یکی از زمینه های مهم تحقیقاتی در صنایع نفت، کار بر روی رسوب مواد سنگین نفتی می باشد که مهم ترین و اصلی ترین بخش این مواد سنگین، آسفالتین ها می باشند. رسوب آسفالتین ها باعث بروز مشکلات زیادی در صنایع نفت شده و باعث کاهش تولید می گردد. بررسی رفتار فازی رسوب آسفالتین، شناخت بهتری را نسبت به پدیده رسوب و همچنین میزان آن در شرایط دمایی و فشاری مختلف به دست می دهد. بدین منظور با استفاده از مدل سازی ترمودینامیکی، میزان، نقطه شروع و شرایط تشکیل رسوب آسفالتین را پیش بینی می کنند. در این پروژه با در نظر گرفتن این مسیله که آسفالتین ها دارای خواص تجمعی می باشند از دو تیوری متفاوت که در هر دو آسفالتین به صورت یک جزء تجمعی در نظر گرفته شده، استفاده شده است. در تیوری اول به نام تیوری aeos ضریب تراکم پذیری به دو قسمت فیزیکی و شیمیایی تقسیم شده و اثرات تجمعی آسفالتین در ترم شیمیایی در نظر گرفته شده و از مدل پلیمری خطی پیوسته برای آن استفاده گردیده است. همچنین در این تیوری، رسوب رزین به همراه آسفالتین نیز در نظر گرفته شده است. در قسمت دوم پروژه از یک معادله دیگر به نام معادله cpa استفاده شده است که مبنای این معادله تیوری آشفتگی می باشد. این تیوری نیز خاصیت تجمعی آسفالتین را به صورت یک ترم تجمعی در ضریب تراکم پذیری در نظر می گیرد. لازم به ذکر است که برای قسمت فیزیکی هر دو معادله یاد شده از دو معادله حالت درجه سه، pr و srk استفاده شده است و دقت این دو معادله حالت نسبت به یکدیگر سنجیده شده است. نتایج حاصل از مدل سازی با نتایج آزمایشگاهی سه نمونه از نفت ایران و کشورهای دیگر مقایسه شده که نتایج حاصله از دقت کافی برخوردار می باشد. همچنین اثر تزریق دی اکسید کربن نیز بر روی این نمونه ها بررسی شده و نتایج آن ارایه گردیده است.

با توجه به اهمیت روز افزون مسایل محیط زیست و همچنین سمی و خطرناک بودن فنل نسبت به سایر مواد شیمیایی که در پساب کارخانجات شیمیایی و پالایشگاه ها وجود دارد، ضرورت حذف این آلاینده ها از پساب ها احساس می گردد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی حذف فنل در غلظت های مختلف با استفاده از سیستم بیولوژیکی راکتورهای ناپیوسته متوالی (sbr) می باشد. دلیل بکارگیری روش sbr، اقتصادی تر بودن، سادگی و انعطاف پذیر بودن آن در مقایسه با سایر روش های لجن فعال است. این تحقیق، شامل دو فاز می شود که در فاز اول اثر غلظت فنا طی مدت 100 روز در راکتور های sbr مورد بررسی قرار گرفت؛ و در فاز دوم اثر زمان ماند لجن در بازدهی حذف فنل طی مدت 110 روز مورد مطالعه قرار گرفت. در هر دو فاز پارامترهای مهم مانند svi, mlvss, mlss, cod و غلظت فنل در خروجی اندازه گیری شد. در این تحقیق، از چهار راکتور sbr از جنس پلکسی گلاس هر یک به حجم مفید 6 لیتر استفاده شد. در فاز اول، فاضلاب ورودی (مصنوعی) شامل منبع کربن (گلوکز)، منبع نیتروژن و فسفر و سایر عناصر مورد نیاز بوده و همچنین از فنل با غلظت های، (شاهد)100،50 و 150 میلی گرم در لیتر استفاده شد. زمان ماند لجن در هر 4 راکتور برابر 10 روز در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده در طی 100 روز دوره آزمایش از این فاز نشان میدهد که بیشترین بازده حذف فنل و بیشترین مقدار mlss به ترتیب 99/99% و 371 1811 در راکتور با غلظت فنل ورودی 150 میلی گرم در لیتر بوده است. در فاز دوم، فاضلاب ورودی مانند فاز اول انتخاب شد با این تفاوت که غلظت فنل در هر 3 راکتور برابر 100 میلی گرم در لیتر و زمان های ماند لجن در راکتور یک تا سه به ترتیب 5، 15، 30 روز و راکتور چهارم بدون برداشت لجن اضاقی انتخاب شد. نتایج بدست آمده در طی 110 روز مدت عملکرد سیستم در این فاز نشان می دهد که عمر متوسط لجن تاثیری بر روی بازدهی حذف فنل ندارد. با افزایش عمر متوسط لجن، میزان غلظت لجن در راکتور ها افزایش یافت. بازدهی حذف cod در هر 4 راکتور بیش از 90 درصد بود.

روش ترسیب شیمیایی بخار cvd یکی از تکنیک های جدید و رایج در تهیه کاتالیست ها می باشد با استفاده از این روش می توان اتم های فلزات مختلف فاز فعال را از طریق فاز گاز بر روی پایه های متفاوت کاتالیسیتی تثبیت نمود برای بررسی این فرایند از یک مدل ریاضی برای توصیف فرآیند ترسیب شیمیایی بخار cvd در تهیه کاتالیست ها استفاده می شود و اثر سینتیک های متفاوت بر روی آن برسی می شود نتایج حاصل از مدلسازی با استفاده از پروفیل های متداول فاز فعال در دانه کاتالیست توجیه می شود و یا با تنایج تجربی انطباق داده می شود در نهایت با استفاده از سینتیک های مشاهده شده در مراجع یک معادله عمومی ارایه شده حالت های پارامتری آن بررسی شده و پروفیل های فاز فعال مربوطه برای هر مورد به دست امده است از این معادله می توان برای تخمین پروفایل رسوب مواد بامعادلات شبیه به معادله عمومی با پارامترهای مشخص استفاده نمود فازهای بررسی شده شامل sic,ni و tin می باشد.

microfluidics علم و تکنولوژی سیستم هایی است که مقادیر کم سیال (9-10 تا 18-10 لیتر) را توسط کانال هایی با ابعاد ده ها تا صدها میکرومتر اداره و کنترل می کنند. حجم های کوچک، زمان لازم برای ساخت و آنالیز محصول را کاهش می دهند. به علاوه، رفتار منحصر به فرد مایعات در ابعاد میکرو، امکان کنترل بهتر واکنش ها و غلظت های مولکولی بیشتر را فراهم می آورد. در سال های اخیر تلاش های بسیاری در جهت تحقیق و بررسی بر روی جریان های چند فازی (مایع- مایع، گاز- مایع) درابعاد میکرو و درمیکروکانال ها صورت پذیرفته است. جریان های چند فازی، مکانیسم های متعددی را جهت تغییر و بهبود عملکرد سیستم های میکروسیالی تک فازی ارایه می دهند. از سوی دیگر، حدود 50 سال است که بر روی میکروکانال های با مقطع دایره ای کار شده است و فقط کم تر از 10 سال است که تلاش برای شناخت رفتار جریان در میکروکانال های با مقطع مستطیل آغاز گشته است. مقطع میکروکانال ها در دستگاه میکروسیالی به کار رفته در این پروژه مستطیلی می باشد. روش های موجود برای توصیف و کنترل دینامیک جریان در سیستم های میکروسیالی (استفاده از میکروسکوپ و دوربین)، سخت و بسیار زمان بر بوده و به طور دستی انجام می گیرند. هدف این پروژه، طراحی سیستمی ساده، سریع و خودکار به عنوان روشی جایگزین بوده است و در همین راستا، مجموعه تجهیزات نوری جهت توصیف دینامیک سیستم، طراحی و به کار بسته شد. با استفاده از روش نوری، دینامیک جریان دوفازی گاز- مایع را در دستگاه میکروسیالی دارای کانال هایی با مقطع مستطیلی، توصیف نموده و روند تغییرات سرعت حباب ها، فرکانس و اندازه آن ها و هم چنین افت فشار در طول دستگاه میکروسیالی، بر حسب تغییرات شدت جریان مایع و فشار سیلندر گاز، با دقت مناسبی تعیین گردیدند.

تخریب زیستی به کمک میکروارگانیسمها روشی کار آمد. اقتصادی و حافظ محیط زیست برای پاکسازی مناطق آلوده نفتی است. لجن نفتی از جمله پسماندهای خطرناک بوده و منبع اصلی بسیاری از آلاینده های خاک و آبهای زیر زمینی و هوا است. این پژوهش با هدف جداسازی باکتری های قادر به تخریب ترکیبات هیدروکربنهای موجود در لجن نفتی انجام گرفته و در آن 17 سویه باکتری تجزیه کننده نفت از نمونه های لجن و خاکهای تهیه شده از پالایشگاه و پمپ بنزینهای تهران جدا شده است. همچنین برای جداسازی باکتری های مورد نظر از سیستم غربالگری مداوم (continuous screening) نیز استفاده شده که اساس این روش تفاوت سرعت ویژه رشد باکتریها و شسته شدن آنها از بیوراکتور است. غربالگری ثانویه باکتریها و تأیید توانایی تجزیه نفت خام توسط سویه ها در محیط دارای نفت خام و معرف 2و6 - دی کلروفنل ایندوفنل (dcpip) انجام شده است. بر اساس نتایج به دست آمده 2 سویه برتر a11 و b2(باکتریهای گرم مثبت میله ای) که حاصل از روش متداول کشت یکباره بودند قادر به بی رنگ کردن معرف dcpip در مدت زمان 5 روز و c1 (باکتری گرم منفی کوکسی) حاصل از کشت مداوم در مدت 16 ساعت قادر به بی رنگ کردن معرف فوق بود. به منظور تأیید نتایج حاصل از تست dcpip از روش استاندارد برای شمارش باکتری های زنده در سیستم کشت مداوم استفاده کردیم که نتایج حاصل از این قسمت تاییدی بر نتایج قسمت قبل بود علاوه بر این مرحله با رسم منحنی رشد هر 3 سویه برتر باکتری c1 باmax=0/0291 (hr/1) به عنوان مقاوم ترین گونه باکتریایی انتخاب گردید. همچنین بهینه سازی سیستم به صورت تک فاکتوری و با غلظت های متفاوت عصاره مخمر انجام گردید. که باکتری مذکور ظرف یک ماه انکوباسیون در دمای 30 درجه سانتی گراد و دور همزن 220rpmو با غلظت 2 گرم بر لیتر از عصااره مخمر موفق به حذف کامل نفت از سیستم گردید در ضمن آنالیزهای این قسمت با استفاده از روش اسپکتوفوتومتری و د طول موج 400nm انجام گردید باکتری مقاوم در دست شناسایی می باشد.

تشکیل رسوبات جامد مانند رسوب نفت خام یکی از مشکلات اساسی در استخراج، تولید، بهره برداری و انتقال نفت خام در خطوط لوله و مخازن نفتی است. علاوه بر تغییرات عواملی نظیر دما و فشار، ترکیب درصد و پتانسیل جریان نیز بر تشکیل رسوب در مخازن و محیط متخلخل موثر است. در این پایان نامه با تأکید بر بار الکتروستاتیکی موجود در مولکول آسفالتین این ماده به عنوان جزئی مثبت در نفت خام مذکور معرفی و با توجه به استفاده روز افزون پلی آکریل آمید در ازدیاد برداشت از مخازن نفتی تأثیر تزریق این ماده بر روی تشکیل رسوب آسفالتین در محیط متخلخل پر شده با پودر کربید سیلیسیم بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که خاصیت باردار مولکول آسفالتین در مقابل دیگر مواد باردار نظیر پلی آکریل آمید ها باتوجه به بار ماده پلیمری مذکور متغیر می باشد و اینکه میزان بار مولکول آسفالتین با توجه به گروههای فلزی موجود در آن و مقدار آنها تعیین می گردد

عمل پیرولیز و گازیفیکاسیون از مهمترین فرآیندهایی هستند که امروزه بطور وسیع بر روی چوب ، زغالسنگ ، انواع ترموست ها، لاستیک و ... مورد مطالعه قرار می گیرند. دراین پروژه راکتوری از نوع : captive-sample hot screen reactor طراحی و ساخته شده که در آن میتوان نمونه چوب و یا نمونه دیگری مانند پلیمرها، لاستیک و ... را تحت شرایط کنترل شده و دقیق پیرولیز نمود . عامل تولید حرارت عبور جریان الکتریسته با آمپربالا از میان یک توری فولادی می باشد . نمونه مورد نظر در میان توری گذاشته شده و منحنی دما برحسب زمان از طریق یک ترموکوپل با پاسخ سریع که در میان توری قرار دارد توسط کامپیوتر بطور همزمان اندازه گیری و ثبت می گردد. مشخصات عمومی سیستم : -1 نمونه های 10-15 میلی گرم با اندازه ذرات بزرگتر از 50 میکرون و نمونه های ورقه ای قابل پیرولیز -2 سرعت حرارت دهی قابل تنظیم و در محدوده 100-1500 درجه سانتیگراد در ثانیه می باشد. -3 دمای ماکزیمم بین 100-1200 درجه سانتگراد می باشد. -4 زمان اقامت نمونه در دمای ماکزیمم قابل تنظیم با دقت 1 ثانیه از صفر تابی نهایت می باشد. -5 فشاراز خلاء کامل 5ˆ2 - -6 10 اتمسفرمی باشد -6 گاز داخل راکتور می تواند هلیوم، ازت و یا هرگاز بی اثر دیگری باشد -7 با فشردن یک کلید سیستم حرارت دهی و ثابت نگهداشتن دما در دمای ماکزیمم که از قبل تنظیم شده بطور اتوماتیک عمل می نماید. -8 سیستم دارای کنترل دستی است که می توان حتی باheating rate های پائین هم به دماهای بالا دست یافت -9 سرعت اندازه گیری دما قابل تنظیم و حداکثر 10000 دما در ثانیه می باشد که بطور همزمان با آزمایش ، روی مانیتور کامپیوتر نشان داده شده و ثبت نیز می گردد. کلیه قسمتهای دستگاه فوق در دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر ساخته شده است . توسط این سیستم میتوان سینتیک تولید زغال -char قطران tar و مواد سبک light oils و گازها را بررسی نمود.