タンク６０は、側壁周辺部を除いてほぼ直六面体の空間に分割し、円筒状のタンクを縦方向×横方向×高さ方向に５２分割×５２分割×３７分割に分割し、１０００４８メッシュとしてある。また、上記分割状態を理解しやすいように、底面及び垂直方向の断面図に分割状態を図示してある。
なお、構造メッシュの構成は、タンク内の非定常流動解析を実施する上で、計算時間等を考慮して上記構成としたが、上記構成に限定されるものではない。
【００２９】
製品タンク６０は、側面下段のほぼ隣り合った位置に、流入口６６と流出口６７が設けられている。
流入口６６は、直管状の流入口であり、流入された石油製品は対向する側面方向に吹き出される。
一方、出荷口６７は、側壁近傍に配設された出口配管６８から石油製品を吸い込む構成となっている。出口配管６８は、同図（ｂ）に示すように、側壁とほぼ平行に左右両側に突設され、上方に向かって斜めに切断された吸込み口６８ａと、これら吸込み口６８ａの中央部から側壁に向かって連通された矩形管からなる吐出し口６８ｂとからなる、Ｔ字状配管である。これらの形状や向きはタンク内流動に大きな影響を及ぼすため、出口配管６８の形状も忠実に作成してあるが、配管の位置、形状、構成は計算例に用いたものであり、これらの位置、形状、構成に限定されるものではない。
【００３０】
また、流入するガソリン製品性状の変動幅は、変動前の流体と区別するためにトレーサ流体の濃度として評価し、出口配管６８のトレーサ流体濃度の経時変化を評価することで、タンクの緩衝効果を評価した。
すなわち、タンク内流動の解析モデルの妥当性を評価するために、実機テストラン結果とシミュレーション解析結果とを比較した。
シミュレーション条件は、運転時間を３時間（ｈ）とし、流入量と流出量が等しく、液レベルが一定となる条件とした。
【００３１】
図３は、上記のシミュレーション条件における流動シミュレーション結果における概略速度ベクトル図を示している。
同図において、流入される石油製品は、流入口６６と対向する側壁に向かって移動し、側壁にぶつかって左右方向の側壁に沿って移動する。
【００３２】
また、図４は、上記のシミュレーション条件における流動シミュレーション結果における概略等濃度界面図であり、（ａ）は投入開始から２０分後の等濃度界面図を、（ｂ）は投入開始から３０分後の等濃度界面図を、（ｃ）は投入開始から５０分後の等濃度界面図を、（ｄ）は投入開始から６０分後の等濃度界面図を示している。
同図において、等濃度界面は、トレーサ濃度が１％となる界面を示しており、流入された石油製品の流れは、流入口６６と対向するタンク側壁に向かって移動し、対向するタンク側壁に到達して側壁に沿って左右および上側に向きを変え、大きな循環流れを形成しており、滞留時間を稼げる配置であると考えられる。
【００３３】
また、図５は、上記のシミュレーション条件における出口濃度の経時変化を表す経時変化曲線を示している。
同図において、入口変動が出口に到達する時間ならびに品質変化のピーク時間帯は、実機データとシミュレーションで良好に一致した。
また、出口変化はタンクの緩衝効果によって入口変化に対し相対的に小さくなった。なお、オクタン価の絶対値がずれているが、これは実機での測定が入口側はオンライン計測器、出口側はサンプリングした後に別の測定器で実施されているための誤差である。
【００３４】
以上から、上記シミュレーションによる出口性状の挙動およびタンク内の流動状態は、定性的に実機の状態を表していると判断することができる。また、定量的なデータは、実機データをもとに評価することができる。
また、製造装置１は、製品タンク６０内の石油製品の性状を測定する製品タンク用の分析計６５を具備した構成とするとよく、このようにすると、製品タンク６０内の石油製品の性状を分析測定することにより推定結果を検証することができる。また、たとえば定期点検等において、推定結果を検証することにより推定精度を向上させることもできる。
【００３５】
また、流動シミュレーションを活用し、トレーサを短時間に投入して出口応答を解析するインパルス応答曲線を導出し確認した。具体的には、変動の時間幅は，実機変動間隔の約２０分を採用し，液レベルは、出口への影響が大きいと予想される運用下限レベルならびに通常の運用レベルで実施した。
なお、同時に、流出量を変化させ、１０時間後までの非定常解析を実施した。
【００３６】
また、表１にトレーサ投入条件、及び表２にインパルス応答解析設定条件（ケース１〜３）を示している。
【表１】
2004217800.tif 000005
【表２】
2004217800.tif 000006
なお、代表的な石油製品であるガソリンにおいて、通常、混合されるガソリンの相対密度が微小であることから、成層は形成されないものとしてある。
【００３７】
また、図６は、表１に示すトレーサ投入条件、及び表２に示すインパルス応答解析設定条件におけるタンク出口の濃度経時変化曲線であり、（ａ）はケース１の出口トレーサ濃度曲線を、（ｂ）はケース２の出口トレーサ濃度曲線を、（ｃ）はケース３の出口トレーサ濃度曲線を示している。
同図において、各ケースのトレース出口濃度の経時変化は、同様な傾向であり、入口トレース濃度の変化１００％に対し、出口では８〜１４％と変化幅が減少されて現れることがわかった。
【００３８】
特に、流入・流出量の違いに関係なく、液レベルが低い（運用下限レベル）時に出口ピーク値が高くなる傾向が見られた。
また、各ケースとも共通してピークは、トレーサ注入３０〜４０分後に現れた。
【００３９】
シミュレーション結果から分散σは常に小さく、入口変動に対する出口での応答は比較的小さいと考えられる。
なお、分散σは、入口性状変化に対して出口性状変化の変化率をいい、言い換えると、タンク入口から流入した石油製品がバイパスされたようにそのままタンク出口から流出する比率に相当する。
また、液レベルの低下に伴って製品タンク６０の出口ピーク値が高くなる傾向であった。このため、入口変化に対する出口での影響が最も大きくなるときの分散σを用いることで、製品要求品質上、安全方向で製品タンク６０の出口および製品タンク６０内の石油製品の性状を予測できる。
【００４０】
また、タンク出口性状をより正確に把握するためには、タンク内性状（製品タンク６０に貯蔵されている石油製品の性状）をこれまで以上に短い間隔で、より正確に表す必要がある。
なお、従来は、生産量、出荷量に関係なく、製品タンク６０の入口側におけるの分析計３０の時間平均値をタンクトラッキング値（タンク内性状の代表値）として使用していた。
そこで，これまでの流動シミュレーション解析結果および実タンクでの実測結果から分散σを用いて、新たにタンク出口性状推定式（式（２））を作成し、図７に示すタンク内性状を表す新たなタンク内性状推定式（式（１））を作成した。
【００４１】
タンク出口性状推定式
【数７】
2004217800.tif 000007
なお、分散σは実績及び流動シミュレーション結果から約０．１０〜０．４０を設定するとよい。この理由は、約０．１０より小さいと、タンク入口性状変化に対する出口推定性状の変化幅が実際より小さくなり、実際の出口性状が合格基準を下回る可能性があり、また、約０．４０より大きいとタンク入口性状変化に対する出口推定性状の変化幅が実際より大きくなり、実際の出口性状が合格基準を必要以上に上回り品質過剰となる可能性があるからである。
【００４２】
タンク内性状推定式
【数８】
2004217800.tif 000008
なお、トラッキングデータ解析上及び品質管理上の観点からからｔ＝１５ｍｉｎとして処理する（なお、計算は分単位で実施する。）。
【００４３】
図８は、従来のタンクトラッキング値と新規作成したタンクトラッキング値、および出口品質推定値の挙動を説明するための推定値曲線を示している。
同図において、従来は、分析計の変動に伴ってタンクトラッキング値（タンク内性状の代表値）も同様に変化し、管理値以下となっていたが、今回作成したタンク内性状推定式（式（１））では、製品タンク６０内の容量が考慮されるため、変化は小さく管理値（下限値）以上となる。
【００４４】
また、実際の製品タンク６０における出口実測値とタンク出口性状推定値との比較では、液レベルの低い場合や出口流量が小さい場合はタンク出口性状推定値と実測値はほぼ一致した。
一方、製品タンク６０内の液レベルや出口流量が大きくなるに伴い、実測値の方が小さくなったが、要求品質上安全方向であり問題ない。
なお、厳密には時間経過に伴い、製品タンク６０内のトラッキング値と実測値に差が生じてくるが、定期的に製品タンク６０内の品質をサンプリングし、タンク内品質値を更新することで歯止めとすることができる。
【００４５】
このように、本実施形態の製造装置１は、従来通りの分析計３０による連続監視に加え、タンク出口性状推定値とタンク内性状推定値を用いて石油製品の品質性状の上下限値を監視することができる。
これにより、分析計３０の振れ幅の限界値を緩和し、瞬間的な変動を許容することができ、連続生産のより一層の安定運転とより高精度に製品性状を目標設定値に合わせる生産を実施することができる。
【００４６】
また、本発明の適用範囲は、石油製品であるガソリンの製品タンク６０に限定されるものではなく、たとえば、球形タンク（ＬＰＧ用）を除く液状の石油製品（ナフサ、ガソリン、灯軽油、重油など）すべてのタンクに適用することができる。かかる場合には、タンク形状や流量、扱う流体性状等により、厳密には異なるため、実機にて入口変化に対する出口変化を確認した上で分散σを決定して適用する必要がある。
【００４７】
このように、本実施形態の演算制御部７０は、製品タンク６０の出口性状を推測することができ、この推測結果をブレンド装置２０に出力する。したがって、ブレンド装置２０は、この推測結果にもとづいて各基材Ａ〜Ｅのブレンドを行うので、連続生産における製品性状をよりシビアに目標設定値に合わせる運転を実現することができる。
また、製造装置１００は、製品タンク６０の入口で石油製品の性状が変動した場合であっても、製品タンク６０内の混合状態が定量的に把握できるので、タンク出口性状（製品タンク６０から流出する石油製品の性状）を予測することができ、石油製品の品質管理の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
［石油製品の製造方法］
また、本発明は、石油製品の製造方法の発明としても有効であり、以下に、図面を参照して説明する。
図９は、本発明のタンク緩衝効果を利用した石油製品の製造方法を説明するため概略フローチャート図を示している。
同図において、原油を蒸留・精製して得られた複数種の基材Ａ〜Ｅをブレンドして石油製品を生産し（ステップＳ１）、ブレンドされた石油製品の性状を分析測定し（ステップＳ２）する。
【００４９】
次に、生産された石油製品の生産量を測定し（ステップＳ３）、石油製品を製品タンク６０に貯蔵し（ステップＳ４）、ステップＳ２において測定された石油製品の性状，石油製品の生産量及び製品タンク６０からの所定の出荷量にもとづいて、製品タンク６０内及び製品タンク６０の出口における石油製品の性状を推定する（ステップＳ５）。
なお、上記所定の出荷量とは、通常、出荷中の石油製品の出荷量をいうものとする。
また、製品タンク６０内及び製品タンク６０の出口における石油製品の性状を、上述したように製品タンク６０内の流動シミュレーションを行うことにより推定するとよく、このようにすることにより、あらかじめ製品タンク６０に貯蔵されていた石油製品と新たに貯蔵された石油製品とが混ざりあう状況を流動シミュレーションにより知ることができ、より高精度に製品性状を目標設定値に合わせる運転を行うことができる。
【００５０】
次に、現在及び将来的に製品タンク６０内及び製品タンク６０の出口における石油製品の性状が品質目標値内に収まるように、複数種の基材Ａ〜Ｅをブレンドするブレンド比率を制御（調整）する（ステップＳ６）。
そして、製品タンク６０から連続的に石油製品を出荷する（ステップＳ７）。
【００５１】
このように、本実施形態における石油製品の製造方法によれば、製品タンク６０内及び出口における石油製品の性状を推定することができるので、連続生産における製品性状を目標設定値に高精度に合わせる運転を実現することができる。
また、上記流動シミュレーションを行ない、上述したように、式（１）及び式（２）を採用することにより、任意の時間が経過した後の製品タンク６０内の状況や製品タンク６０の出口性状を容易に推定することができる。また、膨大な計算量を有する非定常流動解析の計算を常時行わなくてもすむので、超高速のコンピュータ等を必要とせず、実現可能な推定手段（たとえば、パーソナルコンピュータ）によりフィードフォワード制御を行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態によりなんら限定されるものではなく、本発明の適用範囲内で種々に変更することが可能である。
たとえば、上記実施形態では、製品タンク６０の数量を二基としたが、製品タンク６０の数量はニ基に限定されるものではなく、たとえば、一基又は三基以上の数量にすることも可能である。
さらに、複数の製品タンク６０，これらの製品タンク６０への流入と流出を行うバルブ６２，６４、及び演算制御部７０に設けられたこれらバルブ６２，６４のバルブ制御手段（図示せず）とを備え、バルブ制御手段が演算制御部７０からの各推定結果にもとづいてバルブ６２，６４のバルブ制御を行う構成とするとよい。このようにすると、生産状況の瞬間的な変動により、ブレンド装置２０から合格基準に満たない石油製品が生産された場合、複数の製品タンク６０を使用することができるので、瞬間的な変動に対する対応力を高めることができる。
【００５３】
【発明の効果】
上述したように、本発明にかかる石油製品の製造方法及びその製造装置によれば、製品タンクへ石油製品を貯蔵しながら連続して出荷を行う石油製品の製造方法及び製造装置において、製品タンク内の緩衝効果を実際の製品タンクとシミュレーション解析によって定量的に評価することができるので、製品タンク内および製品タンクの出口における石油製品の性状をより正確に推定できる。そして、この推定値を活用することにより、製品タンクの入口性状の変動制約（分析計の上下限値）を緩和できるので、連続生産における製品性状を目標設定値により高精度に合わせることができる。
【００５４】
また、本発明にかかる石油製品の製造方法及びその製造装置によれば、製品タンクの入口で石油製品の性状が変動した場合であっても、製品タンク内の混合状態が定量的に把握できるので、タンク出口性状、すなわち、出荷される石油製品の性状の変動を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のタンク緩衝効果を利用した石油製品の製造装置を説明するための概略ブロック図を示している。
【図２】図２は、本発明の石油製品の製造装置における流動シミュレーション条件を説明するための概略図の例を示しており、（ａ）は製品タンクの構造メッシュの概略図を、（ｂ）は出口配管の拡大図を示している。
【図３】図３は、本発明のシミュレーション条件例における流動シミュレーション結果における概略速度ベクトル図を示している。
【図４】図４は、本発明のシミュレーション条件例における流動シミュレーション結果における概略等濃度界面図であり、（ａ）は投入開始から２０分後の等濃度界面図を、（ｂ）は投入開始から３０分後の等濃度界面図を、（ｃ）は投入開始から５０分後の等濃度界面図を、（ｄ）は投入開始から６０分後の等濃度界面図を示している。
【図５】図５は、本発明のシミュレーション条件例における出口濃度の経時変化を表す経時変化曲線を示している。
【図６】図６は、表１に示すトレーサ投入条件、及び表２に示すインパルス応答解析設定条件におけるタンク出口の濃度経時変化曲線であり、（ａ）はケース１の出口トレーサ濃度曲線を、（ｂ）はケース２の出口トレーサ濃度曲線を、（ｃ）はケース３の出口トレーサ濃度曲線を示している。
【図７】図７は、本発明の石油製品の製造装置における演算制御部におけるタンク内品質推定の概念図を示している。
【図８】図８は、従来のタンクトラッキング値と新規作成したタンクトラッキング値，および出口品質推定値の挙動を説明するための推定値曲線を示している。
【図９】図９は、本発明のタンク緩衝効果を利用した石油製品の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
【図１０】図１０は、従来のガソリンの製造装置を説明するための概略ブロック図を示している。
【図１１】図１１は、従来のガソリンの製造装置における概略トレンド図を示している。
【符号の説明】
１，１００  製造装置
１０  蒸留装置
１１  精製装置群
１２  タンカー
１３  基材タンク群
２０  ブレンド装置
３０  分析計
４０  ブレンド制御手段
６０  製品タンク
６１，６３  流量計
６２，６４  バルブ
６５  分析計
６６  流入口
６７  流出口
６８  出口配管
６８ａ  吸込み口
６８ｂ  吐出し口
７０  演算制御部
【図１】
2004217800.tif 000013
【図２】
2004217800.tif 000014
【図３】
2004217800.tif 000015
【図４】
2004217800.tif 000016
【図５】
2004217800.tif 000017
【図６】
2004217800.tif 000018
【図７】
2004217800.tif 000019
【図８】
2004217800.tif 000020
【図９】
2004217800.tif 000021
【図１０】
2004217800.tif 000022
【図１１】
2004217800.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月7日(2003.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記流動シミュレーションを行ない、
下記のタンク内性状推定式（式（１））及びタンク出口性状推定式（式（２））を用いて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定することを特徴とする請求項２記載の石油製品の製造方法。
【数１】
2004217800.tif 000024
【数２】
2004217800.tif 000025
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記推定手段が、前記製品タンク内の流動シミュレーションを行い、下記のタンク内性状推定式（式（１））及びタンク出口性状推定式（式（２））を用いて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定することを特徴とする請求項４記載の石油製品の製造装置。
【数３】
2004217800.tif 000026
【数４】
2004217800.tif 000027
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記流動シミュレーションを行ない、
下記のタンク内性状推定式（式（１））及びタンク出口性状推定式（式（２））を用いて、前記製品タンク内及び前記製品タンク出口における前記石油製品の性状を推定する方法としてある。
【数５】
2004217800.tif 000028
【数６】
2004217800.tif 000029
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
タンク式内性状推定式
【数８】
2004217800.tif 000030
なお、トラッキングデータ解析上及び品質管理上の観点からからｔ＝１５ｍｉｎとして処理する（なお、計算は分単位で実施する。）。
また、図７において、ｔ分後の石油総量Ｗは、石油の出荷がないものと仮定するとＷ＝Ｆ１×ｔ＋Ｖ０となり、この石油総量ＷからＦ２×ｔの石油が出荷されると、ｔ分後にタンク容量は、Ｖ０’となることから、Ｗ＝Ｆ２×ｔ＋Ｖ０’となる。
したがって、Ｗ＝Ｆ１×ｔ＋Ｖ０＝Ｆ２×ｔ＋Ｖ０’となり、Ｆ２×ｔは、  Ｆ２×ｔ＝Ｆ１×ｔ＋Ｖ０−Ｖ０’とすることができる。