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Analisi cinetica
Analisi cinetica utilizzando HAWK
Wildcat Technologies ha sviluppato lo strumento HAWK per pirolisi, TOC e analisi cinetiche. Utilizzando HAWK, l'analisi cinetica inizia con la pirolisi dei campioni di roccia sorgente utilizzando almeno 3 velocità di riscaldamento.
I file di dati vengono quindi elaborati secondo l'equazione di Arrhenius (k = A x exp(Ea/RT), che esprime la relazione quantitativa tra la velocità di una reazione (k) e la temperatura (T)
Cinetica chimica globale dei combustibili fossili:
Come modellare la maturazione e la pirolisi
Questo libro copre l'origine e la struttura chimica della materia organica sedimentaria, come tale struttura si collega a modelli di reazione chimica appropriati, come ottenere dati di reazione non contaminati da calore e trasferimento di massa e come convertire quei dati in modelli cinetici globali che estrapolano su un'ampia temperatura intervalli. Mostra anche le applicazioni per la lavorazione in situ e fuori terra di scisti bituminosi, carbone e altri combustibili fossili pesanti. PRENDI IL LIBRO
Ciò fornisce sia la loro distribuzione delle energie di attivazione che il fattore di Arrhenius associato, che vengono quindi utilizzati per calcolare i tassi di decomposizione del kerogeno. Nell'equazione di Arrhenius, A è una costante chiamata fattore di Arrhenius (o fattore di probabilità o fattore di frequenza), Ea è l'energia di attivazione e R è la costante universale del gas (8,314 × 10-3KJ mol-1 K-1). Un esempio di analisi cinetiche sono quelle eseguite sui campioni della Formazione Monterey da Lions Head (Fig. 3) che mostrano una distribuzione molto ristretta delle energie di attivazione simile al classico kerogeno di tipo II per cui l'intera reazione di decomposizione è descritta da 2 a 4 energie di attivazione principali (Jarvie e Lundell, 2000). È stato dimostrato che un gruppo di campioni della Formazione Monterey si converte in idrocarburi a un'esposizione termica molto inferiore rispetto ad altri cherogeni (Fig. 4).
Metodologia
Dopo pirolisi (S1 (mg idrocarburi/g roccia), S2 (mg idrocarburi/g roccia), S3 (mg CO2/g roccia), S4 (mg carbonio/g roccia) e Tmax (°C)) e TOC (wt . %) vengono completate le misurazioni, i campioni di roccia selezionati vengono valutati mediante pirolisi a sistema aperto utilizzando HAWK per determinare i parametri cinetici; questi includono una distribuzione delle energie di attivazione (Ea) e un singolo fattore di Arrhenius (A), che vengono utilizzati per calcolare i tassi di decomposizione del kerogeno utilizzando equazioni di velocità e una presunta reazione del primo ordine (Jarvie e Lundell, 2001).
I campioni selezionati vengono prima estratti per 24 ore in un estrattore soxhlet utilizzando una miscela azeotropica binaria di cloroformio e metanolo (89:11, vol: vol) per rimuovere quanto più possibile la materia organica estraibile (EOM). Ciascun campione estratto viene quindi essiccato e rianalizzato per TOC e dati di pirolisi per valutare eventuali variazioni del potenziale residuo (valore S2) dovute alla perdita di EOM pesanti come resine e asfalteni.
I campioni di roccia estratti vengono utilizzati per la determinazione dei parametri cinetici. I dati di HAWK (Wildcat Technologies) a sei velocità di riscaldamento (analizzate in duplicato) da 250 °C a 900 °C vengono utilizzati nella modalità di acquisizione automatica di HAWK per costruire file di dati cinetici costituiti da tempo, temperature di pirolisi reali e velocità di decomposizione del kerogeno . Questi file vengono elaborati utilizzando software come il software Kinetics2015 (sviluppato dal Lawrence Livermore National Laboratory). Software Cinetica2015 è disponibile per l'acquisto da Tecnologie del gatto selvatico o GeoIsoChem .
Rapporto disponibile per l'acquisto
Wildcat Technologies ha il Green River Formation Kinetics Report disponibile per l'acquisto. Questo rapporto comprende:
Il file di dati cinetici di massa della Green River Formation a tre velocità di riscaldamento di 1 °C al minuto, 5 °C al minuto e 30 °C al minuto.
I dati cinetici elaborati della Green River Formation in formato grafico che mostrano la relazione quantitativa tra la velocità di una reazione (k) e la temperatura (T).
Il rapporto sulla cinetica interpretata della Green River Formation discute la gamma di energie di attivazione di questa formazione, i tassi di decomposizione del kerogeno associati, l'esposizione termica, i prodotti di idrocarburi e il confronto con quelli dei cherogeni di formazioni di scisto selezionate.
Riferimenti
Burnham, AK, 2011, Principi di analisi cinetica per la decomposizione termica in fase condensata .
Jarvie, DM e LL Lundell, 2000, Tipo di cherogeno e trasformazione termica della materia organica nella formazione di Monterey del Miocene .