Analyse quantitative des effluents de pyrolyse en milieu ouvert et fermé

Quantitative Analysis of Pyrolysis Effluents in an Open and Closed System

Institut Français du Pétrole

Résumé

Dans la première partie de l'article, nous décrivons une technique de pyrolyse en milieu ouvert qui permet de caractériser les matières organiques complexes comme le kérogène, le charbon, les asphaltènes de roche et d'huiles, les substances humiques et fulviques etc. Les effluents de pyrolyse sont récupérés et fractionnés quantitativement puis analysés par des techniques spécifiques comme la chromatographie en phase gazeuse et le couplage chromatographie/spectrométrie de masse. Dans la deuxième partie, est présentée une technique de pyrolyse en milieu fermé pour simuler au laboratoire l'évolution thermique des kérogènes, asphaltènes ou huiles. Nous nous sommes surtout attachés à dresser des bilans massiques et des bilans de l'hydrogène sur l'ensemble des produits de pyrolyse. Pour cela, nous avons distingué cinq classes de poids moléculaire croissant : C1, C2-C5, C6-C13, C14+ et coke. La récupération quantitative et la séparation de chacune des cinq fractions permet une analyse moléculaire détaillée de chacune d'elles.

Abstract

The first part of this article describes an open pyrolysis system in order to characterize complex organic matter such as kerogen, coal, rock and oil asphaltenes and humic substances, etc. Pyrolysis effluents are recovered, fractionated quantitatively by liquid chromatography, and then they are analyzed by specific techniques such as gas chromatography and chromatography/mass-spectrometry coupling. The second part describes a pyrolysis technique in a closed system, used for the laboratory simulation of the thermal evolution of kerogens, asphaltenes or oils. A special effort has been made to give the mass and hydrogen balances for all pyrolysis products. For this, five classes have been distinguised with increasing molecular weight: C1, C2-C5, C6-C13, C14+ and coke. The quantitative recovery and the separation of each of the five fractions is used to make a detailed molecular analysis of each of them.