اكسيداسيون شيميايي پيشرفته بدليل اينكه قابليت اكسيد كردن كامل تركيبات آلي ساده تر و تبديل آن ها به آب و دي اكسيد كربن و همچنين قابليت تبديل آلاينده هاي مقاوم به مواد آلي ساده تر و قابل تجزيه زيستي را دارد نسبت به روش هاي ديگر جهت كاهش آلاينده هاي COD و H2S مناسب مي باشد. همچنين روش جذب سطحي پيوسته بدليل هزينه پايين فرآيند جذب و بازيابي آلاينده، سادگي در بهره برداري، بازدهي بالا و وجود منابع ارزان و در دسترس جاذب هاي طبيعي نسبت به ديگر روش هاي تصفيه يك فرآيند كاربردي و اقتصادي جهت كاهش آلاينده ي NH3 محسوب مي شود. ابتدا پساب وارد دستگاه اكسيداسيون پيشرفته شده و آلاينده هاي H2S و COD كاهش يافته و سپس جهت كاهش آلاينده ي NH3 وارد دستگاه جذب سطحي پيوسته مي شود. سيستم تصفيه مذكور براي اولين بار در جهان جهت كاهش غلظت آلاينده هاي پساب نفتي شامل H2S, NH3 و COD استفاده شده است كه در دنيا بر روي آن هيچگونه مطالعه اي صورت نگرفته و اين عمليات را مي توان توسط اين دستگاه ها به راحتي و با ايمني بالا انجام داد. براي كاهش آلاينده هاي نفتي، اين سيستم شامل بهترين روش ها مي باشد.

در اين پژوهش به توليد نانولوله هاي كربني به روش انباشت با تبخير شيميايي با استفاده از منبع كربني كافور و كاتاليست هاي نيكل- آلومينا، نيكل/سريوم- آلومينا و نيكل/موليبدن- آلومينا در شرايط مختلف عملياتي پرداخته شد. در اين مطالعه آزمايشگاهي، به بررسي تأثير پارامترهاي دما و درصد وزني كاتاليست نسبت به پيش ماده كربني بر روي قطر نانولوله هاي كربني پرداخته شد. نتايج بدست آمده از آناليز SEM نشان داد كه با افزايش دما و درصد وزني كاتاليست قطر نانولوله هاي كربني افزايش يافت. به علاوه كاتاليست نيكل/سريوم- آلومينا محصولي با قطر يكنواخت تر و كاتاليست نيكل/موليبدن- آلومينا محصول را در بازه وسيع تري از دما توليد كرد. بهترين دما براي توليد نانولوله هاي كربني براي كاتاليست نيكل/موليبدن- آلومينا 650 درجه سانتي گراد و براي دو كاتاليست ديگر دماي 700 درجه سانتي گراد بدست آمد. براي هر سه كاتاليست بهينه ي درصد وزني كاتاليست بدست آمد.

هدف اين پژوهش،سنتز ريزترين ذرات پارامغناطيسي ممكن و امكان پذير بودن استفاده از فرآيند ترسيب ضد حلال فوق بحراني در بررسي اثر آن بر روي اندازه ذرات مغناطيسي پوشش يافته با پليمر مي باشد. نانو ذرات پارامغناطيس كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف به خصوص دارورساني هوشمند دارند، چرا كه با كمك ميدان مغناطيسي ميتوان اين ذرات را به ناحيه ي خاصي در بدن رساند و با پوشش دهي پليمري آنها ميتوان دارو درون آن تزريق كرد و با توجه به تجزيه تدريجي پليمر در بدن، دارو نيز به تدريج و با غلظت مشخص در بدن آزاد مي شود. براي توليد نانو ذرات مغناطيسي، از روش ترسيب استفاده و پارامترهاي موثر بر اندازه ذرات بررسي شد. براي ايجاد پوشش پليمري از سيال فوق بحراني به عنوان ضد حلال استفاده گرديد. اثر پارامترهاي مختلف مانند دما، pH و افزودن سورفكتانت در سنتز نانوذرات مغناطيسي و اثر دما، فشار و درصد وزني پليمر در فرآيند پوشش دهي مورد بررسي قرار گرفتند. در نهايت در شرايط بهينه سنتز ذرات و پوشش دهي، ذرات 1/1نانومتري ذرات مغناطيسي در دماي 70درجه سلسيوس، pH بين 5/5 و 7 و بدون عامل فعال سطحي سنتز شد. همچنين ذرات مگنتايت با پوشش كايتوسان در اندازه 3/2 نانومتر در فشار80 بار، دماي 80 درجه سلسيوس و 5 درصد وزني پليمر توليد گرديد.

اختراع حاضر شامل ارايه يك روش جديد در نمك زدايي از نفت خام است. روش مرسوم نمك زدايي از نفت خام يعني نمك زدايي در ميدان الكتريكي، در شرايطي كه نفت خام شوري بالايي داشته باشد، حتي با دو مرحله نمك‌زدايي هم به محتواي بهينه نمك نخواهد رسيد. همچنين اين روش داراي هزينه‌هاي جاري بالايي است. ارايه يك راه‌كار جديد در اين‌باره بسيار سودمند است. اختراع حاضر بر مبناي بكارگيري از نانو سيالات مغناطيسي، نمك زدايي از نفت خام را امكان‌پذير مي‌سازد . اين اختراع را مي‌توان در مقياس‌هاي صنعتي بكار گرفت.

دستگاه اندازه گيري مقاومت مكانيكي و حرارتي هيدروژل ها به منظور اندازه گيري ميزان تحمل دما و فشار هيدروژل ها (فرآورده) طراحي و ساخته شده است. يكي از مشكلات مهم مخازن هيدروكربني مشكل توليد آب همراه نفت و گاز مي باشد. يكي از روش هاي كاهش توليد آب از مخازن، تزريق هيدروژل به مخازن است. مهم ترين چالش به كاربردن هيدروژل در مخازن از بين رفتن آنها پس از تزريق به مخزن مي باشد (عدم پايداري مكانيكي و حرارتــي هيدروژل ها تحت دما و فشار بالاي مخزن). تا كنون تلاش هاي زيادي براي ساخت هيدروژل مقاوم در برابر دما و فشار بالا صورت گرفته است. علي رغم تمام تلاش هاي صورت گرفته براي ساخت هيدروژل مقاوم، دستگاهي براي اندازه گيري ميزان مقاومت هيدروژل ها در برابر دما و فشار وجود نداشته و ميزان مقاومت آنها فقط با صرف هزينه هاي زياد و با تست هاي ميداني قابل ارزيابي بوده است. دستگاه معرفي شده قادر است با صرف ميزان كمي هيدروژل ميزان مقاومت مكانيكي و حرارتي آنرا اندازه گيري نموده و كارايي اش در كاهش توليد آب ناخواسته مخازن هيدروكربني پيش بيني نمايد. دستگاه مذكور با برطرف كردن نياز به تست هاي ميداني، قادر است صرفه جويي كلاني در هزينه هاي اقتصادي بنمايد.

نخستين دستگاه اندازه گيري مكانيسم حركت سيالات (فرآيند) درون شكاف ها به منظور فائق آمدن بر مشكلات و ابهام هاي موجود در فرايند ازدياد برداشت از مخازن نفتي طراحي و ساخته شده است. اكثر مخازن نفتي ايران از نوع كربناته شكاف دار هستند. همچنين ازدياد برداشت اكثر مخازن نفتي ايران ضروري مي باشد. يكي از روش هاي ازدياد برداشت از مخازن نفتي، تزريق سيال به درون مخزن نفتي مي باشد. مهم ترين چالش موجود در زمينه ازدياد برداشت از مخازن با تزريق سيال، عدم آگاهي نسبت به مكانيسم حركت سيال دورن مخزن مي باشد. تا كنون تلاش هاي زيادي براي بهبود فرايند ازدياد برداشت از مخازن نفتي صورت گرفته است. علي رغم تمام تلاش هاي صورت گرفته هنوز فرايند مذكور با ابهام ها و مشكلات زيادي روبه رو مي باشد. دستگاه طراحي و ساخته شده مذكور قادر است با صرف ميزان كمي سيال، مكانيسم حركت آنرا درون شكاف هاي مخزن پيش بيني نمايد. از آنجا كه شكاف تعبيه شده در دستگاه به لحاظ ابعاد بي بعد همانند شكاف هاي موجود در مخازن نفتي مي باشد، با استفاده از نتايج آزمايش هاي انجام شده در اين دستگاه مي توان ميزان دبي مورد نياز سيال براي برداشت نفت از مخازن مختلف را پيش بيني نمود. از طرفي چون از نمونه سنگ هاي مخزن براي ايجاد شكاف درون دستگاه استفاده شده است، ميزان آسيب ديدگي سنگ مخزن بر اثر عبور سيال نيز با استفاده از اين دستگاه قابل پيش بيني مي باشد. از آنجا كه برخي سيالات همانند هيدروژل ها نسبت به دما و فشار بالا مقاومت متفاوتي نشان مي دهند اين دستگاه وسيله خوبي براي پيش بيني ميزن مقاومت مكانيكي و حرارتي سيالات تحت دما و فشار بالا مي باشد. دستگاه مذكور با برطرف كردن ابهام هاي زيادي كه در فرايند ازدياد برداشت از مخازن نفتي وجود دارد، قادر است بسياري از مشكلات موجود در فرايند مذكور را برطرف نموده و صرفه جويي كلاني در هزينه هاي اقتصادي بنمايد.

‏اختراع دستگاه P.V.T ‏عاري از جيوه براي بررسي مسائل مربوط به رفتار فازي سيالات ميباشد. بررسي عملكرد يك سيال تحت فشار، دما و يا در يك حجم معين در دستگاهي تحت عنوانP.V.T ‏صورت مي گيرد. از جمله اين رفتار فازي سيالات مي توان به تعيين نقطه حباب نقطه شبنم تعيين حداكثر تشكيل مايع تعيين ضريب تراكم پذيري گاز در تست تخليه در حجم ثابت ( CVD ‏ و يا در تست تخليه در تركيب ثابت ( CCE ‏) و غيره اشاره كرد. دستگاه P.V.T ‏ اختراع شده از يك طراحي منحصر به فرد جهت تامين فشار استفاده مي نمايد و در آن از جيوه كه يك عنصر بسيار سمي است ، استفاده نشده است. دستگاه P.V.T ‏قابليت تحمل فشار عملياتي bar ۵٠٠ ‏و دماي 200C را دارد. از يك برنامه آناليز تصويري ويك دوربين با زوم ديجيتال x ٢٠٠ ‏جهت بررسي و مشاهده تغييرات داخل سيلندر دستگاه P.V.T ‏استفاده شده است.

ساختار مخازن نفتي و گازي در اثر وجود مواد شيميايي يا اثرات مكانيكي به تدريج گسيخته مي شود و توليد شن و ماسه و خروج ذرات ماسه همراه با توليد نفت و گاز را در پي دارد. گسيختگي هاي ايجاد شده به سه دسته كششي، برشي و چسبندگي تقسيم مي شوند. در اثر توليد شن و ماسه سالانه ميليون ها دلار خسارت به صنعت نفتو گاز وارد مي آيد. به همين منظور از تجهيزات كنترل تولدي شن و ماسه مانند غربال، بسترهاي آكنده شني و كنترل دبي نفت براي كاهش خسارات استفاده مي شود. در اين فرآيند روشي براي تخمين ميزان دبي بحراني توليد نفت جهت جلوگيري از توليد شن با استفاده از معادلات مكانيك سيالات و ژئومكانيك و با اين فرض كه سنگ مخزن رفتار الاستيك دارد، مدل سازي مي شود. مدل به صورت دو بعدي در واحد زمان حل شده و توزيع فشار مخزن و توزيع جابجايي ذرات ماسه را محاسبه مي نمايد. به كمك اين اطلاعات توزيع تنش نرمال و همچنين توزيع تنش برشي تعيين مي شود. سپس با استفاده از معيار موهر - كلمب گسيختگي مخزن مورد بررسي قرار مي گيرد و دبي بحراني توليد تعيين مي شود. فرآيند طراحي شده قادر به بررسي پارامترهاي مختلف موثر در ايجاد گسيختگي مانند تخلخل، تراوايي، نسبت پواسون و چسبندگي مي باشد. فرآيند با استفاده از زبان برنامه نويسي ويژوال بيسيك، فرترن و مطلب به صورت نرم افزار پيش بيني گسيختگي مخزن با نام Sand Production Prediction(SPP) ارايه مي گردد.

‏ ‏در حال حاضر نرم افزاري كه توانايي طراحي لخته گير هاي انگشتي را داشته باشد، وجود ندارد. در نرم افزار هاي مطرحي مانند Aspen •Hysys ‏و Olga ‏امكان طراحي اين دستگاه وجود ندارد ‏. در شركت هاي بزرگ نفتي طراحي اين دستگاه به صورت يك راز صنعتي باقي مانده است و هر شركت براي طراحي اين دستكاه روني خويش را داراست. با توجه به نياز كشور به داشتن نرم افزاري كه بتواند اين دستگاه جداسازي را طراحي نمايد و مشكل طراحي مناسب لخته گير هاي انگشتي متناسب با چاه هاي نفت و گاز ايران را حل نمايد، نرم افزار SCD ‏طراحي گرديده است. ‏با استفاده از زبان برنامه نويسي ويژوال بيسيك طراحي نرم افزار شبيه سازي و طراحي مكانيكي لخته گير هاي انگشتي با نام ( Slug Catcher Design (SCD ‏انجام شده است. همچنين اين نرم افزار هاراي قسمت محاسبه خواص مختلف فيزيكي و سيالاتي مانند دما، فشار و حجم بحراني برش هاي نفتي و برش هاي مجازي! محاسبه دانسيته، ويسكوزيته و كثش سطحي و يكپارچه سازي و تفكيك برش هاي نفتي با روش هاي متني نيز مي باشد كه بر غناي نرم افزار افزوده است. اين نرم افزار در نوع خود ‏اولين نرم افزار طراحي لخته گير و بيش بيني خواص برنر هاي نفتي و طراحي سيكلون ها بر روي كاز خروجي از دستگاه براي افزايش بازد هي مي ‏باشد.