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Nouvelle approche de l’étude cinétique non-isotherme de pyrolyse et d’oxydation des schistes bitumineux d’origines Marocaines

par Ould Mohamed Lemine, Ely Cheikh Publié par : Université Mohammed V (Rabat) Détails physiques : 201 pages Année : 2018
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PH.D Université Mohammed V 2018

Deux échantillons de schistes bitumineux, prélevés de deux régions différentes du Maroc (Timahdit et Arbaa Ayacha) ont été caractérisés par plusieurs techniques analytiques. L’analyse thermique gravimétrique et différentielle (ATG/DTG/ATD) a montré, dans la zone de production de pétrole (200-600°C), un comportement complexe lié à la nature de la matière organique disséminée dans les schistes bitumineux étudiés et à son environnement de déposition dans lequel s’est développée.
L’étude détaillée de la cinétique non-isotherme de l’oxydation des schistes de Timahdit (Couche X) et de la pyrolyse des schistes d’Arbaa Ayacha a été effectué à différentes vitesse de chauffe, en utilisant une nouvelle approche basée sur la déconvolution mathématique, récemment appliquée aux réactions à l’état solide et fortement recommandée par le comité ICTAC. En tenant compte de la forme asymétrique des courbes thermiques expérimentales, la distribution de Fraser-Suzuki a été appliquée pour séparer les différents processus mises en jeu au cours des réactions étudiées.
L’oxydation des schistes bitumineux de Timahdit a montré la présence de deux principaux processus indépendants, liés à l’oxydation des hydrocarbures légers (bitumes) et à l’oxydation du kérogène et le carbone résiduel. Les paramètres cinétiques obtenus sont :
- 1er Processus : (E1=124.6 kJ mol-1, A1=4.36 109 et f(α1)= (1-α1)1.91)
- 2ème Processus : (E2=115.9 kJ mol-1, A2=5.13 107 et f(α2)=(1-α2)1.13)
La pyrolyse des schistes d’Arbaa Ayacha a présenté trois processus discrets correspondant à la dégradation thermique des bitumes, kérogène et la pyrite respectivement, avec les paramètres cinétiques suivants :
- 1er Processus : (E1=221.5 kJ mol-1, A1=1.83 1015 et f(α1)=(1-α1)1.10)
- 2ème Processus : (E2=270.2 kJ mol-1, A2=4.25 1017 et f(α2)=(1-α2)1.67)
- 3ème Processus : (E3=222.8 kJ mol-1, A3=4.25 1017 et f(α3)=(1-α3)1.01)
L’élimination de bitumes des schistes bitumineux d’Arbaa Ayacha par les solvants conventionnels a été observée sans effet sur le mécanisme de pyrolyse du kérogène, justifiant ainsi l’indépendance entre les processus de pyrolyse.

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