چکیده رسوب آسفالتین در مخازن نفتی یکی بزرگترین مشکلات این صنعت است که علاوه بر افزایش هزینه های تولید باعث گرفتگی مخزن و دهانه چاه و در نهایت غیرفعال شدن مخزن می شود. یکی از روش های مقابله با این پدیده استفاده از بازدارنده ها می باشد. در این پروژه نقطه شروع رسوب (onset) دو نمونه نفت خام مرده ایران به وسیله روش ویسکومتری در حضور سه نوع بازدارنده (دودسیل بنزن سولفونیک اسید خطی و شاخه دار و کوکونات دی اتانول آمید) در غلظت های مختلف (ppm1000، ppm2000، ppm10000 و ppm20000) بررسی شده است. در روش ویسکومتری افزایش ناگهانی ویسکوزیته نمونه نفتی در حضور حلال رسوب دهنده (نرمال هپتان)، به عنوان نقطه شروع تشکیل رسوب در نظرگرفته می شود. از بین بازدارنده های استفاده شده، کوکونات دی اتانول آمید اثر بسیار خوبی در به تاخیر انداختن نقطه آغاز رسوب آسفالتین از خود نشان داد. برای مثال تنها 1 درصد وزنی از این بازدارنده 65 درصد قدرت بازدارندگی را افزایش داد. همچنین به وسیله معادله حالت پنگ رابینسون (pr-eos) پیش بینی نقطه شروع رسوب در غلظت های مختلف بازدارنده مدلسازی شد. با توجه به این که مقدار بازدارنده اضافه شده در مقیاس آزمایشگاهی به نمونه های نفتی بسیار اندک و همچنین جرم مولکولی برخی اجزای نفتی بسیار بزرگ است، پیش بینی مدل پنگ رابینسون تطابق بسیار خوبی را با داده های آزمایشگاهی نشان داد.

محلول های الکترولیت در فرآیندهای شیمیایی مختلفی کاربرد دارند. به دلیل کاربرد گسترده این محلول ها، شناخت خواص ترمودینامیکی آن ها برای انجام فرآیندهای شیمیایی، ضروری است. مدل سازی تعادلات فازی این محلول ها، به دلیل زمان بر و پرهزینه بودن عملیات آزمایشگاهی حائز اهمیت است. در این گزارش دو معادله حالت بر اساس سهم های انرژی آزاد هلمهولتز ارائه شده اند: مدل نخست برای محاسبه فعالیت آب در محلول های الکترولیت حاوی یک نمک و نیز فشار حباب محلول های الکترولیت به همراه یک گاز حل شده، به کار گرفته شده است. این مدل با تنها سه سهم معادله حالت پنگ- رابینسون، تقریب متوسط کرویت و مارگولس، فعالیت آب در محلول های الکترولیت حاوی یک نمک را با خطای کمی محاسبه کرده است. معادله حالت پیشنهادی حلالیت کربن دی اکسید در محلول های الکترولیت حاوی نمک های سدیم کلرید و سدیم سولفات و تغییر حلالیت کربن دی اکسید در اثر افزایش غلظت سدیم کلرید را به خوبی پیش بینی کرده و در پیش بینی فشار نقطه حباب، برای محلول های سدیم کلرید و سدیم سولفات، دقت خوبی داشته است. مدل دوم شامل چهار سهم معادله حالت پنگ- رابینسون، تقریب متوسط کرویت، بورن و sr2، برای محاسبه ضرایب فعالیت ارائه شده است. این مدل با محاسبه ضریب فعالیت متوسط یونی نمک های 1:1، 1:2 و 2:1، ضریب اسمتیک الکترولیت های آبی، ضریب فعالیت متوسط یونی الکترولیت های غیرآبی و نیز ضریب فعالیت متوسط یونی سیستم آب- الکل- سدیم برمید آزموده شده است. در این مدل ها برای حلال، شعاع های باندی و برای یون ها شعاع های مارکوس در نظر گرفته شده و به این ترتیب تعداد ضرایب تنظیم پذیر کاهش یافته است. مدل نخست با دو نوع ضریب تنظیم پذیر ویژه نمک، مربوط به جمله مارگولس و مدل دوم نیز با دو نوع ضریب تنظیم پذیر ویژه یون، ضریب جاذبه معادله حالت پنگ- رابینسون و ضریب برهم کنش مربوط به جمله sr2، توانایی معادله حالت پنگ رابینسون اصلاح شده را در پیش بینی ضرایب فعالیت و تعادل فازی محلول های الکترولیت، تا غلظت 6 مولال، نشان می دهند.

در این مدلسازی، از دو معادله حالت پنگ رابینسون و اس آرکی برای توصیف برهمکنش های فیزیکی بین آسفالتین ها و سایر ترکیبات سنگین استفاده شده است. اما به دلیل پیوندهای بین مولکولی قوی بین ذرات آسفالتین با یکدیگر و با سایر ترکیبات سنگین، یک جمله تجمعی به معادلات حالت درجه سه اضافه شده است. در این تحقیق، در فشارهای بیش تر از فشار حباب نفت، از طریق محاسبات تعادلی مایع- مایع بین فاز رسوب و فاز نفت، با استفاده از معادله حالت cpa، مقدار رسوب آسفالتین برای دو نمونه نفت محاسبه شده است. برای بررسی اثر دما بر روی پارامتر تجمعی آسفالتین- آسفالتین، با استفاده از اطلاعات تجربی موجود در سه دمای مختلف، مقادیر این پارامتر محاسبه و نتایج مدل با اطلاعات تجربی مقایسه شد. برای نمونه 1 استفاده از معادله حالت اس آرکی منجر به خطای متوسط 5/7 درصد و استفاده از معادله حالت پنگ رابینسون منجر به خطای متوسط 5/9 درصد شده است. برای نمونه 2 با در نظر گرفتن اثر دما (با معادله حالت پنگ رابینسون در بخش فیزیکی) خطای متوسط برابر 1/6 درصد و بدون در نظر گرفتن اثر دما، خطای متوسط برابر 42 درصد بود. همچنین با استفاده از معادله حالت اس آرکی(با در نظر گرفتن اثر دما) خطای متوسط برابر 1/4 درصد است. نتایج این مدل نشان می دهد که استفاده از معادله حالت اس آرکی نسبت به معادله حالت پنگ رابینسون منجر به خطای کم تری می شود. در این کار برای بررسی اثر تابع توزیع شعاعی، از دو معادله رایج آن در محاسبات استفاده شده است.