Geochemical Characterization of Irati And Palermo Formations (Paraná Basin–Southern Brazil) for Shale Oil/Gas Exploration

Ramos, Alessandro da Silva; Rodrigues, Luiz Frederico; Araujo, Gabriel E. de; Pozocco, Caroline T. M.; Ketzer, João Marcelo Medina; Heemann, Roberto; Lourega, Rogério V.

doi:10.1002/ente.201402107

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“…The focus was on the kerogen and mineral matter components that may affect pyrolysis and the kinetic investigation. X-ray diffraction data is also presented, but characterization did not include a full mineralogical characterization, which was reported in the literature recently …”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Oil Shale Pyrolysis: Conversion Dependence of Kinetic Parameters

2017

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Oil can be recovered from kerogen in oil shale by pyrolysis. The devolatilization kinetics of the pyrolysis of oil shale from the Irati Formation in Brazil was studied. Kinetic parameters were determined from dynamic thermogravimetric analysis over the temperature range 323–1173 K, using different model-free methods. Evaluation and validation were performed by pyrolysis at 673 K for 3 hours. It was found that the activation energy depended on the extent of conversion. Activation energy increased over the range 215–255 kJ/mol for conversion in the range 0.15 ≤ α ≤ 0.55, where α = 1 for pyrolysis at 1173 K. When the reaction rate was high, the conversion calculated using kinetic parameters derived by the Friedman method was more accurate than those calculated from the Flynn–Wall–Ozawa and the Kissinger–Akahira–Sunose methods. The latter two methods performed better when the reaction rate was lower, i.e., at higher conversion. Isothermal kerogen pyrolysis approached an incomplete conversion limit that could be increased only by increasing the temperature; this type of behavior was predicted by the conversion dependence of activation energy. The observed activation energy is an average of the different activation energies of the individual compounds in kerogen. As conversion progresses, the compounds with lower activation energies are more readily converted, so that the average activation energy of the compounds that remain increases with increasing conversion. The work highlighted the importance of employing conversion-dependent kinetic parameters when modeling oil shale pyrolysis for process design, especially when the process is designed for high kerogen conversion.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Oil Shale Pyrolysis: Conversion Dependence of Kinetic Parameters

2017

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“…Esta pirólise em duas etapas é comumente observada em estudos em que a faixa de temperatura em estudo se estende para além de 527 °C. Existem vários minerais do tipo argila presentes no xisto Irati, conforme cita Ramos et al, (2015), e estes tipos de materiais de sílica-alumina tem alguma acidez de Brønsted-Lowry que poderia facilitar a decomposição em altas temperaturas.…”

Section: II Iiiunclassified

“…Outras alterações que parecem estar relacionadas principalmente à matéria mineral é a absorção a 1110 cm -1 devida ao grupo sulfato (SO 4 2-), que se torna cada vez mais proeminente à medida que mais querogênio é removido do xisto pelo processo de pirólise. Provavelmente é devido à presença de gesso no folhelho de Irati (RAMOS et al, 2015). O aumento na absorção de 617 cm -1 e o aparecimento de absorção a 563 cm -1 é atribuído à absorção por vários óxidos metálicos (COLTHUP et al, 1990).…”

Section: Pirólise Por Espectroscopia De Infravermelho Por Transformad...unclassified

“…Foi encontrada uma banda de absorção menor a 1443 cm -1 e nenhuma banda de absorção associada nos 880 cm -1 -850 cm -1 foi detectável nos espectros infravermelhos (Figura 9), o que indicou um baixo teor de carbonatos. Isto foi consistente com a literatura para este depósito de xisto específico (RAMOS et al, 2015).…”

Section: Impacto Dos Mineraisunclassified

“…Ainda segundo Ramos et al (2015), a caracterização dos minerais encontrados em diferentes profundidades e localizações na Formação Irati indicou que o quartzo, a albita e a esmectita são comuns em todas as amostras. Ilita também foi encontrada em todas as amostras, mas em uma baixa quantidade.…”

Section: Impacto Dos Mineraisunclassified

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Estudo do xisto avaliando a modelagem cinética e caracterização da pirólise

Foltin¹

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Agradeço primeiramente a Deus por me guiar, iluminar e me dar tranquilidade para seguir em frente com os meus objetivos e não desanimar com as dificuldades.Ao Guilherme Nardin Prado, meu eterno namorado e futuro esposo, sei que sem ele este trabalho não seria o mesmo. Obrigada pela motivação, pela insistência em continuar trabalhando nos erros, pela paciência e ajuda.A minha família e amigos, que fizeram parte durante todo esse trajeto do doutorado, desde as aulas até este trabalho final, e a todas as pessoas que fizeram de alguma forma parte deste trabalho, contribuindo para o meu crescimento e desenvolvimento pessoal. Às pessoas as quais conheci durante minha experiência fora do país, que colaboraram e ajudaram no meu crescimento profissional durante o doutorado sanduíche na Universidade de Alberta. Ao professor Doutor Arno de Klerk, que orientou o trabalho durante minha permanência na Universidade de Alberta. Ao meu orientador e amigo, Antonio Carlos Luz Lisbôa. Acredito que para realmente dar certo, ter uma ligação pessoal e profissional com quem trabalha é sinal de que estamos no caminho certo. Ao Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento CNPq, pelo apoio financeiro e ao Ciências sem Fronteiras pelo doutorado sanduíche. RESUMO A matéria orgânica no xisto está estreitamente disseminada com a matéria mineral, podendo ser liberada por pirólise. O xisto possui querogênio, matéria orgânica que pode ser convertida em óleo de xisto através do processo de pirólise. Alternativas estão sendo estudadas para o petróleo, entre as quais o xisto, que por meio do processo de pirólise possibilita produzir os similares derivados do petróleo. Este trabalho descreve as características da cinética de pirólise de xisto da Formação Irati, através de ajuste dos modelos dos parâmetros do processo e de sua caracterização, fornecido pela Unidade de Negócios da Industrialização do Xisto (SIX), PETROBRAS, localizada na cidade de São Mateus do Sul, Paraná. Análise Termogravimétrica (TGA) foi utilizada para estudar o comportamento da pirólise de xisto utilizando-se temperaturas de 100 °C a 900 °C. Os parâmetros cinéticos energia de ativação e fator pré-exponencial foram calculados através dos modelos de Coats-Redfern, Friedman, Kissinger, Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) e o método de Flynn-Wall-Ozawa (FWO). A partir destes modelos propostos pela literatura foram estudados os dados a fim de se obter resultados compatíveis para uma possível otimização do processo. Além disso, outras análises como Difração de Raio -X, Fluorescência de Raio-X, Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), foram de fundamental importância para as conclusões. Os resultados obtidos foram correlacionados entre si e mostraram o comportamento do xisto no processo de pirólise. Palavras-chave: cinética, model fitting, model-free, pirólise, xisto.

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