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Thèse soutenue

Modélisation thermodynamique compositionnelle de la floculation des bruts asphalténiques

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Auteur / Autrice : Valérie Szewczyk
Direction : Jacques Dellacherie
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie chimique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Evelyne Neau, Marek Rogalski

Résumé

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L’objectif de ce travail est de proposer à l'industrie pétrolière un modèle thermodynamique compositionnel capable de prévoir les conditions opératoires induisant la floculation des asphaltènes à partir des bruts. Au cours de cette étude, diverses méthodes d'analyse (calorimétrie, analyse élémentaire, RMN du 13C, diffusion des neutrons…) ont été utilisées afin d'acquérir une meilleure description de la fraction asphalténique et d'en déduire les mécanismes de sa floculation. Le modèle proposé décrit cette floculation comme une transition thermodynamique induisant la formation d'une nouvelle phase liquide riche en asphaltènes et contenant l'ensemble des constituants initialement présents dans le brut : le dépôt asphalténique. Les asphaltènes sont représentés à l'aide d'un seul pseudo-constituant composé essentiellement de carbone et d'hydrogène. La représentation de la fraction légère F11-F20 est celle proposée par Jaubert. La fraction lourde F20+ est représentée à l'aide de quatre pseudo-constituants, leurs propriétés caractéristiques étant déterminées à l'aide des méthodes de contribution de groupes développées par Avaullee ainsi que par Neau et Rogalski. L'équation d'état de Peng-Robinson associée aux règles de mélange par contribution de groupes d'Abdoul et Peneloux est utilisée afin de restituer les équilibres de phases gaz-liquide-dépôt asphalténique. Ce modèle ne permettant pas de restituer la floculation de façon purement prédictive, la démarche consiste alors à ajuster certaines propriétés caractéristiques des pseudo-constituants introduits dans la représentation analytique des bruts. Les résultats obtenus montrent que le modèle de floculation proposé est bien adapté à la restitution des propriétés thermodynamiques (pressions de saturation, volumes relatifs, courbes de floculation) des bruts asphalténiques sur un large domaine de températures (30-150°C) et de pressions (0,1-50 MPa), couvrant la majorité des cas rencontrés dans l'exploitation pétrolière