Prévision de la solubilité des hydrocarbures dans l'eau en fonction de la température et de la pression

par Gaëtan Bergin

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Vladimir Mayer.

Soutenue en 2002

à Clermont-Ferrand 2 .

  • Titre traduit

    Prediction of the solubility of hydrocarbons in water as a function of temperature and pressure


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Les hydrocarbures, constituants importants du pétrole, se retrouvent souvent en étroite coexistence avec l'eau. La connaissance des équilibres entre phases des systèmes hydrocarbure-eau, dans une large gamme de températures et de pressions, est essentielle pour l'exploitation effective des ressources pétrolières et gazières. Cette information s'inscrit dans l'optique de la maîtrise des processus de récupération assistée du pétrole, du stockage et du transport du pétrole et du gaz naturel, ainsi que des problèmes inhérents à la protection de l'environnement. Trois axes de recherche ont été principalement explorés, cela après concertation avec les partenaires industriels instigateurs de ce projet. Parmi les différentes familles chimiques composant les hydrocarbures, trois ont été privilégiées pour leur importance en relation avec l'eau. Celles-ci se composent des n-alacanes ayant une longue chaîne hydrocarbonée, des composés polyaromatiques et des hydrocarbures aromatiques. Un dispositif dynamique a été développé pour permettre l'acquisition de nouvelles données expérimentales de solubilité pour les n-paraffines lourdes (jusque C20), et cela sur une gamme de températures allant de l'ambiante jusqu'à une température de 473 K. Cette nouvelle information a permis d'illustrer un comportement spécifique des molécules possédant plus de douze atomes de carbone par rapport à leurs homologues de taille plus modérée. Cette caractéristique s'estompe néanmoins avec la température jusqu'à disparaître à 473 K. L'étude conernant les polyaromatiques s'est essentiellement focalisée autour de la proposition d'une méthode permettant de prévoir leur solubilité dans l'eau à différentes températures en fonction de la structure des molécules étudiées. Un réel effort de compilation des données disponibles dans la littérature fut nécessaire en association avec le test de modèles simples s'exprimant par le biais du coefficient d'activité à dilution infinie. Ce travail a permis de proposer une expression fondée sur la masse molaire des composés et permet une bonne évaluation de la solubilité d'un bon nombre de polyaromatiques dans l'eau. Le dernier point a permis de présenter un modèle thermodynamique permettant la prévision de la constante de Henry de quatre familles d'hydrocarbures : les alcanes, les cycloalcanes, les alcènes et les alkylbenzènes dans l'eau en fonction de la température et de la pression. Ce modèle se base sur un schéma de contributions de groupes permettant d'exprimer l'enthalpie libre d'hydratation qui est directement liée avec la constante de Henry. Ce modèle performant autorise une représentation avec une précision de 25% de nombreux hydrocarbures, pour des températures comprises entre 273 et 573 K et des pressions pouvant atteindre 100 MPa, ainsi que la génération de données pour des hydrocarbures n'en disposant pas

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Informations

  • Détails : 1 vol. (290 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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