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Análisis cinético
Análisis cinético usando el HAWK
Wildcat Technologies ha desarrollado el instrumento HAWK para análisis de pirólisis, TOC y cinéticos. Usando el HAWK, el análisis cinético comienza con la pirólisis de muestras de roca fuente utilizando al menos 3 velocidades de calentamiento.
Luego, los archivos de datos se procesan de acuerdo con la ecuación de Arrhenius (k = A x exp (Ea/RT), que expresa la relación cuantitativa entre la velocidad de una reacción (k) y la temperatura (T)
Cinética química global de los combustibles fósiles:
Cómo modelar la maduración y la pirólisis
Este libro cubre el origen y la estructura química de la materia orgánica sedimentaria, cómo se relaciona esa estructura con los modelos de reacción química apropiados, cómo obtener datos de reacción no contaminados por la transferencia de calor y masa, y cómo convertir esos datos en modelos cinéticos globales que se extrapolan a una amplia gama de temperaturas. rangos También muestra aplicaciones para el procesamiento in situ y sobre el suelo de esquisto bituminoso, carbón y otros combustibles fósiles pesados. OBTENER EL LIBRO
Esto proporciona tanto su distribución de energías de activación como el factor de Arrhenius asociado, que luego se utilizan para calcular las tasas de descomposición del kerógeno. En la ecuación de Arrhenius, A es una constante llamada factor de Arrhenius (o factor de probabilidad o factor de frecuencia), Ea es la energía de activación y R es la constante universal de los gases (8,314 × 10-3KJ mol-1 K-1). Un ejemplo de análisis cinético son los realizados en las muestras de la Formación Monterey de Lions Head (Fig. 3) que muestran una distribución de rango muy estrecho de energías de activación similar al kerógeno clásico de Tipo II en el que toda la reacción de descomposición se describe mediante 2 a 4 energías de activación principales (Jarvie y Lundell, 2000). Se muestra que un grupo de muestras de la Formación Monterey se convierte en hidrocarburos a una exposición térmica mucho más baja que otros kerógenos (Fig. 4).
Metodología
Después de la pirólisis (S1 (mg de hidrocarburos/g de roca), S2 (mg de hidrocarburos/g de roca), S3 (mg de CO2/g de roca), S4 (mg de carbono/g de roca) y Tmax (°C)) y TOC (peso . %) se completan las mediciones, las muestras de rocas seleccionadas se evalúan mediante pirólisis de sistema abierto utilizando HAWK para determinar los parámetros cinéticos; estos incluyen una distribución de energías de activación (Ea) y un único factor de Arrhenius (A), que se utilizan para calcular las tasas de descomposición del kerógeno mediante ecuaciones de velocidad y una supuesta reacción de primer orden (Jarvie y Lundell, 2001).
Las muestras seleccionadas se extraen primero durante 24 horas en un extractor soxhlet que utiliza una mezcla azeotrópica binaria de cloroformo y metanol (89:11, vol: vol) para eliminar la mayor cantidad posible de materia orgánica extraíble (MOE). Luego, cada muestra extraída se seca y se vuelve a analizar en busca de TOC y datos de pirólisis para evaluar cualquier cambio en el potencial restante (valor S2) debido a la pérdida de MOE pesado, como resinas y asfaltenos.
Las muestras de roca extraídas se utilizan para la determinación de parámetros cinéticos. Los datos de HAWK (Wildcat Technologies) a seis velocidades de calentamiento (analizados por duplicado) de 250 °C a 900 °C se utilizan en el modo de adquisición automática de HAWK para construir archivos de datos cinéticos que consisten en tiempo, temperaturas de pirólisis reales y velocidad de descomposición del kerógeno . Estos archivos se procesan utilizando un software como el software Kinetics2015 (desarrollado por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore). Software Kinetics2015 está disponible para la compra de Tecnologías salvajes o GeoIsoChem .
Informe disponible para la compra
Wildcat Technologies tiene el Informe de cinética de la formación de Green River disponible para su compra. Este informe consta de:
El archivo de datos de cinética a granel de la Formación Green River a tres velocidades de calentamiento de 1 °C por minuto, 5 °C por minuto y 30 °C por minuto.
Los datos cinéticos procesados de la Formación Green River en formato gráfico que muestran la relación cuantitativa entre la velocidad de una reacción (k) y la temperatura (T).
El informe de cinética interpretada de la Formación Green River analiza el rango de energías de activación de esta formación, sus tasas de descomposición de kerógeno asociadas, la exposición térmica, los productos de hidrocarburos y la comparación con los de los kerógenos de formaciones de esquisto seleccionadas.
Referencias
Burnham, AK, 2011, Principios del análisis cinético para la descomposición térmica en fase condensada .
Jarvie, DM y LL Lundell, 2000, Tipo de kerógeno y transformación térmica de la materia orgánica en la formación Monterey del Mioceno .