(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同定テーブルを用いて分析対象を同定する分析方法であって、
前記同定テーブルは、一つの同定テーブル内に複数の分析対象を同定する同定データと、各分析対象が有する成分に対してその成分を同定する順序を定めた優先度値を備え、
分析対象を指定する指定工程と、
前記工程で指定された分析対象の成分の同定データを、前記同定テーブルに設定された優先度値の順に従って読み出す読み出し工程と、
前記優先度値の順に読み出した同定データと解析データを照合して各成分の同定を行う成分同定工程とを備えることを特徴とする、分析方法。
【請求項２】
前記優先度値は、同一分析対象における各成分のピーク値の大きさの順に従って定めることを特徴とする、請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
前記読み出し工程及び成分同定工程を、前記指定工程によって分析対象を変更して繰り返し、複数の分析対象を同定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の分析方法。
【請求項４】
前記同定データは、成分と、その成分のクロマトグラフのリテンションタイム及びバンド幅を備え、
前記成分同定工程は、解析データのリテンションタイム及びバンド幅を照合して各成分を同定することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一つに記載の分析方法。
【請求項５】
前記分析対象は、ガソリン種及び／又はガソリン基材種であり、
前記指定工程は、ガソリン種中の特定のガソリン、又はガソリン基材中の特定のガソリン基材を指定することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一つに記載の分析方法。
【請求項６】
前記成分は、パラフィン、オレフィン、ナフテン、及び芳香族の炭化水素を含むことを特徴とする、請求項５に記載の分析方法。
【請求項７】
複数の分析対象を同定する同定データと、各分析対象が有する成分に対してその成分を同定する順序を定めた優先度値を一つの同定テーブル内に記憶する同定テーブル記憶部と、
分析対象を指定する入力部と、
前記入力部で指定した分析対象について、その分析対象を同定する同定データを優先度に応じて前記同定テーブル記憶部から読み出し、読み出した同定データと解析データとの照合を順次行い、前記分析対象の成分を同定する同定演算を行う同定演算部とを備えることを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析方法及び分析装置に関し、特に、クロマトグラフによる解析データに基づいて行うガソリンやガソリン基材の分析に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンには炭素数４〜１２の炭化水素が３００成分以上含まれ、この炭化水素は、炭素数や構造によって、パラフィン、オレフィン、ナフテン、芳香族、その他の５つのタイプに大きく分けられる。このガソリンを炭化水素のタイプ別の分類し、定量する方法として、「日本工業規格  ガスクロによる全組成分析試験方法（JIS K-2536）」や「石油学会規格  ガソリン全組成分析法−キャピラリカラムガスクロマトグラム法（JPI-5S-52-99）」が知られており、一般にＰＯＮＡ分析と呼ばれている。
【０００３】
このＰＯＮＡ分析システムでは、ガソリンやガソリン基材中の各成分の容量濃度・重量濃度・mol比率を測定することにより、オクタン価・水素量・炭素量・平均密度・蒸気圧、蒸留性状を算出することができる。
【０００４】
また、ＰＯＮＡ分析に用いるクロマトグラムは非常にピーク数が多く、保持時間のわずかなずれにより同定に誤りが生じ、正確な測定が困難となる場合や、同定テーブルの修正に多くの時間を要する場合がある。
【０００５】
分析対象を一つのガソリン種やガソリン基材に特定せず、ガソリンやガソリン基材全般を分析対象とする場合に、リテンションタイム±バンド幅で定められる時間範囲を用いて同定を行うと、複数の成分のピーク位置が接近しているため、同時に複数の成分が同定の候補として選択され、一つに成分を特定することができない。
【０００６】
このため、分析対象に含まれない成分については予め除いて成分を絞った同定テーブルを、ガソリン種やガソリン基材ごとに用意しておき、対象試料の分析対象を予め想定し、この分析対象に合った同定テーブルを用いることで同定を行う必要がある。
【０００７】
また、リテンションタイム±バンド幅で定められる時間範囲内に、ピークが２本溶出した場合には、２本のピークを同じ成分として同定するといった問題や、また、一方のみを同定し他方を同定しないという問題がある。
【０００８】
対象試料が想定した分析対象である場合には、用意した同定テーブルによって同定を行うことができるが、同定テーブル以外の成分が溶出した場合は同定を行うことができない。また、想定するガソリン基材に、想定外の別のガソリン基材が混入した場合においても対応ができない。
【０００９】
上記の他、従来の分析では、個々のガソリン種やガソリン基材ごとに同定テーブルを用意する必要があり、用意した同定テーブルを全て個別に調整する必要があるため、手間がかかるという問題がある。
【００１０】
図９は、従来の分析における同定を説明するための図である。図９において、解析データ１０は分析対象ａと分析対象ｂを含むものとする。従来は、予め想定される分析対象ａ，ｂ，ｃ，…の同定に用いる同定テーブルＡ，Ｂ，Ｃ，…を用意しておき、これらの同定テーブルから選択した同定テーブルを用いて解析データを同定する。この際、同定テーブルＡ，Ｂ，Ｃ，…では、ピーク値等の調整を個別に行う。したがって、各分析対象に対応する同定テーブルを用意しておき、分析対象を変更する毎に、用意しておいた複数の同定テーブルから同定テーブルの選択し、選択した同定テーブルの調整を行う必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は上記課題を解決して、複数の分析対象を一つの同定テーブルで同定することを目的とし、同定テーブルの個数を減らし、同定テーブルの調整の手間を削減することを目的とする。
【００１２】
また、複数のガソリン種やガソリン基材種を一つの同定テーブルで同定することを目的とし、同定テーブルの数を減らし、同定テーブルの調整の手間を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の分析方法の態様は、同定テーブルを用いて分析対象を同定する分析方法であり、複数の分析対象に対して一つの同定テーブルを備える。この同定テーブルは、一同定テーブル内に複数の分析対象を同定する同定データと、各分析対象が有する成分に対してその成分を同定する順序を定めた優先度値を備える。
【００１４】
分析は、分析対象を指定する指定工程と、指定工程で指定された分析対象の成分の同定データを、同定テーブルに設定された優先度値の順に従って読み出す読み出し工程と、優先度値の順に読み出した同定データと解析データを照合して各成分の同定を行う成分同定工程とを備える。
【００１５】
本発明が備える同定テーブルは、各分析対象の各成分に対して優先度値を設定している。この優先度値は、各成分を特定するためのピーク位置に対して、例えばそのピーク値の大きさの順に従って設定される。この優先度値は、分析対象毎に固有に設定されるため、ピーク位置が近接した場合であっても、その優先度値によって各分析対象を区別して識別することができる。優先度値は、各分析対象内でのピーク値の順序を表すものであれば、数や記号等の任意の指標を用いることができる。
【００１６】
仮に、あるピーク位置におけるピーク値が同様の値であっても、その優先度値あるいは複数のピーク位置での優先度値の組み合わせは分析対象で異なるため、優先度値によってこれらの分析対象を区別して識別することができる。
【００１７】
そこで、本発明では、分析対象を設定し、その分析対象に設定される優先度値の順に従って各成分の同定を行うことによって、ピーク位置が近接している場合であっても分析対象を同定することができる。
【００１８】
また、設定する分析対象を切り替えて同様に同定を繰り返すことで、複数の分析対象について一つの同定テーブルで同定を行うことができる。
【００１９】
同定データは、成分と、その成分のクロマトグラフのリテンションタイム及びバンド幅を備えた構成とすることができ、成分同定工程では、解析データのリテンションタイム及びバンド幅を照合して各成分を同定する。
【００２０】
本発明の分析をガソリン分析に適用する場合には、ガソリン種やガソリン基材種を分析対象とし、指定工程において、ガソリン種中の特定のガソリンを指定したり、あるいはガソリン基材中の特定のガソリン基材を指定することで、分析対象を定めることができる。
【００２１】
ガソリン種としては、例えば、レギュラーガソリン、プレミアムガソリンがある。また、ガソリン基材種としては、例えば、ナフサ、アルキレート、リフォーメート、ＦＣＣ等がある。
【００２２】
ガソリン分析では、分析対象の成分として、パラフィン、オレフィン、ナフテン、及び芳香族の炭化水素を含み、これらのリテンションタイム、バンド幅、及び優先度値によって同定を行う。
【００２３】
また、本発明の分析装置の態様は、複数の分析対象を同定する同定データと、各分析対象が有する成分に対してその成分を同定する順序を定めた優先度値を一つの同定テーブル内に記憶する同定テーブル記憶部と、分析対象を指定する入力部と、入力部で指定した分析対象について、その分析対象を同定する同定データを優先度値に応じて同定データと解析データとの照合を順次行い、分析対象の成分を同定する同定演算を行う同定演算部とを備える。
【００２４】
入力部は、分析対象を指定する他に解析データを入力することができる。同定テーブル記憶部は、複数の分析対象の同定データを一つの同定テーブルに記憶しており、入力部で設定された分析対象の同定データを読み出し、この同定データに基づいて解析データとの照合を行って分析対象を同定する。この分析対象の同定において、各成分の同定を優先度値に従って順に行うことによって、ピーク位置が近接する分析対象と区別して同定を行うことができる。
【００２５】
本発明の態様によれば、一つの同定テーブルで、重複もしくは極近傍に溶出するピークを、分析対象毎に異なる成分で同定することが可能になる。
【００２６】
本発明の態様によれば、ガソリン、アルキレートガソリン、リフォーメートなどのガソリン種やガソリン基材種の同定テーブルを統一することにより、少ない同定テーブル数で多くの試料に対応が可能となる。
【００２７】
また、本発明の態様によれば、同定テーブルの調整の際には少ない数の同定テーブル中の保持時間の調整のみを行えばよくなり、複数の同定テーブル中の保持時間をそれぞれ調整する手間を軽減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、複数の分析対象を一つの同定テーブルで同定することができる。
【００２９】
また、同定テーブルの個数を減らし、同定テーブルの調整の手間を削減することができる。
【００３０】
また、複数のガソリン種やガソリン基材種を一つの同定テーブルで同定することができ、同定テーブルの数を減らして、同定テーブルの調整の手間を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図1、図２は本発明の分析方法による同定を説明するためのフローチャート、及び概略説明図である。
【００３３】
はじめに、分析を行う解析データ１０を入力しておく。ここで、解析データ１０は、分析対象Ａと分析対象Ｂを含む場合を例として説明する。なお、図２の右側の矩形内おいて、解析データ１０は実線で示し、分析対象Ａは破線で示し、分析対象Ｂは一点鎖線で示している(S1)。
【００３４】
解析データに含まれる分析対象を想定し、一つの同定テーブルに設けられた複数の分析対象の中からその想定した分析対象を設定する(S2)。
【００３５】
図３は本発明が備える同定テーブルを説明するための一例である。なお、ここでは、３つの分析対象Ａ，Ｂ，Ｃについて示し、成分Ｃ５，Ａ５，〜，Ａ６を有している。分析対象Ａは成分Ａ１，Ａ７，Ａ５にピークを有し、分析対象Ｂは成分Ｂ７，Ｂ１，Ｂ５にピークを有し、分析対象Ｃは成分Ｃ５，Ｃ１，Ｃ４，Ｃ７に各ピークを有するものとして示している。
【００３６】
なお、分析対象の各ピークは図２中の同定テーブルと対応して示している。なお、図２及び図３で示す分析対象の成分は、本発明の説明上から作成したもので、実際の成分を示すものではない。
【００３７】
各成分は保持時間Ｔとバンド幅Ｗの同定データを有すると共に、優先度値が設定されている。優先度値は、同定テーブルを用いて分析対象の同定を行う際に、同定に用いるピーク位置の選択順を定める優先順序を定めるものである。この優先度値は、例えば、各分析対象が有するピークのピーク値の大きさの順序で定めることができ、序列を表す数値や記号で示すことができる。図３では一例として１０段階で表している。
【００３８】
例えば、分析対象Ａでは、成分Ａ１，Ａ７，Ａ５，Ａ６にピークを有し、成分Ａ１には優先度値“１”が設定され、成分Ａ７には優先度値“７”が設定され、成分Ａ５には優先度値“５”が設定され、成分Ａ６には優先度値“６”が設定されている。したがって、分析対象Ａについて同定を行う際には、設定された優先度値に従って、優先度値“１”が設定された成分Ａ１についてその保持時間とバンド幅に基づいて成分を同定し、次に、優先度値“５”が設定された成分Ａ５についてその保持時間とバンド幅に基づいて成分を同定し、優先度値“６”が設定された成分Ａ６についてその保持時間とバンド幅に基づいて成分を同定し、優先度値“７”が設定された成分Ａ７についてその保持時間とバンド幅に基づいて成分を同定することで、分析対象の同定を行う。
【００３９】
そこで、定めた分析対象において優先度値を高い順から設定し(S3)、設定した優先度値の成分の同定データ（保持時間Ｔ、バンド幅Ｗ）を読み出し(S4)、解析データ１０のピークと照合して、その成分について同定を行う(S5)。
【００４０】
図２において一例として成分Ａについて見ると、同定テーブルには、上記したように、成分Ａ１，Ａ７，Ａ５，Ａ６にピークを有し、成分Ａ１，Ａ７，Ａ５，Ａ６にはそれぞれ優先度値“１”，“７”，“５”,“６”が設定されている。そこで、優先度値の最も高い優先度値“１”の成分Ａ１について、その保持時間ＴA1及びバンド幅ＷA1に基づいて成分同定を行う。
【００４１】
この優先度値“１”の成分Ａ１が同定された場合には、次の優先度値について同様に処理する。ここでは、次に優先度値が高い優先度値“５”の成分Ａ５について、その保持時間ＴA5及びバンド幅ＷA5に基づいて成分同定を行い、次に優先度値が高い優先度値“６”の成分Ａ６について、その保持時間ＴA6及びバンド幅ＷA6に基づいて成分同定を行い、さらに、次に優先度値が高い優先度値“７”の成分Ａ７について、その保持時間ＴA7及びバンド幅ＷA7に基づいて成分同定を行う。
【００４２】
同定テーブルに設定される全成分あるいは全成分中で定めた個数の成分について、上記した（S3）〜(S5)の各工程が完了した場合には、(S1)の工程で設定した分析対象について同定が完了する。なお、同定を行う成分の個数は、同定テーブルに設定される全成分にする他、同定テーブルによる分析対象の同定において識別できる最小個数に設定してもよい(S6)。その後、（S3）〜(S6)の工程によって同定された成分について濃度を求めることができる。なお、濃度の測定は、例えば、クロマトグラム等で知られた通常の算定方法を用いることができる。ここでは、濃度測定の詳細は省略する（S7)。
【００４３】
図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ分析対象Ａ，Ｂ，Ｃについて同定を行う例を示し、解析データは成分Ａと成分Ｂが同定され、成分Ｃについては同定されない場合を示している。
【００４４】
上記した（S3）〜(S7)の工程を、(S2)の工程において分析対象を変更して繰り返す(S8)。これによって、解析データ中に含まれる複数の分析対象を同定することができる。
【００４５】
図４は、上記した本発明の同定方法を、各機能ブロックで実現する際の構成について示している。なお、この構成は、ソフトウエアで実現する他に、ハードウエアで構成してもよい。
【００４６】
図４において、分析装置１は、同定を行う解析データの入力、及び分析対象の設定を行う入力部２と、各種データを記憶する記憶部３と、同定テーブルに設定される同定データに基づいて同定演算を行う同定演算部４を備える。
【００４７】
また、同定結果に基づいて成分濃度を求める濃度演算部５や、同定結果や濃度を表示する表示部６、同定結果や濃度を他の装置（例えば、記録装置や送信装置等）に出力する出力部７を備えてもよい。
【００４８】
上記記憶部３は、同定データを記憶する同定データ記憶部３Ａ、入力部２で入力された解析データを記憶する解析データ記憶部３Ｂ、同定演算部４で得られた同定結果を記憶する同定結果記憶部３Ｃを備える。同定データ記憶部３Ａは、前記したように、複数の分析対象について、その同定データ（成分のピーク位置を表す保持時間及びバンド幅）と、その成分の優先度値が記憶されている。また、同定データ記憶部３Ａは、入力部２から設定された分析対象に基づいて、その分析対象の同定データを同定演算部４に読み出す。
【００４９】
同定演算部４は、解析データ記憶部３Ｂに記憶された解析データについて、同定データ記憶部３Ａから読み出された同定データを用い、優先度値の順に従って各成分を同定して、分析対象を同定する。
【００５０】
なお、上記した構成例では、図示しない測定装置（例えば、クロマトグラム）で取得した解析データを分析する例を示しているが、測定装置はクロマトグラムに限らずその他の測定装置にも適用することができ、また、分析装置１内に測定装置を組み込ませた構成としてもよい。
【００５１】
以下、分析例について、図５のフローチャート、図６の同定テーブル例、図７，８のクロマトグラム例を用いて説明する。
【００５２】
図５に示すフローチャート及び図６の同定テーブル例は、分析対象として、レギュラーガソリン（ＲＧ）、プレミアムガソリン（ＰＧ）等のガソリン種、及びナフサ、アルキレートガソリン、リフォーメート等のガソリン基材種の場合を示し、優先度値として１０，３０，５０，７０，９０を設定した例を示している。なお、ここでは、優先度値１０が最も優先度値が高く、優先度値９０が最も優先度値が低いものとしている。
【００５３】
図５のフローチャートでは、解析データをレギュラーガソリン（ＲＧ）、プレミアムガソリン（ＰＧ）等のガソリン種、及びナフサ、アルキレートガソリン、リフォーメートの順で同定する例を示している。以下、いずれの分析対象も同様の手順であるため、ここでは、レギュラーガソリン（ＲＧ）を分析対象として場合について説明し、その他の分析対象については説明を省略する。
【００５４】
また、図６の同定テーブルは、分析対象としてレギュラーガソリン（ＲＧ）、プレミアムガソリン（ＰＧ）、及びアルキレートガソリンについて示している。
【００５５】
はじめに、レギュラーガソリン（ＲＧ）に設定される優先度値を用いて、優先度値１０成分のみを同定テーブルの溶出時間（保持時間）及びバンド幅で同定する。図６の同定テーブル中のレギュラーガソリン（ＲＧ）では、優先度値１０が設定される成分はトルエン（Toluene）であり、この保持時間及びバンド幅に基づいて解析データ中のトルエンの成分を同定する。
【００５６】
次に、残っているピークから、レギュラーガソリン（ＲＧ）の優先度値３０の成分のみを同定テーブルの溶出時間（保持時間）及びバンド幅で同定する。図６の同定テーブル中のレギュラーガソリン（ＲＧ）では、優先度値３０が設定される成分は存在しないため、ここでは優先度値３０が設定された成分の同定は行わない。
【００５７】
次に、残っているピークから、レギュラーガソリン（ＲＧ）の優先度値５０の成分のみを同定テーブルの溶出時間（保持時間）及びバンド幅で同定する。図６の同定テーブル中のレギュラーガソリン（ＲＧ）では、優先度値５０が設定される成分は1,t-2,c-3-trimethylcyciopentane(トリメチルシクロペンタン)、2,2,4- trimethylpentane(トリメチルペンタン)、C8=であり、この保持時間及びバンド幅に基づいて解析データ中のこれらの各成分を同定する。以下、同様にして、優先度値７０，９０について成分を同定し、同定した成分について濃度を算出する。
【００５８】
JIS K-2536-2の分析条件で分析を行った場合、トルエンと2,3,3トリメチルペンタンは重複する場合が多い。
【００５９】
ガソリン用の優先度値を設定する際にはトルエンを優先的に同定するように、アルキレートガソリンでは2,3,3トリメチルペンタンを優先的に同定するように優先度値を設定する。
【００６０】
トルエンが多く含まれているレギュラーガソリンを分析対象とする場合、分析対象の種類にレギュラーガソリンを設定し、同定テーブルに設定されるレギュラーガソリン用の優先度値を使用する。
【００６１】
トルエンの溶出時間±バンド幅には、トルエンと2,3,3トリメチルペンタンがともに溶出する可能性があるが、溶出したピークを優先的にトルエンに同定する。この同定において、トルエン溶出時間±バンド幅にピークが二つ溶出した場合には、面積値の大きいピークをトルエンとして同定し、面積値の低いピークを2,3,3トリメチルペンタンとして同定する。
【００６２】
一方、アルキレートガソリンを分析対象とする場合には、トルエンが含まれている量は非常に少なく2,3,3トリメチルペンタンが含まれている場合が非常に多い。そこで、同定テーブル中のアルキレートガソリン用の優先度値を使用して、トルエンの溶出時間±バンド幅に溶出するピークであっても優先的に2,3,3トリメチルペンタンに同定する。トルエン溶出時間の近傍にピークが二つ溶出した場合には、面積値の大きいピークを2,3,3トリメチルペンタンに同定し、面積値の低いピークをトルエンに同定する。
【００６３】
図７は、レギュラーガソリンを分析対象とした場合について、トルエンと2,3,3トリメチルペンタン（233TMC5）の同定例を示している。
【００６４】
まず、レギュラーガソリンにおいて優先度値１０が設定されている保持時間40.9668とバンド幅0.3から“40.9668±0.3”の範囲を定め、この範囲内で最も大きな成分をトルエンと同定する。
【００６５】
その後、残ったピークのうち優先度値７０が設定されている保持時間40,75623とバンド幅0.3から“40,75623±0.3”の範囲を定め、この範囲によって2,3,3トリメチルペンタンを同定する。
【００６６】
図８は、アルキレートガソリンを分析対象とした場合について、2,3,3トリメチルペンタンと2,3,4トリメチルペンタンの同定例を示している。
【００６７】
まず、アルキレートガソリンにおいて、優先度値３０が設定されている保持時間40,75623とバンド幅0.3から“40,75623±0.3”の範囲を定め、この範囲内で最も大きな成分を2,3,3トリメチルペンタンに同定する。
【００６８】
その後、残ったピークのうち優先度値５０が設定されている保持時間39,9695とバンド幅0.1から“39,9695±0.1”の範囲を定め、この範囲によって2,3,4トリメチルペンタンを同定する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、石油化学製品の分析に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の分析方法による同定を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の分析方法による同定を説明するための概略説明図である。
【図３】本発明が備える同定テーブルを説明するための一例である。
【図４】本発明の同定方法を各機能ブロックで実現する際の構成例を説明するための図である。
【図５】本発明による分析例を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明による分析例を説明するための同定テーブル例である。
【図７】本発明による分析例を説明するためのクロマトグラム例である。
【図８】本発明による分析例を説明するためのクロマトグラム例である。
【図９】従来の分析における同定を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…分析装置、２…入力部、３…記憶部、３Ａ…同定テーブル記憶部、３Ｂ…解析データ記憶部、３Ｃ…同定結果記憶部、４…同定演算部、５…濃度演算、６…表示部、７…出力部、１０…解析データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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