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TitreCyclopentanones and 2-cyclopenten-1-ones as major products of hydrous pyrolysis of immature organic-rich shales
AuteurJiang, C; Reyes, J; Snowdon, L R; Milovic, M; Robinson, R; Zhang, S; Armstrong, D; Lavoie, D
SourceOrganic Geochemistry vol. 122, 2018 p. 126-139, https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2018.05.016
Année2018
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180059
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2018.05.016
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf; html
Sujetsressources pétrolières; hydrocarbures; ressources énergétiques; roches sédimentaires; schistes; pyrolyse; chromatographie en phase gazeuse; analyse par spectromètre de masse; analyses thermiques; maturation thermique; temperature; roches mères; Eau; Biomasse; combustibles fossiles; géochimie; Phanérozoïque; Paléozoïque; Dévonien; Ordovicien
Illustrationstables; chromatograms; schematic representations
ProgrammeRoches mères des hydrocarbures de la région d'Hudson/Ungava, GEM2 : La géocartographie de l'énergie et des minéraux
Diffusé2018 05 30
Résumé(disponible en anglais seulement)
Cyclopentanone is an important platform chemical for various industrial syntheses. It has been recently reported as a major product in biomass cellulose-derived biofuels but has rarely been reported in geochemical research. We report here the abundant occurrence of cyclopentanone, 2-cyclopenten-1-one and their alkyl derivatives in pyrolysates of organic-rich shales. Closed system pyrolyses at temperatures from 290 ºC to 350 ºC have been carried out on thermally immature organic-rich shale samples of Ordovician and Devonian age from Canada. GC-MS analyses of the pyrolysates show that cyclopentanones, 2-cyclopenten-1-ones and phenols dominate over hydrocarbons in the low temperature hydrous pyrolysates, and their abundance relative to hydrocarbons decreases with increasing thermal maturation. However, these low molecular weight cyclic ketones are only minor components compared with hydrocarbons in anhydrous pyrolysates, indicating that water has played an important role in the formation of these oxygen-containing compounds. In addition, n-alkan-2-ones in the range of C6-C35 are also detected in the hydrous pyrolysates, but they are at much reduced concentrations compared with the cyclic ketones. The potential precursors in the shale and the likely chemical reaction mechanism for the formation of these cyclic ketones are discussed in detail in the paper.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Nous documentons ici la présence abondante de cyclopentanones et de 2-cyclopentènes-1-uns dans les produits de pyrolyse de shales riches en matière organique de l'Ordovicien et du Dévonien. Au meilleur de notre connaissance, il n'y a pas de documentation antérieure sur la présence en si grande abondance de ces cétones cycliques à faible masse moléculaire dans des échantillons géologiques. Sur la base de découvertes actuelles sur la composition de la cellulose provenant des biocombustibles, la détection de ces composés peut indiquer une préservation partielle des multi-saccharides dans des shales du Paléozoïque. En attendant une confirmation par la caractérisation de la matière organique sédimentaire, ceci peut jeter un éclairage nouveau sur les études traitant de l'évolution précoce de la vie. Les résultats de cette étude suggèrent également que la pyrolyse hydrique de shale pétrolifère avant sa cuisson pourrait être une alternative efficace pour l'amélioration des biocombustibles pour la synthèse de cyclopentanone utilisé comme support chimique pour des synthèses industrielles.
GEOSCAN ID308262