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特開2024-51527情報処理方法、ケイ素濃度算出装置、ケイ素濃度算出プログラム、及びコンピュータの非一時的可読記録媒体
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024051527
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】情報処理方法、ケイ素濃度算出装置、ケイ素濃度算出プログラム、及びコンピュータの非一時的可読記録媒体
(51)【国際特許分類】
C10G 99/00 20060101AFI20240404BHJP
C10G 45/02 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
C10G99/00
C10G45/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022157742
(22)【出願日】2022-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】000105567
【氏名又は名称】コスモ石油株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100126882
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 光永
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100147267
【弁理士】
【氏名又は名称】大槻 真紀子
(74)【代理人】
【識別番号】100209347
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 洋平
(72)【発明者】
【氏名】薄井 大輔
【テーマコード（参考）】
4H129
【Ｆターム（参考）】
4H129AA02
4H129CA04
4H129DA15
4H129KA06
4H129LA14
4H129LA20
4H129NA01
4H129NA37
4H129NA40
4H129NA42
4H129NA45
(57)【要約】
【課題】ケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応に関して、反応を開始してから所定時間経過した際の生成油中のケイ素濃度を推定することができる情報処理方法の提供。
【解決手段】ケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応に関して、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップと、取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップと、を含む、情報処理方法。
【選択図】なし
【解決手段】ケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応に関して、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップと、取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップと、を含む、情報処理方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、
前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップと、
取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップと、を含む、情報処理方法。
前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップと、
取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップと、を含む、情報処理方法。
【請求項2】
前記情報１は、反応次数に関する情報、活性化エネルギーに関する情報、及び頻度因子に関する情報を含み、
前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、
前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、請求項１に記載の情報処理方法。
前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、
前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項3】
前記ケイ素濃度算出ステップは、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式１に基づき行う、請求項１又は２に記載の情報処理方法。
前記式１中、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における液空間速度（ｈ－１）であり、Ｔ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における反応温度（Ｋ）であり、ｎは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数であり、Ｅａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ－１）であり、Ａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の頻度因子であり、Ｒは、気体定数（Ｊ・ｍｏｌ－１・Ｋ－１）であり、ＳｉＰＢは、標準化条件における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦＢは、標準化条件における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶＢは、標準化条件における液空間速度（ｈ－１）であり、ＴＢは、標準化条件における反応温度（Ｋ）であり、（ｔｘ－ｔｘ－１）≦３０日であり、θ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率であり、下式２により算出される。
前記式２中、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、ＣＳｉ∞は、前記触媒１ｇあたりの最大ケイ素堆積量（ｇ）である。
【数1】
【数2】
【請求項4】
触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、
前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出する演算部と、を含む、ケイ素濃度算出装置。
前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出する演算部と、を含む、ケイ素濃度算出装置。
【請求項5】
前記情報１は、反応次数に関する情報、活性化エネルギーに関する情報、及び頻度因子に関する情報を含み、
前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、
前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、請求項４記載のケイ素濃度算出装置。
前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、
前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、請求項４記載のケイ素濃度算出装置。
【請求項6】
前記演算部は、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式３に基づき行う、請求項４又は５に記載のケイ素濃度算出装置。
前記式３中、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における液空間速度（ｈ－１）であり、Ｔ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における反応温度（Ｋ）であり、ｎは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数であり、Ｅａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ－１）であり、Ａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の頻度因子であり、Ｒは、気体定数（Ｊ・ｍｏｌ－１・Ｋ－１）であり、ＳｉＰＢは、標準化条件における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦＢは、標準化条件における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶＢは、標準化条件における液空間速度（ｈ－１）であり、ＴＢは、標準化条件における反応温度（Ｋ）であり、（ｔｘ－ｔｘ－１）≦３０日であり、θ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率であり、下式４により算出される。
前記式４中、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、ＣＳｉ∞は、前記触媒１ｇあたりの最大ケイ素堆積量（ｇ）である。
【数3】
【数4】
【請求項7】
コンピュータを、請求項４又は５に記載のケイ素濃度算出装置として機能させるためのケイ素濃度算出プログラム。
【請求項8】
請求項７に記載のプログラムを記憶したコンピュータの非一時的可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報処理方法、ケイ素濃度算出装置、ケイ素濃度算出プログラム、及びコンピュータの非一時的可読記録媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
重油の需要減少により、主な重油基材である、原油を常圧蒸留装置により処理して得られる常圧蒸留残渣油や、前記常圧蒸留残渣油を減圧蒸留装置により処理して得られる減圧蒸留残渣油を付加価値の高い軽質油へと効率よく変換する技術が求められている。
【0003】
重油基材を軽質油へと変換する技術として、減圧蒸留残渣油を重質油熱分解装置（以下、「コーカー装置」ともいう。）で熱分解して得られるコーカー分解留分を水素化処理（水素化脱硫）して得られる留分を利用するプロセスが知られている。前記コーカー分解留分のうち、軽質な留分（コーカー分解ナフサ）は、水素化処理後、接触改質反応装置にて処理され、高付加価値の基礎化学品を含む留分が製造される。また、重質な留分（重質コーカー分解炭化水素油）は、水素化処理後、流動接触分解装置にて処理され、ガソリン、灯油、軽油等の中間留分が製造される。
【0004】
ところで、コーカー装置では、反応ドラム内での発泡を抑制するためにケイ素系の泡消剤が使用されている。そのため、コーカー装置で熱分解して得られる留分中には泡消剤由来のケイ素化合物が混入する。このケイ素化合物は、水素化処理において使用される水素化処理触媒の被毒物質であることが知られている。また、このケイ素化合物は、接触改質反応装置に充填されている接触改質触媒の永久被毒物質であることも知られている。したがって、接触改質反応装置に供給される水素化処理されたコーカー分解ナフサには、ケイ素化合物が実質的に含まれないようにする必要がある。そのためには、水素化処理触媒がコーカー分解ナフサに含まれるケイ素化合物を実質的に全て捕集する必要がある。
【0005】
特許文献１には、ケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサの水素化処理において、コーカー分解ナフサと共に０．０１～１０体積％の水を水素化処理触媒に供給することにより、水素化処理触媒のシリコン捕集能が向上することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第６５７６１２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述した通り、水素化処理触媒がコーカー分解ナフサに含まれるケイ素化合物を実質的に全て捕集できなくなったときが実質的に水素化処理触媒の寿命となる。具体的には、水素化処理反応における生成油中のケイ素濃度の実測値を測定し、前記実測値が予め定められた生成油中のケイ素濃度の設定上限値超となったときが水素化処理触媒の寿命となる。一方、前記実測値が前記設定上限値超となったときにはすでに接触改質反応装置にケイ素化合物が流入していることを意味する。したがって、水素化処理反応における生成油中のケイ素濃度を推定するための方法が望まれている。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、反応を開始してから所定時間経過した際の反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度を推定することができる情報処理方法、及び前記ケイ素濃度を推定することができるケイ素濃度算出装置、コンピュータを、前記ケイ素濃度算出装置として機能させるためのケイ素濃度算出プログラム、及び前記プログラムを記憶したコンピュータの非一時的可読記録媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を有する。
［１］ 触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップと、取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップと、を含む、情報処理方法。
［２］ 前記情報１は、反応次数に関する情報、活性化エネルギーに関する情報、及び頻度因子に関する情報を含み、前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、［１］に記載の情報処理方法。
［３］ 前記ケイ素濃度算出ステップは、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式１に基づき行う、［１］又は［２］に記載の情報処理方法。
前記式１中、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における液空間速度（ｈ－１）であり、Ｔ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における反応温度（Ｋ）であり、ｎは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数であり、Ｅａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ－１）であり、Ａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の頻度因子であり、Ｒは、気体定数（Ｊ・ｍｏｌ－１・Ｋ－１）であり、ＳｉＰＢは、標準化条件における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦＢは、標準化条件における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶＢは、標準化条件における液空間速度（ｈ－１）であり、ＴＢは、標準化条件における反応温度（Ｋ）であり、（ｔｘ－ｔｘ－１）≦３０日であり、θ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率であり、下式２により算出される。
前記式２中、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、ＣＳｉ∞は、前記触媒１ｇあたりの最大ケイ素堆積量（ｇ）である。
［４］ 触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する取得部と、前記取得部で取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出する演算部と、を含む、ケイ素濃度算出装置。
［５］ 前記情報１は、反応次数に関する情報、活性化エネルギーに関する情報、及び頻度因子に関する情報を含み、前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、［４］記載のケイ素濃度算出装置。
［６］ 前記演算部は、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式３に基づき行う、［４］又は［５］に記載のケイ素濃度算出装置。
前記式３中、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における液空間速度（ｈ－１）であり、Ｔ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における反応温度（Ｋ）であり、ｎは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数であり、Ｅａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ－１）であり、Ａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の頻度因子であり、Ｒは、気体定数（Ｊ・ｍｏｌ－１・Ｋ－１）であり、ＳｉＰＢは、標準化条件における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦＢは、標準化条件における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶＢは、標準化条件における液空間速度（ｈ－１）であり、ＴＢは、標準化条件における反応温度（Ｋ）であり、（ｔｘ－ｔｘ－１）≦３０日であり、θ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率であり、下式４により算出される。
前記式４中、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、ＣＳｉ∞は、前記触媒１ｇあたりの最大ケイ素堆積量（ｇ）である。
［７］ コンピュータを、［４］～［６］のいずれかのケイ素濃度算出装置として機能させるためのケイ素濃度算出プログラム。
［８］ ［７］に記載のプログラムを記憶したコンピュータの非一時的可読記録媒体。
［１］ 触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップと、取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップと、を含む、情報処理方法。
［２］ 前記情報１は、反応次数に関する情報、活性化エネルギーに関する情報、及び頻度因子に関する情報を含み、前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、［１］に記載の情報処理方法。
［３］ 前記ケイ素濃度算出ステップは、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式１に基づき行う、［１］又は［２］に記載の情報処理方法。
【数1】
【数2】
［４］ 触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する取得部と、前記取得部で取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出する演算部と、を含む、ケイ素濃度算出装置。
［５］ 前記情報１は、反応次数に関する情報、活性化エネルギーに関する情報、及び頻度因子に関する情報を含み、前記情報２は、原料油中のケイ素濃度に関する情報を含み、前記情報３は、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、及び原料油の供給量に関する情報を含む、［４］記載のケイ素濃度算出装置。
［６］ 前記演算部は、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式３に基づき行う、［４］又は［５］に記載のケイ素濃度算出装置。
【数3】
【数4】
［７］ コンピュータを、［４］～［６］のいずれかのケイ素濃度算出装置として機能させるためのケイ素濃度算出プログラム。
［８］ ［７］に記載のプログラムを記憶したコンピュータの非一時的可読記録媒体。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、反応を開始してから所定時間経過した際の反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度を推定することができる情報処理方法、及び前記ケイ素濃度を推定することができるケイ素濃度算出装置、コンピュータを、前記ケイ素濃度算出装置として機能させるためのケイ素濃度算出プログラム、及び前記プログラムを記憶したコンピュータの非一時的可読記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】一実施形態に係る情報処理方法のフローチャートである。
【図2】一実施形態に係る情報処理方法のフローチャートである。
【図3】一実施形態に係る情報処理方法のフローチャートである。
【図4】一実施形態に係るケイ素濃度算出装置の構成ブロック図である。
【図5】実施例１における各触媒層の反応３５０日経過時の触媒のケイ素堆積量の実測値と推定値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下の記載は本発明の実施態様の一例であり、本発明はこれらの内容に限定されず、その要旨の範囲内で変形して実施することができる。
【0013】
≪情報処理方法≫
本実施形態の情報処理方法は、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップ（図１のＳ１）と、取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップ（図１のＳ２）と、を含む。
本実施形態の情報処理方法は、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する情報取得ステップ（図１のＳ１）と、取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するケイ素濃度算出ステップ（図１のＳ２）と、を含む。
【0014】
以下、各ステップについて説明を行う。なお、以下に示す各ステップは、例えば、本実施形態のケイ素濃度算出装置１によって実行される。例えば、Ｓ１は取得部１１によって実行され、Ｓ２は計算機本体１２における演算部１３によって実行される。
【0015】
＜情報取得ステップ＞
本実施形態の情報取得ステップは、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得するステップである。
本実施形態の情報取得ステップは、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得するステップである。
【0016】
ｔｘ、ｔｘ－１は整数でも小数でもよく、０≦ｔｘ－１＜ｔｘである。ｘは、反応を開始してからｘ回目に本実施形態の情報処理方法を実施したことを示し、１以上の整数である。例えば、ｔｘ＝０．５の場合、反応を開始してから１２時間経過時を意味する。また、ｔｘ、ｔｘ－１は、本実施形態の情報処理方法を実施する時からみて過去でも、現在でも、未来でもよい。例えば、本実施形態の情報処理方法を実施する時が、反応を開始してから２日経過時であり、ｔｘが４の場合、２日後（未来）におけるケイ素化合物濃度を推定することとなる。
【0017】
（情報１）
情報１は、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報である。触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報としては、触媒の反応速度定数に関する情報、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報、触媒の活性化エネルギーに関する情報、及び触媒の頻度因子に関する情報が例として挙げられ、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報、触媒の活性化エネルギーに関する情報、及び触媒の頻度因子に関する情報であることが好ましい。
情報１は、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報である。触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報としては、触媒の反応速度定数に関する情報、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報、触媒の活性化エネルギーに関する情報、及び触媒の頻度因子に関する情報が例として挙げられ、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報、触媒の活性化エネルギーに関する情報、及び触媒の頻度因子に関する情報であることが好ましい。
【0018】
触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報、触媒の活性化エネルギーに関する情報、及び触媒の頻度因子に関する情報は、本分野で公知の方法により求めることができる。以下一例を説明する。
【0019】
・触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数
触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報は、下式５で表されるアレニウスの式に基づいて、本分野で公知の方法により求めることができる。
触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報は、下式５で表されるアレニウスの式に基づいて、本分野で公知の方法により求めることができる。
【0020】
【数5】
【0021】
液空間速度、反応温度、水素分圧、水素／原料油比、原料中の硫黄濃度、原料中のケイ素濃度を一定の条件とし、コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応を行い、生成油中のケイ素濃度を測定する。下式６で表される反応速度式のＳｉＦに原料油中のケイ素濃度を、ＳｉＰに得られた生成油中のケイ素濃度を、ＬＨＳＶに液空間速度を代入する。得られた左辺の結果を縦軸に、１／ＬＨＳＶを横軸にプロットする。なお、この場合、縦軸はｎの関数となる。
【0022】
【数6】
【0023】
前記条件において液空間速度のみを変更して、同様の反応を行い、同様のプロットを得る。ｙ１種類の液空間速度に関して同様の操作を行い、ｙ１種類の液空間速度に由来するｙ１個の上記プロットを得る。得られたプロットを基に原点を通るように回帰直線を引き、ｙ＝ｃｘで表される直線を得る。ｙは［１／（ｎ－１）｛（１／ＳｉＰ
ｎ－１）－（１／ＳｉＦ
ｎ－１）｝］であり、ｘは１／ＬＨＳＶであり、ｃはｋとなる。ｅｘｃｅｌ等で相関関数を求め、相関係数が最も１に近づくｎを求める。得られたｎが反応次数となる。なお、ｎは小数点第１位のオーダーで求めればよい。
【0024】
上記ｙ１は３以上の整数である。ｙ１の数が多い方が、より精度の高いｎを得ることができる。一方、ｙ１の数が多すぎると、ｎを得るために時間が掛かり効率的ではない。本実施形態においては、ｙ１は３～１０であることが好ましく、５～８であることがより好ましい。
【0025】
ｎを求める上での反応温度、水素分圧、水素／原料油比、原料油中の硫黄濃度、原料油中のケイ素濃度は、実機運転条件に即した条件とすることが好ましい。
そのような反応温度としては、例えば１７０～３９０℃であり、水素分圧は、３．０～５．５ＭＰａであり、水素／原料油比は、４００～２，０００［Ｎｍ３/ｋＬ］であり、原料油中の硫黄濃度は、１，０００～１５，０００質量ｐｐｍであり、原料油中のケイ素濃度は、０．１～４０．０質量ｐｐｍである。
ｙ１種類の液空間速度も同様に実機運転条件に即した条件とすることが好ましい。このような液空間速度としては、０．１～２．０ｈ－１である。
そのような反応温度としては、例えば１７０～３９０℃であり、水素分圧は、３．０～５．５ＭＰａであり、水素／原料油比は、４００～２，０００［Ｎｍ３/ｋＬ］であり、原料油中の硫黄濃度は、１，０００～１５，０００質量ｐｐｍであり、原料油中のケイ素濃度は、０．１～４０．０質量ｐｐｍである。
ｙ１種類の液空間速度も同様に実機運転条件に即した条件とすることが好ましい。このような液空間速度としては、０．１～２．０ｈ－１である。
【0026】
・触媒のケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギー、頻度因子
前記式５で表されるアレニウスの式中の活性化エネルギーＥをケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギーＥａとし、両辺の自然対数を取ると、下式７で表される式となる。
前記式５で表されるアレニウスの式中の活性化エネルギーＥをケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギーＥａとし、両辺の自然対数を取ると、下式７で表される式となる。
【0027】
【数7】
【0028】
液空間速度、反応温度、水素分圧、水素／原料油比、原料中の硫黄濃度、原料中のケイ素濃度を一定の条件とし、コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応を行い、生成油中のケイ素濃度を測定する。前記式６で表されるケイ素化合物吸着反応速度式のＳｉＦに原料油中のケイ素濃度を、ＳｉＰに得られた生成油中のケイ素濃度を、ＬＨＳＶに液空間速度を、ｎに上述の方法で求めた反応次数を代入して、反応速度定数ｋを求める。得られた反応速度定数を前記式７に代入し、得られた左辺の結果（ｌｎｋ）を縦軸に、１／Ｔを横軸にプロットする。
【0029】
前記条件において反応温度のみを変更して、同様の反応を行い、同様のプロットを得る。ｚ１種類の反応温度に関して同様の操作を行い、ｚ１種類の反応温度に由来するｚ１個の上記プロットを得る。得られたプロットを基に回帰直線を引き、その傾きを求める。この傾きはＥａ／Ｒであるため、傾きからＲを除すことによりケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギーＥａを求めることができる。また、切片はｌｎＡであることから、触媒のケイ素化合物吸着反応の頻度因子Ａを求めることができる。
【0030】
上記ｚ１は３以上の整数である。ｚ１の数が多い方が、より精度の高いＥａ、Ａを得ることができる。一方、ｚ１の数が多すぎると、Ｅａ、Ａを得るために時間が掛かり効率的ではない。本実施形態においては、ｚ１は３～１０であることが好ましく、５～８であることがより好ましい。
【0031】
Ｅａ、Ａを求める上での反応温度、水素分圧、水素／原料油比、原料油中の硫黄濃度、原料油中のケイ素濃度は、実機運転条件に即した条件とすることが好ましい。このような条件としては、ｎを求める部分で説明した条件が例として挙げられる。
【0032】
（情報２）
情報２は、任意の反応ｔｘ日経過時における原料油に関する情報である。原料油に関する情報としては、原料油中の組成に関する情報が例として挙げられ、原料油の組成に関する情報としては、原料油中のケイ素濃度に関する情報、原料油中の硫黄濃度に関する情報が例として挙げられ、原料油中のケイ素濃度に関する情報であることが好ましい。
情報２は、任意の反応ｔｘ日経過時における原料油に関する情報である。原料油に関する情報としては、原料油中の組成に関する情報が例として挙げられ、原料油の組成に関する情報としては、原料油中のケイ素濃度に関する情報、原料油中の硫黄濃度に関する情報が例として挙げられ、原料油中のケイ素濃度に関する情報であることが好ましい。
【0033】
原料油中のケイ素濃度に関する情報は、本分野で公知のケイ素濃度の測定方法により得ることができ、例えば、誘導結合プラズマ質量分析法(ＩＣＰ－ＭＳ法)、蛍光Ｘ線分析法等により求めることができる。また、原料油中のケイ素濃度は、原料油を変更することにより制御することができる。原料油中のケイ素濃度に関する情報は設定値であることが好ましい。すなわち、使用を予定している原料油のケイ素濃度を使用することができる。
【0034】
原料油中の硫黄濃度に関する情報は、本分野で公知の硫黄濃度の測定方法により得ることができ、例えば、紫外蛍光法、波長分散蛍光Ｘ線法等により求めることができる。また、原料油中の硫黄濃度は、原料油を変更することにより制御することができる。原料油中の硫黄濃度に関する情報は設定値であることが好ましい。すなわち、使用を予定している原料油の硫黄濃度を使用することができる。
【0035】
（情報３）
情報３は、任意の反応ｔｘ経過時における運転条件に関する情報である。運転条件に関する情報としては、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、原料油の供給量に関する情報、水素分圧に関する情報、水素の供給量に関する情報が例として挙げられ、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、原料油の供給量に関する情報であることが好ましい。また、運転条件には、前記ｔｘ日、ｔｘ－１日等の時間の情報も含まれる。
情報３は、任意の反応ｔｘ経過時における運転条件に関する情報である。運転条件に関する情報としては、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、原料油の供給量に関する情報、水素分圧に関する情報、水素の供給量に関する情報が例として挙げられ、触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、原料油の供給量に関する情報であることが好ましい。また、運転条件には、前記ｔｘ日、ｔｘ－１日等の時間の情報も含まれる。
【0036】
触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、原料油の供給量に関する情報、水素分圧に関する情報、水素の供給量に関する情報は、本分野において公知の方法により求めることができる。触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、原料油の供給量に関する情報、水素分圧に関する情報、水素の供給量に関する情報は、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応において制御することが可能である。運転条件に関する情報は設定値であることが好ましい。すなわち、予定の運転条件を使用することが好ましい。
【0037】
（情報４）
情報４は、反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報である。本明細書において「触媒のケイ素被覆率」とは、触媒１ｇあたりの最大ケイ素堆積量に対する触媒１ｇあたりのケイ素堆積量の割合を意味する。
情報４は、反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報である。本明細書において「触媒のケイ素被覆率」とは、触媒１ｇあたりの最大ケイ素堆積量に対する触媒１ｇあたりのケイ素堆積量の割合を意味する。
【0038】
触媒１ｇあたりの最大ケイ素堆積量（単位：質量％、以下、「ＣＳｉ∞」ともいう）は、触媒固有の値であり、本分野で公知の方法により求めることができる。ＣＳｉ∞の求め方の例としては、例えば、実機又はベンチスケールにおいて、想定する実機運転条件の反応温度、ＬＨＳＶ、水素分圧、水素／原料油比、原料油中のケイ素濃度、硫黄濃度で反応を行う。そして、生成油中のケイ素濃度を経時的に分析する。ケイ素化合物は触媒に堆積するため、反応当初は、「原料油中のケイ素濃度＞生成油中のケイ素濃度」であるが、生成油中のケイ素濃度は徐々に高くなり、最終的に、「原料油中のケイ素濃度＝生成油中のケイ素濃度」となる。「原料油中のケイ素濃度＝生成油中のケイ素濃度」となった段階で反応を停止し、触媒を抜出し、触媒中のケイ素濃度を測定し、得られた値をＣＳｉ∞とする。触媒中のケイ素濃度は、誘導結合プラズマ－発光分光法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）又は原子吸光法（ＡＡＳ）により測定することができる。
【0039】
ＣＳｉ∞は、触媒によっては、温度依存性を有することがある。温度依存性の有無は、以下の方法によって求めることができる。上記ＣＳｉ∞の求め方の方法を異なる反応温度で実施し、それぞれのＣＳｉ∞を得る。反応温度（Ｋ）を横軸に、ＣＳｉ∞を縦軸にプロットし、ｙ＝ａｘ＋ｂで表される式を得る。ａ＝０の場合は、ＣＳｉ∞が温度依存性を有しないと判断でき、ｂをＣＳｉ∞とする。ａ≠０の場合は、ａがＣＳｉ∞の温度依存性を示す項となる。この場合、ａｘ＋ｂをＣＳｉ∞とする（ｘは反応温度）。以下ｂをＣＳｉ∞（０）ともいう。
【0040】
＜ケイ素濃度算出ステップ＞
ケイ素濃度算出ステップは、前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するステップである。
ケイ素濃度算出ステップは、前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出するステップである。
【0041】
上述したように、触媒には固有のＣＳｉ∞が存在する。したがって、原料油中の全てのケイ素化合物が触媒上に堆積すると仮定すると、理論上は、触媒層に供給した原料油中の合計のケイ素量（ｇ）が、「ＣＳｉ∞（ｇ／１ｇ）×触媒充填量（ｇ）」を上回ったときに、反応器出口の生成油中に検出され、それ以後の生成油中のケイ素濃度は原料油中のケイ素濃度と等しくなるはずである。
【0042】
しかしながら、本願の発明者の検討によると、上記理論上の計算のみでは生成油中のケイ素濃度を精度高く推定できないことが判明した。この理由としては、上記理論では、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報を考慮していないことが考えられる。例えば、ケイ素化合物吸着反応は、原料油中のケイ素濃度の前記情報２、反応温度、液空間速度等の前記情報３、触媒のケイ素被覆率の前記情報４などにより影響を受ける。
【0043】
本願の発明者は、ケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報を考慮することにより、生成油中のケイ素濃度を精度高く推定可能となることを見出した。
【0044】
すなわち、前記情報１、前記情報２、前記情報３、前記情報４、及び対応する反応ｔｘ日経過時の生成油中のケイ素濃度の実測値をデータセットとし、前記データセットを用いたディープラーニングなどの機械学習や、本技術分野において汎用的に使用される回帰分析等によって前記情報１、前記情報２、前記情報３、前記情報４を基に反応ｔｘ日経過時の生成油中のケイ素濃度の実測値を算出可能な関数を生成することが可能である。このような関数に基づいて、反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出することができる。
【0045】
本願の発明者は、前記情報１、前記情報２、前記情報３、前記情報４、及び対応する反応ｔｘ日経過時の生成油中のケイ素濃度の実測値から関数を検討した。その結果、前記情報２における原料油中の硫黄濃度は、反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度にほとんど影響を及ぼさないことが判明した。一方、前記情報２における原料油中のケイ素濃度は、反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に大きく影響を及ぼすことが判明した。さらに、前記情報３における水素分圧に関する情報、水素の供給量に関する情報は、反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度にほとんど影響を及ぼさないことが判明した。一方、前記情報３における触媒充填量に関する情報、反応温度に関する情報、原料油の供給量は、反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に大きく影響を及ぼすことが判明した。このような検討の結果、本願の発明者は、後述の式１のような関数（式）を見出した。但し、以下の関数（式）はあくまで一例であり、例えば、以下の関数（式）にさらに他の情報２（原料油中の硫黄濃度等）、情報３（水素分圧に関する情報、水素の供給量に関する情報）を付加してよい。また、以下の関数（式）では情報１として、触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数に関する情報、触媒の活性化エネルギーに関する情報、及び触媒の頻度因子に関する情報を使用しているが、例えば、情報１として、触媒の反応速度定数に関する情報を使用して別の関数（式）とすることもできる。
【0046】
本発明の一実施形態においては、ケイ素濃度算出ステップは、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式１に基づき行うことが好ましい。
前記式１中、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における液空間速度（ｈ－１）であり、Ｔ（ｔ（ｘ））は、前記反応ｔｘ日経過時における反応温度（Ｋ）であり、ｎは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数であり、Ｅａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ－１）であり、Ａは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の頻度因子であり、Ｒは、気体定数（Ｊ・ｍｏｌ－１・Ｋ－１）であり、ＳｉＰＢは、標準化条件における生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦＢは、標準化条件における原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶＢは、標準化条件における液空間速度（ｈ－１）であり、ＴＢは、標準化条件における反応温度（Ｋ）であり、（ｔｘ－ｔｘ－１）≦３０日であり、θ（ｔ（ｘ－１））は、前記反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率であり、下式２により算出される。
【数8】
【0047】
ｎ、Ｅａ、Ａは、前記情報１である。
ＳｉＦ（ｔ（ｘ））は、前記情報２である。
ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））、Ｔ（ｔ（ｘ））は前記情報３である。なお、なお、ＬＨＳＶは、原料油の供給量（体積／ｈ）を触媒充填量（体積）で除すことにより求めることができる。
θ（ｔ（ｘ－１））は、前記情報４である。
ＳｉＦ（ｔ（ｘ））は、前記情報２である。
ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））、Ｔ（ｔ（ｘ））は前記情報３である。なお、なお、ＬＨＳＶは、原料油の供給量（体積／ｈ）を触媒充填量（体積）で除すことにより求めることができる。
θ（ｔ（ｘ－１））は、前記情報４である。
【0048】
ＳｉＰＢ、ＳｉＦＢ、ＬＨＳＶＢ、ＴＢは、定数（以下、標準化定数ともいう）である。標準化定数は、例えば、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））が実測の生成油中のケイ素濃度と同じになるＳｉＰＢ、ＳｉＦＢ、ＬＨＳＶＢ、ＴＢの組み合わせとして求めることができる。
【0049】
また、標準化定数は以下の方法によっても求めることができる。
想定する実機運転条件の触媒の充填構成、原料油を使用して反応を行う。この際、反応初期において生成油中にケイ素が検出できるような反応温度、ＬＨＳＶ、原料油中のケイ素濃度とする。具体的には、反応温度を想定する実機運転条件より低くし、ＬＨＳＶを想定する実機運転条件より高くし、原料油中のケイ素濃度を実機運転条件より高くする。なお、反応初期とは例えば、反応を開始してから０．１日～１日が例として挙げられる。また、生成油中のケイ素濃度としては、例えば０．２～５．０質量ｐｐｍが例として挙げられる。反応温度としては、例えば、想定する実機運転条件の反応温度の０．８～１．２倍（℃換算）、ＬＨＳＶとしては想定する実機運転条件のＬＨＳＶの０．５～２．０倍としてもよい。
上記初期における生成油中のケイ素濃度をＳｉＰＢ、反応温度をＴＢ、ＬＨＳＶをＬＨＳＶＢ、原料油中のケイ素濃度をＳｉＦＢとしてもよい。
想定する実機運転条件の触媒の充填構成、原料油を使用して反応を行う。この際、反応初期において生成油中にケイ素が検出できるような反応温度、ＬＨＳＶ、原料油中のケイ素濃度とする。具体的には、反応温度を想定する実機運転条件より低くし、ＬＨＳＶを想定する実機運転条件より高くし、原料油中のケイ素濃度を実機運転条件より高くする。なお、反応初期とは例えば、反応を開始してから０．１日～１日が例として挙げられる。また、生成油中のケイ素濃度としては、例えば０．２～５．０質量ｐｐｍが例として挙げられる。反応温度としては、例えば、想定する実機運転条件の反応温度の０．８～１．２倍（℃換算）、ＬＨＳＶとしては想定する実機運転条件のＬＨＳＶの０．５～２．０倍としてもよい。
上記初期における生成油中のケイ素濃度をＳｉＰＢ、反応温度をＴＢ、ＬＨＳＶをＬＨＳＶＢ、原料油中のケイ素濃度をＳｉＦＢとしてもよい。
【0050】
（ｔｘ－ｔｘ－１）は３０日以下であることが好ましく、７日以下であることがより好ましく、１日以下であることがさらに好ましい。全反応期間をｙ日間とした場合、（ｔｘ－ｔｘ－１）はｙ／４３～ｙ／４２日であることが好ましく、ｙ／１８６～ｙ／１６３日であることがより好ましく、ｙ／１，３００～ｙ／６５０日であることがさらに好ましい。（ｔｘ－ｔｘ－１）は、実質的に本実施形態の情報処理方法を行う間隔を意味する。この間隔が前記上限値以下であると、前記情報４の正確性が向上し、得られるケイ素濃度の精度が向上する。
【0051】
ＳｉＦ（ｔ（ｘ））、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））、Ｔ（ｔ（ｘ））のいずれか一つ以上を変更する場合、その直前にケイ素濃度算出ステップ、すなわち、生成油中のケイ素濃度の算出を前記式１に基づき行うことが好ましい。すなわち、反応ｔｘ－１日経過時～反応ｔｘ日経過時においてＳｉＦ（ｔ（ｘ））、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））、Ｔ（ｔ（ｘ））は一定とすることが好ましい。
【0052】
【数9】
【0053】
なお、ＣＳｉ∞が温度依存性を有しない場合は、上述のＣＳｉ∞（０）を前記式２におけるＣＳｉ∞として使用する。一方、ＣＳｉ∞が温度依存性を有する場合は、上述のａ、Ｓｉ∞を使用し、ａＴ（ｔ（ｘ））＋ＣＳｉ∞（０）を前記式２におけるＣＳｉ∞として使用する。
【0054】
【数10】
【0055】
また、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－２））も同様に、前記式８により求めることができる。すなわち、前記８においてＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））をＣＳｉ（ｔ（ｘ－２））として、求めることができる。
すなわち、反応開始時の触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であるＣＳｉ（０）の値から、前記式８を繰り返し計算することにより、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））を求めることができる。ＣＳｉ（０）はフレッシュ触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、通常は０であるが、フレッシュ触媒が不純物としてケイ素を含む場合は、触媒１ｇあたりの前記不純物量（ｇ）をＣＳｉ（０）とすることができる。
すなわち、反応開始時の触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であるＣＳｉ（０）の値から、前記式８を繰り返し計算することにより、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））を求めることができる。ＣＳｉ（０）はフレッシュ触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、通常は０であるが、フレッシュ触媒が不純物としてケイ素を含む場合は、触媒１ｇあたりの前記不純物量（ｇ）をＣＳｉ（０）とすることができる。
【0056】
（触媒層が２層以上の場合）
反応管に充填されている触媒が２種類以上（触媒層が２層以上）の場合がある。触媒の種類が異なると、前記情報１、前記情報４は異なる。また、各触媒層の触媒充填量が異なると、液空間速度（前記情報３）が異なる。
触媒が１種類（触媒層が１層）の場合でも、触媒層の位置によって反応温度（前記情報３）が異なることがある。また、触媒層の位置によって原料油中のケイ素濃度も異なる（反応器入口側の原料油中のケイ素濃度≧反応器出口側の原料油中のケイ素濃度）。
反応管に充填されている触媒が２種類以上（触媒層が２層以上）の場合、触媒層ごとに、生成油中のケイ素濃度の算出を前記１式に基づき行い、反応器の最も出口側の触媒層における生成油中のケイ素濃度を算出すればよい。
触媒層の位置によって反応温度（前記情報３）が異なる場合、実質的に同じ反応温度の触媒層ごとに、生成油中のケイ素濃度の算出を前記式１に基づき行い、反応器の最も出口側の触媒層における生成油中のケイ素濃度を算出すればよい。また、触媒層の位置によって原料油中のケイ素濃度（前記情報２）が異なるため、触媒層ごとに、生成油中のケイ素濃度の算出を前記式１に基づき行い、反応器の最も出口側の触媒層における生成油中のケイ素濃度を算出すればよい。
以下、具体的に説明する。
反応管に充填されている触媒が２種類以上（触媒層が２層以上）の場合がある。触媒の種類が異なると、前記情報１、前記情報４は異なる。また、各触媒層の触媒充填量が異なると、液空間速度（前記情報３）が異なる。
触媒が１種類（触媒層が１層）の場合でも、触媒層の位置によって反応温度（前記情報３）が異なることがある。また、触媒層の位置によって原料油中のケイ素濃度も異なる（反応器入口側の原料油中のケイ素濃度≧反応器出口側の原料油中のケイ素濃度）。
反応管に充填されている触媒が２種類以上（触媒層が２層以上）の場合、触媒層ごとに、生成油中のケイ素濃度の算出を前記１式に基づき行い、反応器の最も出口側の触媒層における生成油中のケイ素濃度を算出すればよい。
触媒層の位置によって反応温度（前記情報３）が異なる場合、実質的に同じ反応温度の触媒層ごとに、生成油中のケイ素濃度の算出を前記式１に基づき行い、反応器の最も出口側の触媒層における生成油中のケイ素濃度を算出すればよい。また、触媒層の位置によって原料油中のケイ素濃度（前記情報２）が異なるため、触媒層ごとに、生成油中のケイ素濃度の算出を前記式１に基づき行い、反応器の最も出口側の触媒層における生成油中のケイ素濃度を算出すればよい。
以下、具体的に説明する。
【0057】
具体的には、ケイ素濃度算出ステップは、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を下式９に基づき行うことが好ましい。
前記式９中、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、前記反応ｔｘ日経過時におけるｄ層目の触媒層出口の生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、前記反応ｔｘ日経過時におけるｄ層目の触媒層入口の原料油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）であり、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、前記反応ｔｘ日経過時におけるｄ層目の触媒層の液空間速度（ｈ－１）であり、Ｔ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、前記反応ｔｘ日経過時におけるｄ層目の触媒層の反応温度（Ｋ）であり、ｎは、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応次数であり、Ｅａ［ｄ］は、ｄ層目の触媒層の触媒のケイ素化合物吸着反応の活性化エネルギー（Ｊ・ｍｏｌ－１）であり、Ａ［ｄ］は、ｄ層目の触媒層の触媒のケイ素化合物吸着反応の頻度因子であり、Ｒは、気体定数（Ｊ・ｍｏｌ－１・Ｋ－１）であり、Ｚは、（１／ＳＰＢ
ｎ－１－１／ＳＦＢ
ｎ－１）（ＬＨＳＶＢ）であり、ＳｉＰＢ、ＳｉＦＢ、ＬＨＳＶＢ、ＴＢは、前記式１と同じであり、（ｔｘ－ｔｘ－１）≦３０日であり、θ（ｔ（ｘ－１））［ｄ］は、前記反応ｔｘ－１日経過時におけるｄ層目の触媒層の触媒のケイ素被覆率であり、下式１０により算出される。なお、触媒層は２層以上であり、ｄの値が小さい方が反応器入口側を示す。すなわち、ｄ＝１は反応器の最も入口側の触媒層を意味する。
【数11】
【0058】
前記式９において、ｄ＝１の場合（反応器の最も入口側の触媒層の場合）、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、前記式１中のＳｉＦ（ｔ（ｘ））である。一方、ｄ≧２の場合、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ－１］である。ＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ－１］は、前記反応ｔｘ日経過時におけるｄ－１層目の触媒層出口の生成油中のケイ素濃度（質量ｐｐｍ）である。また、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ－１］も同様に、前記式９により求めることができる。すなわち、前記式９においてＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ］をＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ－１］として求めることができる。すなわち、本実施形態においては、ｄ≧２の場合、触媒層入口の原料油中のケイ素濃度として、一つ手前の触媒層出口の生成油中のケイ素濃度を使用する。
【0059】
ｎ、Ｅａ［ｄ］、Ａ［ｄ］は、前記情報１である。
ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、前記情報２である。
ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））［ｄ］、Ｔ（ｔ（ｘ））［ｄ］は前記情報３である。なお、なお、ＬＨＳＶは、原料油の供給量（体積／ｈ）を触媒充填量（体積）で除すことにより求めることができる。
θ（ｔ（ｘ－１））［ｄ］は、前記情報４である。
ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、前記情報２である。
ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））［ｄ］、Ｔ（ｔ（ｘ））［ｄ］は前記情報３である。なお、なお、ＬＨＳＶは、原料油の供給量（体積／ｈ）を触媒充填量（体積）で除すことにより求めることができる。
θ（ｔ（ｘ－１））［ｄ］は、前記情報４である。
【0060】
ＳｉＰＢ、ＳｉＦＢ、ＬＨＳＶＢ、ＴＢは、上述した通り、定数である。また、全触媒層について同じ値を使用する。標準化定数は、例えば、ｄが最も大きい値（ｄ＝ｄ（ＭＡＸ））の場合のＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ（ＭＡＸ）］が実測の生成油中のケイ素濃度と同じになるＳｉＰＢ、ＳｉＦＢ、ＬＨＳＶＢ、ＴＢの組み合わせとして求めることができる。
【0061】
また、標準化定数は以下の方法によっても求めることができる。
想定する実機運転条件の触媒の充填構成、原料油を使用して反応を行う。この際、反応初期において生成油中にケイ素が検出できるような反応温度、ＬＨＳＶ、原料油中のケイ素濃度とする。具体的には、反応温度を想定する実機運転条件より低くし、ＬＨＳＶを想定する実機運転条件より高くし、原料油中のケイ素濃度を実機運転条件より高くする。なお、反応初期とは例えば、反応を開始してから０．１日～１日が例として挙げられる。また、生成油中のケイ素濃度としては、例えば０．２～５．０質量ｐｐｍが例として挙げられる。反応温度としては、例えば、想定する実機運転条件の反応温度の０．８～１．２倍（℃換算）、ＬＨＳＶとしては想定する実機運転条件のＬＨＳＶの０．５～２．０倍、としてもよい。
上記初期における生成油中のケイ素濃度をＳｉＰＢ、反応温度をＴＢ、ＬＨＳＶをＬＨＳＶＢ、原料油中のケイ素濃度をＳｉＦＢとしてもよい。なお、上述のＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ］、Ｔ（ｔ（ｘ））［ｄ］、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））［ｄ］、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、各触媒層あたりの値であるが、標準化定数は、上記全ての触媒層あたりの値を使用する。
想定する実機運転条件の触媒の充填構成、原料油を使用して反応を行う。この際、反応初期において生成油中にケイ素が検出できるような反応温度、ＬＨＳＶ、原料油中のケイ素濃度とする。具体的には、反応温度を想定する実機運転条件より低くし、ＬＨＳＶを想定する実機運転条件より高くし、原料油中のケイ素濃度を実機運転条件より高くする。なお、反応初期とは例えば、反応を開始してから０．１日～１日が例として挙げられる。また、生成油中のケイ素濃度としては、例えば０．２～５．０質量ｐｐｍが例として挙げられる。反応温度としては、例えば、想定する実機運転条件の反応温度の０．８～１．２倍（℃換算）、ＬＨＳＶとしては想定する実機運転条件のＬＨＳＶの０．５～２．０倍、としてもよい。
上記初期における生成油中のケイ素濃度をＳｉＰＢ、反応温度をＴＢ、ＬＨＳＶをＬＨＳＶＢ、原料油中のケイ素濃度をＳｉＦＢとしてもよい。なお、上述のＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ］、Ｔ（ｔ（ｘ））［ｄ］、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））［ｄ］、ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］は、各触媒層あたりの値であるが、標準化定数は、上記全ての触媒層あたりの値を使用する。
【0062】
（ｔｘ－ｔｘ－１）は３０日以下であることが好ましく、７日以下であることがより好ましく、１日以下であることがさらに好ましい。全反応期間をｙ日間とした場合、（ｔｘ－ｔｘ－１）はｙ／４３～ｙ／４２日であることが好ましく、ｙ／１８６～ｙ／１６３日であることがより好ましく、ｙ／１，３００～ｙ／６５０日であることがさらに好ましい。（ｔｘ－ｔｘ－１）は、実質的に本実施形態の情報処理方法を行う間隔を意味する。この間隔が前記上限値以下であると、前記情報４の正確性が向上し、得られるケイ素濃度の精度が向上する。
【0063】
ＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））［ｄ］、Ｔ（ｔ（ｘ））［ｄ］のいずれか一つ以上を変更する場合、その直前にケイ素濃度算出ステップ、すなわち、生成油中のケイ素濃度の算出を前記式９に基づき行うことが好ましい。すなわち、反応ｔｘ－１日経過時～反応ｔｘ日経過時においてＳｉＦ（ｔ（ｘ））［ｄ］、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））［ｄ］、Ｔ（ｔ（ｘ））［ｄ］は一定とすることが好ましい。
【0064】
【数12】
【0065】
なお、ＣＳｉ∞［ｄ］が温度依存性を有しない場合は、上述のＣＳｉ∞（０）を前記式１０におけるＣＳｉ∞として使用する。一方、ＣＳｉ∞［ｄ］が温度依存性を有する場合は、上述のａ、Ｓｉ∞を使用し、ａＴ（ｔ（ｘ））［ｄ］＋ＣＳｉ∞（０）を前記式１０におけるＣＳｉ∞［ｄ］として使用する。
【0066】
前記式１０中、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））［ｄ］は、下式１１により算出される。
【0067】
【数13】
【0068】
また、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－２））［ｄ］も同様に、前記式１１により求めることができる。すなわち、前記１１においてＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））［ｄ］をＣＳｉ（ｔ（ｘ－２））［ｄ］として、求めることができる。
すなわち、反応開始時のｄ層目の触媒層の触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であるＣＳｉ（０）［ｄ］の値から、前記式１１を繰り返し計算することにより、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））［ｄ］を求めることができる。ＣＳｉ（０）［ｄ］はｄ層目の触媒層のフレッシュ触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、通常は０であるが、フレッシュ触媒が不純物としてケイ素を含む場合は、触媒１ｇあたりの前記不純物量（ｇ）をＣＳｉ（０）［ｄ］とすることができる。
すなわち、反応開始時のｄ層目の触媒層の触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であるＣＳｉ（０）［ｄ］の値から、前記式１１を繰り返し計算することにより、ＣＳｉ（ｔ（ｘ－１））［ｄ］を求めることができる。ＣＳｉ（０）［ｄ］はｄ層目の触媒層のフレッシュ触媒１ｇあたりのケイ素堆積量（ｇ）であり、通常は０であるが、フレッシュ触媒が不純物としてケイ素を含む場合は、触媒１ｇあたりの前記不純物量（ｇ）をＣＳｉ（０）［ｄ］とすることができる。
【0069】
ｄ層全ての触媒層について、ケイ素濃度算出ステップを、前記式９に基づき行い、ｄが最も大きい値（ｄ＝ｄ（ＭＡＸ））の場合のＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ（ＭＡＸ）］が反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度となる。
【0070】
実測のケイ素濃度ＳｉＰ（ｏｂｓ）に対する、本実施形態の情報処理方法により求められるケイ素濃度ＳｉＰ（ｔ（ｘ））（ＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ（ＭＡＸ）］を含む）の割合であるＳｉＰ（ｔ（ｘ））／ＳｉＰ（ｏｂｓ）は、０．７０～１．３０であることが好ましく、０．９５～１．０５であることがより好ましい。ＳｉＰ（ｔ（ｘ））／ＳｉＰ（ｏｂｓ）が前記範囲内である場合、精度高く生成油中のケイ素濃度を推定できていると判断することができる。
【0071】
≪情報出力ステップ≫
このようにして得られた前記ケイ素濃度に関する情報を出力する情報出力ステップ（図１のＳ３）をさらに有してもよい。例えば、Ｓ３は出力部１４によって実行される。
このようにして得られた前記ケイ素濃度に関する情報を出力する情報出力ステップ（図１のＳ３）をさらに有してもよい。例えば、Ｓ３は出力部１４によって実行される。
【0072】
≪コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応≫
コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応について概要を説明する。
コーカー分解ナフサは、減圧蒸留残渣油をコーカー装置で熱分解して得られる初留点が３０℃以上、終点が２００℃以下の留分である。コーカー分解ナフサの密度は０．７００～０．７５０ｇ／ｃｍ３である。原料油中のコーカー分解ナフサの含有量としては、例えば５体積％以上であってもよく、７０体積％以上であってもよい。
なお、原料油に含まれるコーカー分解ナフサ以外の油種としては、常圧蒸留ナフサ、流動接触分解ナフサが例として挙げられる。
コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応について概要を説明する。
コーカー分解ナフサは、減圧蒸留残渣油をコーカー装置で熱分解して得られる初留点が３０℃以上、終点が２００℃以下の留分である。コーカー分解ナフサの密度は０．７００～０．７５０ｇ／ｃｍ３である。原料油中のコーカー分解ナフサの含有量としては、例えば５体積％以上であってもよく、７０体積％以上であってもよい。
なお、原料油に含まれるコーカー分解ナフサ以外の油種としては、常圧蒸留ナフサ、流動接触分解ナフサが例として挙げられる。
【0073】
コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応は、水素存在下、コーカー分解ナフサを含む原料油と水素化処理触媒とを接触処理することにより行うことができる。
水素化処理触媒は、特に限定されるものではなく、本分野において公知の水素化処理触媒を使用することができる。触媒の担体として、種々のものが使用でき、例えばシリカ、アルミナ、ボリア、マグネシア、チタニア、シリカ－アルミナ、シリカ－マグネシア、シリカ－ジルコニア、シリカ－トリア、シリカ－ベリリア、シリカ－チタニア、シリカ－ボリア、アルミナ－ジルコニア、アルミナ－チタニア、アルミナ－ボリア、アルミナ－クロミア、チタニア－ジルコニア、シリカ－アルミナ－トリア、シリカ－アルミナ－ジルコニア、シリカ－アルミナ－マグネシア、シリカ－マグネシア－ジルコニアなど、又はこれらの２種以上の混合物が挙げられる。これらの無機酸化物のうち、好ましいものとしては、アルミナ、シリカ－アルミナ、アルミナ－チタニア、アルミナ－ボリア、アルミナ－ジルコニアが挙げられ、特に好ましくは、アルミナが挙げられ、アルミナの中でもγアルミナが特に好ましい。これらの無機酸化物は、１種単体で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
水素化処理触媒は、特に限定されるものではなく、本分野において公知の水素化処理触媒を使用することができる。触媒の担体として、種々のものが使用でき、例えばシリカ、アルミナ、ボリア、マグネシア、チタニア、シリカ－アルミナ、シリカ－マグネシア、シリカ－ジルコニア、シリカ－トリア、シリカ－ベリリア、シリカ－チタニア、シリカ－ボリア、アルミナ－ジルコニア、アルミナ－チタニア、アルミナ－ボリア、アルミナ－クロミア、チタニア－ジルコニア、シリカ－アルミナ－トリア、シリカ－アルミナ－ジルコニア、シリカ－アルミナ－マグネシア、シリカ－マグネシア－ジルコニアなど、又はこれらの２種以上の混合物が挙げられる。これらの無機酸化物のうち、好ましいものとしては、アルミナ、シリカ－アルミナ、アルミナ－チタニア、アルミナ－ボリア、アルミナ－ジルコニアが挙げられ、特に好ましくは、アルミナが挙げられ、アルミナの中でもγアルミナが特に好ましい。これらの無機酸化物は、１種単体で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0074】
前記担体に活性成分として含有させる金属は、周期表第６族金属及び第８～１０族金属の中から選ばれる少なくとも１種類以上の金属であり、好ましくはモリブデン、タングステン、コバルト及びニッケルの金属である。これらの金属は、金属状態又は金属酸化物、金属硫化物の何れの形態でも有効であり、また、イオン交換などにより金属が触媒担体と結合した形態で存在してもよい。この金属成分の含有量は、通常、触媒基準かつ酸化物換算で、約１～２５質量％の範囲内である。金属含有量が１質量％より少ないと、活性点として働く金属の絶対量が少ないために、脱硫活性を始めとする水素化処理活性（以下、簡単に水素化処理活性と言う）が発現せず、逆に担持される金属の含有量が２５質量％より多すぎると、金属の凝集が起こり活性点の数が減少し、その結果、水素化処理活性が却って低下するからである。更に、必要に応じて、元素周期律表第６族金属及び第８族金属からなる活性金属に加えて、リン、ホウ素、亜鉛、ジルコニア等を含ませることができる。本発明方法を適用するに当たり、触媒層の形態には制約はなく、例えば固定床、移動床、流動床等の触媒層の反応器に適用できる。
水素化処理触媒の比表面積は、１５０～４２０ｍ２／ｇであることが好ましく、１７０～４００ｍ２／ｇであることがより好ましく、１９０～３８０ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。
水素化処理触媒の比表面積は、１５０～４２０ｍ２／ｇであることが好ましく、１７０～４００ｍ２／ｇであることがより好ましく、１９０～３８０ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。
【0075】
コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応における条件としては、一般に反応温度が１７０～３９０℃、好ましくは２００～３６０℃であり、水素分圧が３．０～５．５ＭＰａ、好ましくは３．５～５．０ＭＰａであり、ＬＨＳＶが０．１～１５．０ｈｒ－１、好ましくは０．５～３．５ｈｒ－１であり、水素／原料油比が４００～２，０００［Ｎｍ３/ｋＬ］、好ましくは６００～１，８００［Ｎｍ３/ｋＬ］である。
【0076】
コーカー分解ナフサを含む原料油中の硫黄濃度は、通常１，０００～１５，０００質量ｐｐｍである。また、生成油中の硫黄濃度は、通常０．１～０．５質量ｐｐｍ以下である。コーカー分解ナフサを含む原料油中のケイ素濃度は、通常０．１～４０．０質量ｐｐｍである。
【0077】
≪ケイ素濃度算出装置≫
本実施形態のケイ素濃度算出装置は、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する取得部と、前記取得部で取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出する演算部と、を含む。本実施形態のケイ素濃度算出装置は、算出されたケイ素濃度を示す情報を出力する出力部を有していてもよい。
本実施形態のケイ素濃度算出装置は、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４を取得する取得部と、前記取得部で取得した前記情報１、前記情報２、前記情報３、及び前記情報４に基づき、前記反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を算出する演算部と、を含む。本実施形態のケイ素濃度算出装置は、算出されたケイ素濃度を示す情報を出力する出力部を有していてもよい。
【0078】
本実施形態のケイ素濃度算出装置１は、パーソナルコンピューターやサーバー装置や専用装置等の情報処理装置を用いて構成される。ケイ素濃度算出装置１は、１台又は複数台の情報処理装置を用いて構成されてもよい。例えば、ケイ素濃度算出装置１は、クラスタマシンとして構築されてもよいし、クラウドとして構築されてもよいし、どのような態様で構築されてもよい。ケイ素濃度算出装置１は、例えば、図４に示されるように取得部１１と、取得部からの情報を処理する計算機本体１２とを有する。ケイ素濃度算出装置１は、計算機本体１２において処理された情報を外部に出力する出力部１４を有していてもよい。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。
【0079】
取得部１１は、反応のオペレーターによって所定の情報が入力され、この入力により取得した情報を計算機本体１２に送信するものである。本実施形態の取得部１１が取得する情報は、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、前記触媒のケイ素化合物吸着反応の反応速度に関する情報１と、任意の反応ｔｘ日経過時における前記原料油に関する情報２及び運転条件に関する情報３と、前記反応ｔｘ日経過時より前の別の任意の反応ｔｘ－１日経過時における前記触媒のケイ素被覆率に関する情報４である。前記情報１、前記情報２、前記情報３、前記情報４としては上述した通りである。例えば、取得部１１は、上述した情報取得ステップを実行する。取得部１１は、前記情報１、前記情報２、前記情報３、前記情報４を取得すればよく、その取得方法には特に限定されない。
【0080】
本実施形態では、取得部１１は単一のキーボードによって構成されている。取得部１１の具体的構成は、限定されず、本実施形態ではキーボードであるが、タッチパネル等であってもよい。なお、各種情報を取得する取得部が別々に構成され、それぞれが独立して計算機本体１２に接続されてもよい。また、取得部１１は、反応器の制御等に用いられる計算機等から有線又は無線により前記の各情報を直接取得するように構成されてもよい。
【0081】
計算機本体１２は、例えば、種々の情報を処理可能な、いわゆるコンピュータである。
計算機本体１２は、演算部１３を備える。例えば、この計算機本体１２には、所定のプログラムが組み込まれ、このプログラムの実行によって機能的に演算部１３が構成される。
具体的には、この演算部１３において、前記取得部１１で取得した情報１、情報２、情報３、情報４に基づき、反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度を算出する。例えば、演算部１３は、上述したケイ素濃度算出ステップを実行する。演算部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit)又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのプロセッサ及び不揮発性又は揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory））を備えてもよい。例えば、演算部１３は、ＭＣＵなどのマイクロコントローラであってもよい。
計算機本体１２は、演算部１３を備える。例えば、この計算機本体１２には、所定のプログラムが組み込まれ、このプログラムの実行によって機能的に演算部１３が構成される。
具体的には、この演算部１３において、前記取得部１１で取得した情報１、情報２、情報３、情報４に基づき、反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度を算出する。例えば、演算部１３は、上述したケイ素濃度算出ステップを実行する。演算部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit)又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのプロセッサ及び不揮発性又は揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory））を備えてもよい。例えば、演算部１３は、ＭＣＵなどのマイクロコントローラであってもよい。
【0082】
演算部１３は、上記のように求めた前記ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を出力部１４に出力してもよい。
【0083】
出力部１４は、計算機本体１２（詳しくは、演算部１３）が出力した計算結果（ケイ素濃度）を受信し、受信した計算結果を外部に出力するものである。本実施形態の出力部１４は、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、ＰＤＰ等の表示部によって構成されているが、これに限定されず、プリンタ等の印刷部や、他の装置（例えば、コーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応の制御等に用いられる計算機等）等へ出力するように構成されてもよい。また、出力部１４は、これらを組み合わせたものでもよい。例えば、出力部１４は、上述した情報出力ステップを実行する。
【0084】
また、本実施形態においては、コンピュータをケイ素濃度算出装置として機能させるためのケイ素濃度算出プログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータの非一時的可読記録媒体が提供される。コンピュータの非一時的可読記録媒体としては、例えば、磁気テープ（デジタルデータストレージ（ＤＳＳ）など）、磁気ディスク（ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）など）、光ディスク（コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）など）、光磁気ディスク（ＭＯ）、フラッシュメモリ（ＳＳＤ（Solid State Drive）、メモリーカード、ＵＳＢメモリなど）が挙げられる。
【0085】
＜情報処理方法及びケイ素濃度算出装置の活用方法＞
本実施形態の情報処理方法及びケイ素濃度算出装置によると、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、反応を開始してから所定時間経過した際の生成油中のケイ素濃度を推定することができる。本実施形態の情報処理方法及びケイ素濃度算出装置によると、ケイ素濃度の推定値の経時的なプロットを得ることができる。前記プロットと、生成油中のケイ素濃度の設定上限値等との関係から、以下のような活用法が考えられる。
本実施形態の情報処理方法及びケイ素濃度算出装置によると、触媒を充填した固定床流通式反応器にケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油及び水素を流通させて行う水素化処理反応に関して、反応を開始してから所定時間経過した際の生成油中のケイ素濃度を推定することができる。本実施形態の情報処理方法及びケイ素濃度算出装置によると、ケイ素濃度の推定値の経時的なプロットを得ることができる。前記プロットと、生成油中のケイ素濃度の設定上限値等との関係から、以下のような活用法が考えられる。
【0086】
第１の活用方法としては、触媒を交換するのに必要な運転時間（日数）を推定することである。このような情報処理方法は、図２のＳ３－１及びＳ４又はＳ３－１及びＳ４－１で表される。図２のＳ３－１及びＳ４－１で示される情報処理方法は、ケイ素濃度算出ステップ（図１のＳ２）で算出されたケイ素濃度に関する情報と、生成油中のケイ素濃度の設定上限値を比較するステップ（図２のＳ３－１）と、前記ケイ素濃度に関する情報が前記ケイ素濃度の設定上限値超である場合、反応ｔｘ日経過時を触媒寿命に関する情報として出力する情報出力ステップ（図２のＳ４－１）を含む。図２のＳ３－１及びＳ４で示される情報処理方法は、ケイ素濃度算出ステップ（図１のＳ２）で算出されたケイ素濃度に関する情報と、生成油中のケイ素濃度の設定上限値を比較するステップ（図２のＳ３－１）と、前記ケイ素濃度に関する情報が前記ケイ素濃度の設定上限値以下である場合、算出したケイ素濃度に関する情報を出力する情報出力ステップ（図２のＳ４）を含む。
なお、以上の各ステップは、例えば、本実施形態のケイ素濃度算出装置１によって実行される。例えば、Ｓ３－１は計算機本体１２における演算部１３によって実行され、Ｓ４、Ｓ４－１は出力部１４によって実行される。なお、生成油中のケイ素濃度の設定上限値は予め計算機本体１２における演算部１３に記憶させておいてもよい。生成油中のケイ素濃度の設定上限値としては例えば０．１質量ｐｐｍが例として挙げられる。
なお、以上の各ステップは、例えば、本実施形態のケイ素濃度算出装置１によって実行される。例えば、Ｓ３－１は計算機本体１２における演算部１３によって実行され、Ｓ４、Ｓ４－１は出力部１４によって実行される。なお、生成油中のケイ素濃度の設定上限値は予め計算機本体１２における演算部１３に記憶させておいてもよい。生成油中のケイ素濃度の設定上限値としては例えば０．１質量ｐｐｍが例として挙げられる。
【0087】
第２の活用方法としては、所定の運転時間を達成するための反応条件（処理量（ＬＨＳＶ）等）を推定することである。このような情報処理方法は、図３のＳ１Ａ～Ｓ２Ａで表される。図３のＳ１Ａ、Ｓ２Ａで示される情報処理方法は、任意の反応ｔｘ日経過時における目的とする反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度に関する情報を取得する情報取得ステップ（図３のＳ１Ａ）と、取得した目的とするケイ素濃度に関する情報に基づき、情報１、情報２、情報３、情報４を算出する反応条件算出ステップ（図２のＳ２Ａ）と、を含む。このようにして得られた情報１、情報２、情報３、情報４を出力する情報出力ステップ（図３のＳ３Ａ）をさらに有してもよい。具体的には、例えば、前記式１を使用する場合、前記式１のＳｉＰ（ｔ（ｘ））に目的とするケイ素濃度に関する情報を代入して、前記式１の等式が成り立つような、ＳＰ（ｔ（ｘ））、ＬＨＳＶ（ｔ（ｘ））、Ｔ（ｔ（ｘ））、θ（ｔ（ｘ－１））の組み合わせを求めればよい。θ（ｔ（ｘ－１））を調整するために反応ｔｘ－１日経過以前の原料油中のケイ素濃度、液空間速度、反応温度を調整してもよい。
なお、以上の各ステップは、例えば、本実施形態の反応温度算出装置１によって実行される。例えば、Ｓ１Ａは取得部１１によって実行され、Ｓ２Ａは計算機本体１２における演算部１３によって実行され、Ｓ３Ａは出力部１４によって実行される。なお、目的とする反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度は予め計算機本体１２における演算部１３に記憶させておいてもよい。
なお、以上の各ステップは、例えば、本実施形態の反応温度算出装置１によって実行される。例えば、Ｓ１Ａは取得部１１によって実行され、Ｓ２Ａは計算機本体１２における演算部１３によって実行され、Ｓ３Ａは出力部１４によって実行される。なお、目的とする反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度は予め計算機本体１２における演算部１３に記憶させておいてもよい。
【実施例0088】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0089】
［実施例１］
ケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理触媒について、Ｓｉ∞を上述の方法により求めた。その結果、Ｓｉ∞は温度依存性を示さず、１０（ｇ／１ｇの触媒）であった。また、ｎ、Ｅａ、Ａを上述の方法により求めた。その結果、ｎは１．２、Ｅａは７０．０（ｋＪ／ｍｏｌ）、Ａは０．１５であった。さらに、ＳｉＰＢ、ＳｉＦＢ、ＬＨＳＶＢ、ＴＢを上述の方法により求めた。その結果、ＳｉＰＢは０．２（質量ｐｐｍ）、ＳｉＦＢは３０（質量ｐｐｍ）、ＬＨＳＶＢは２．５（ｈ－１）、ＴＢは２６０℃であった。
ケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理触媒について、Ｓｉ∞を上述の方法により求めた。その結果、Ｓｉ∞は温度依存性を示さず、１０（ｇ／１ｇの触媒）であった。また、ｎ、Ｅａ、Ａを上述の方法により求めた。その結果、ｎは１．２、Ｅａは７０．０（ｋＪ／ｍｏｌ）、Ａは０．１５であった。さらに、ＳｉＰＢ、ＳｉＦＢ、ＬＨＳＶＢ、ＴＢを上述の方法により求めた。その結果、ＳｉＰＢは０．２（質量ｐｐｍ）、ＳｉＦＢは３０（質量ｐｐｍ）、ＬＨＳＶＢは２．５（ｈ－１）、ＴＢは２６０℃であった。
【0090】
上述のパラメータを求める際に使用したのと同じ原料油、触媒を用いて、実機で反応を行った。具体的には、固定床流通式反応器に前記触媒を６０．０ｇ充填した。前記固定床流通式反応器にコーカー分解ナフサを５０体積％含む原料油及び水素を流通させて水素化処理反応を行った。反応全期間に渡って、反応条件としては原料油中のケイ素濃度を５．０（質量ｐｐｍ）、ＬＨＳＶを１．４６（ｈ－１）、原料油の供給量を８７．６（ｇ／ｈ）、反応温度を３２０℃とした。ケイ素濃度算出ステップとして、生成油中のケイ素濃度に関する情報の算出を前記式９に基づき行った。触媒層を均等に４５層に分け、各層について前記式９に基づきＳｉＰ（ｔ（ｘ））［ｄ］を算出して、ＳｉＰ（ｔ（ｘ））［４５］を反応ｔｘ日経過時における反応器出口から排出される生成油中のケイ素濃度として算出した。反応開始から３３０～３５０日経過時の生成油中のケイ素濃度の推定値（ＳｉＰ（ｔ（ｘ））［４５］）と実測値を表１に示す。反応開始から３５０日経過時に反応を停止した。停止後、各層の触媒を抜出し、触媒のケイ素堆積量を測定した。３５０日経過時における触媒のケイ素堆積量の推定値と実測値を図１に示す。
【0091】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明に係る情報処理方法は、ケイ素化合物を含むコーカー分解ナフサを含む原料油の水素化処理反応に関して、反応を開始してから所定時間経過した際の生成油中のケイ素濃度を推定することができるため有用である。
【符号の説明】
【0093】
１・・・ケイ素濃度算出装置
１１・・・取得部
１２・・・計算機本体
１３・・・演算部
１４・・・出力部
１１・・・取得部
１２・・・計算機本体
１３・・・演算部
１４・・・出力部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】