امروزه نقش معادلات حالت در پیش بینی خواص ترمودینامیکی مواد خالص و تعادل های فازی مخلوط های چند جزئی در صنایع نفت و پتروشیمی بسیار مهم می باشد. اما این معادلات در بیان خواص مخلوط های حاوی مواد بسیار قطبی یا مواد دارای پیوند هیدروژنی و هم چنین مواد تجمعی اغلب دچار مشکل می شوند. یک راه برای در نظر گرفتن اثرات حاصل از تجمع این است که معادله حالت از دو بخش تشکیل گردد: یک بخش فیزیکی و یک بخش شیمیایی. در این کار معادله حالت تجمعی جدیدی شامل عبارت تجمعی وفایی و همکاران برای بخش شیمیایی و معادله حالت پنگ-رابینسون برای بخش فیزیکی ارائه شده است. این معادله ی تجمعی جدید برای پیش بینی خواص اشباع مواد تجمعی خالص و هم چنین پیش بینی تعادل های فازی مخلوط های دو جزئی آب/هیدروکربن، الکل/هیدروکربن، الکل/دی اکسید کربن و الکل/ هیدروکربن های آروماتیک و سیستم چهار جزئی آب/ متان/ دی اکسید کربن/ سولفید هیدروژن به کار برده شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از پیش بینی خواص ترمودینامیکی 38 ماده تجمعی خالص شامل آب، آمونیاک و الکل های مختلف با داده های آزمایشگاهی و هم چنین سایر کارهای انجام شده در این زمینه نشان داد که معادله حالت تجمعی پیشنهاد شده از توانایی بالایی در محاسبات vle مواد تجمعی خالص و هم چنین مخلوط های یک ماده تجمعی و یک یا چند ماده غیر تجمعی برخوردار است.

در این تحقیق، جذب آسفالتین به عنوان یک ماده ی رسوب کننده در تجهیزات نفتی، بر روی نانو ذرات مگمایت و هماتیت بررسی شد. به این منظور، از بین روش های موجود برای سنتز نانو ذرات مگمایت، روش هم-رسوبی فریک و فروس، به عنوان یک روش ساده و ارزان، انتخاب گردید. نانو ذرات هماتیت با سوزاندن نانو ذرات مگمایت درون کوره تحت دمای °c500 و به مدت 1 ساعت سنتز شدند. ساختار بلوری نانو ذرات توسط آنالیز های xrd، ft-ir مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز های مذکور نشان داد که نانو ذرات سنتز شده دارای ساختار بلوری و تقریباً خالص هستند. سایز نانو ذرات مگمایت و هماتیت سنتز شده به ترتیب nm10و nm21 بود. توسط آنالیز vsm مشخص شد که نانو ذرات مگمایت و هماتیت به ترتیب دارای رفتار سوپرپارامغناطیس و فری مغناطیس هستند. در این تحقیق برای اولین بار نانو ذرات مگمایت و هماتیت سنتز شده برای جذب مولکول های آسفالتین مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج سینتیک جذب آسفالتین بر روی نانو ذرات مگمایت و هماتیت نشان داد که آسفالتین به سرعت و در مدت زمان کم تر از 2 ساعت جذب نانو ذرات می شوند. از بین دو مدل سینتیک شبه مرتبه ی اول و دوم، مدل سینتیک شبه مرتبه ی دوم به خوبی رفتار سینتیکی جذب آسفالتین را بر روی نانو ذرات مگمایت و هماتیت پیش بینی کرد. مدل ایزوترم فروندلیچ، ایزوترم لانگمویر و ایزوترم لانگمویر اصلاح شده به منظور بررسی شرایط تعادل جذب آسفالتین بر روی نانو ذرات، در چندین دما، مورد استفاده قرار گرفتند. از بین سه مدل مورد بررسی، مدل لانگمویر اصلاح شده تطابق خوبی با داده های تجربی داشت که نشان دهنده ی جذب چند لایه ای آسفالتین بر روی نانو ذرات مگمایت و هماتیت می باشد. در نهایت، رفتار ترمودینامیکی جذب آسفالتین بر روی نانو ذرات مگمایت و هماتیت با استفاده از معادله ی وانت هوف بررسی گردید. مقادیر انرژی گیبس و آنتروپی محاسبه شده نشان داد که جذب آسفالتین بر روی نانو ذرات مگمایت و هماتیت، یک فرایند خودبه خودی است. از طرفی مقادیر آنتالپی محاسبه شده نشان داد که جذب آسفالتین بر روی نانو ذرات مگمایت و هماتیت به ترتیب گرماگیر و گرمازا می باشد.