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Análise Cinética
Análise cinética usando o HAWK
A Wildcat Technologies desenvolveu o instrumento HAWK para pirólise, TOC e análises cinéticas. Usando o HAWK, a análise cinética começa com a pirólise de amostras de rocha geradora usando pelo menos 3 taxas de aquecimento.
Os arquivos de dados são então processados de acordo com a equação de Arrhenius (k = A x exp(Ea/RT), que expressa a relação quantitativa entre a velocidade de uma reação (k) e a temperatura (T)
Cinética Química Global de Combustíveis Fósseis:
Como Modelar Maturação e Pirólise
Este livro aborda a origem e a estrutura química da matéria orgânica sedimentar, como essa estrutura se relaciona com os modelos de reação química apropriados, como obter dados de reação não contaminados por transferência de calor e massa e como converter esses dados em modelos cinéticos globais que extrapolam uma ampla temperatura gamas. Também mostra aplicações para processamento in situ e acima do solo de xisto betuminoso, carvão e outros combustíveis fósseis pesados. PEGUE O LIVRO
Isso fornece tanto a distribuição das energias de ativação quanto o fator de Arrhenius associado, que são então usados para calcular as taxas de decomposição do querogênio. Na equação de Arrhenius, A é uma constante chamada fator de Arrhenius (ou fator de probabilidade ou fator de frequência), Ea é a energia de ativação e R é a constante universal do gás (8,314 × 10-3KJ mol-1 K-1). Um exemplo de análises cinéticas são aquelas feitas nas amostras da Formação Monterey de Lions Head (Fig. 3) que mostram uma distribuição de faixa muito estreita de energias de ativação semelhante ao querogênio Tipo II clássico, em que toda a reação de decomposição é descrita por 2 a 4 energias de ativação principais (Jarvie e Lundell, 2000). Mostra-se que um grupo de amostras da Formação Monterey se converte em hidrocarbonetos em uma exposição térmica muito menor do que outros querogênios (Fig. 4).
Metodologia
Após a pirólise (S1 (mg hidrocarbonetos/g rocha), S2 (mg hidrocarbonetos/g rocha), S3 (mg CO2/g rocha), S4 (mg carbono/g rocha) e Tmax (°C)) e TOC (peso . %) as medições são concluídas, amostras de rocha selecionadas são avaliadas por pirólise de sistema aberto usando o HAWK para determinar os parâmetros cinéticos; estes incluem uma distribuição de energias de ativação (Ea) e um único fator de Arrhenius (A), que são usados para calcular as taxas de decomposição do querogênio usando equações de taxa e uma reação de primeira ordem assumida (Jarvie e Lundell, 2001).
As amostras selecionadas são primeiro extraídas por 24 horas em um extrator soxhlet utilizando uma mistura azeotrópica binária de clorofórmio e metanol (89:11, vol: vol) para remover o máximo possível de matéria orgânica extraível (EOM). Cada amostra extraída é então seca e reanalisada para TOC e dados de pirólise para avaliar quaisquer alterações no potencial remanescente (valor S2) devido à perda de MOE pesada, como resinas e asfaltenos.
As amostras de rocha extraídas são utilizadas para determinação de parâmetros cinéticos. Os dados do HAWK (Wildcat Technologies) em seis taxas de aquecimento (analisadas em duplicata) de 250 ° C a 900 ° C são usados no modo de aquisição automática do HAWK para construir arquivos de dados cinéticos que consistem em tempo, temperaturas reais de pirólise e taxa de decomposição de querogênio . Esses arquivos são processados usando software como o software Kinetics2015 (desenvolvido pelo Lawrence Livermore National Laboratory). Software Kinetics2015 está disponível para compra de Tecnologias Wildcat ou GeoIsoChem .
Relatório disponível para compra
A Wildcat Technologies tem o Green River Formation Kinetics Report disponível para compra. Este relatório é composto por:
O arquivo de dados de cinética em massa da Green River Formation em três taxas de aquecimento de 1 °C por minuto, 5 °C por minuto e 30 °C por minuto.
Os dados de cinética processados da Formação Green River em formato de gráfico mostrando a relação quantitativa entre a velocidade de uma reação (k) e a temperatura (T).
O relatório de cinética interpretada da Formação Green River discute a faixa de energias de ativação desta formação, suas taxas de decomposição de querogênio associadas, exposição térmica, produtos de hidrocarbonetos e comparação com aqueles dos Querógenos de formações de xisto selecionadas.
Referências
Burnham, AK, 2011, Princípios de Análise Cinética para Decomposição Térmica de Fase Condensada .
Jarvie, DM, e LL Lundell, 2000, Tipo de Kerogen e Transformação Térmica de Matéria Orgânica na Formação Mioceno Monterey .