3-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………26
3-2 هدف کاربردی این بخش……………………………………………………………………………………27
3-3 دستگاه ها و وسایل مورد استفاده…………………………………………………………………………..27
3-4 مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………28
3-5 روش کار…………………………………………………………………………………………………………29
3-5-1 مرحله اول……………………………………………………………………………………………………31
3-5-2 مرحله دوم روش تلقیح و کشت باکتری ……………………………………………………………32
3-5-3 مرحله سوم روش رنگ آمیزی منفی…………………………………………………………………33
3-5-4 مرحله چهارم روش رنگ امیزی گرم………………………………………………………………..34
3-5-5 مرحله پنجم شروع غربالگری پس از هفته هشتم………………………………………………….34
3-5-6 مرحله ششم محیط کشت اختصاصی جامد برای جداسازی باکتری احیا کننده نیترات .35
3-5-7 مرحله هفتم روش تهیه سریال رقت…………………………………………………………………..35
3-6 تست احیای نیترات……………………………………………………………………………………………37
3-7 تست CHN ……………………………………………………………………………………………………37
3-7-1 خلاصه ای از ویژگی های تست CHN ……………………………………………………………38

3-8 غربالگری در محیط کشت غنی شده BHI ……………………………………………………………39
فصل چهارم
نتایج
4-1مشاهدات میکروسکوپی……………………………………………………………………………………41
4-2 غنی سازی……………………………………………………………………………………………………..41
4-3 نتایج کشت اختصاصی نیترات براث……………………………………………………………………42
4-4 نتایج تست احیای نیترات………………………………………………………………………………….42
4-5 نتایج کشت در محیط BHI………………………………………………………………………………43
4-6 نتایج تست CHN …………………………………………………………………………………………..44
4-7 تفسیر نتایج تست CHN ………………………………………………………………………………….45
فصل پنجم
بحث و نتیجه گیری
5-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………….48
5-2 بیوتکنولوژی و اهمیت بیوتکنولوژی نفت…………………………………………………………..48
5-3 بحث…………………………………………………………………………………………………………..52
5-4 نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………..55
5-5 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………….56
پیوست الف ………………………………………………………………………………………………………57
منابع فارسی……………………………………………………………………………………………………….58
منابع انگلیسی……………………………………………………………………………………………………..58
فهرست جداول
جدول 1-1 نسبت ترکیبی نفت خام………………………………………………………………………………………………………..3
جدول 4-1 مقادیر آنالیز عنصری در نمونه شاهد…………………………………………………………………………………..44
جدول 4-2 مقادیر آنالیز عنصری در نمونه MSM ……………………………………………………………………………..45
فهرست نمودار
نمودار1-1 قیمت های نفت خام به صورت واقعی و صوری …………………………………………………………………10

فصل اول
کلیات
1-1 مقدمه
نفت خام کمپلکس ترکیبی است که بطور عمده از هیدروکربن های متغیر اشباع شده و اشباع نشده تشکیل شده است. بیوتکنولوژی نفت مجموعه ای از متد و روش ها برای تولید، تغییر و اصلاح فراورده ها و تولید میکروارگانیسم ها برای کاربردهای ویژه است. مثلا تحقیقات در زمینه ی MEOR (Microbial Enhanced Oil Recovery) بمنظور افزایش برداشت از چاه های نفت به روش های میکروبی به منظور استخراج بیشتر نفت می باشد . میکروارگانیسم ها ابزار اصلی تحقیق در زمینه ی بیوتکنولوژی هستند که شامل باکتری ها، قارچ ها، جلبک ها ومیکروب هایی که در حوزه ی نفت در فرآیندهای پالایش-انتقال-تغییر و تبدیل مواد ،محیط زیست و خوردگی از ابزارهای اصلی بشمار می روند می باشند. که این منوط به حفظ و نگهداری میکروارگانیسم ها بدون کمترین تغییر ژنتیکی میباشد. در بخش مطالعات مخزن در ایران برای اولین بار مطالعه ی مخزن آزادگان با یک شرکت نروژی Sintef انجام شده روی سه میدان بزرگ نفت مارون، بی بی حکیمه و اهواز مشترک با شرکت نروژی استات اویل مطالعه شده. از 6/3 میلیون بشکه نفت 5/1 میلیون بشکه از این سه میدان تامین شده است. مطالعه جامع میدان (F.F.S ) و توسعه ی میدان ( M.D.D ) روی این زمینه فعالیت می کنند. مطالعه ی دیگر با شرکت روسی تاتنفت در زمینه ی ازدیاد برداشت به روش میکروبی میباشد که کار بزرگ و منحصر به فردی است. در ایران 3 منطقه ی نفتی وجود دارد: زاگرس ، منطقه ی ایران مرکزی و منطقه ی کپه داغ که ایران مرکزی در فارس و شمال بندر عباس و کپه داغ در شرق گرگان و شمال شرق ایران قرار دارد. نفت خام ایران متشکل از مواد آلی است که قسمت اعظم آن کربن و هیدروژن همراه با مقادیر کم گوگرد ، ازت ، اکسیژن و مقادیر جزئی فلزات از جمله نیکل ، وانادیوم و…. میباشد. ( جدول 1-1 )
(جدول 1-1) نسبت ترکیبی نفت خام
عنصر حداقل درصد وزنی حداکثر درصد وزنی کربن 2/82 1/87 هیدروژن 8/11 7 / 14 گوگرد 1/0 5/5 اکسیژن 1/0 5/4 نیتروژن 1/0 5/1
جهت مقایسه ی انواع نفت خام نمی توان از آنالیز ترکیبات تشکیل دهنده ی آن استفاده کرد. بدین منظور از آزمایشات استانداردی استفاده میشود که تعیین کننده ی قیمت نفت خام خواهد بود ( 7 ).
کلمه ی نفت که در زبان انگلیسی Petroleum نامیده می شود از دو کلمه ی petra و oleum که در زبان یونانی به ترتیب به معنی سنگ روغن و یک نوع روغن می باشند تشکیل شده است . منابع انرژی در طبیعت شامل نفت، زغال سنگ، انرژی هسته ای، انرژی الکتریکی و غیره می باشد. با توجه به محدودیت منابع انرژی و اهمیت صرفه جویی در مصرف و آلودگی های زیستی ناشی از ان تحقیقاتی در زمینه ی علوم مختلف جهت مصرف بهینه و کاهش آلودگی های محیط زیست انجام شده است. به مجموعه تست هایی که شناسه ی نفت خام را مشخص میکنند crude assay گفته میشود. از جمله این خواص : اندازه گیری وزن مخصوص ، گوگرد ، نمک ، آب و مواد رسوبی ، گرانروی ، نقطه ی ریزش ، محدوده ی تقطیر ، ناخالصی های فلزی و کربن باقی مانده میباشند. درجه ی API نفت خام در اکثر موارد بین10 تا 45 می باشد و به ندرت کمتر از 10 یا بالاتر از 50 میباشد.
نفت خام سنگین: با درجه API 10 الی 20
نفت خام متوسط: با درجه API 20 الی 30
نفت خام سبک: با درجه API بیش از 30
در یک دسته بندی کلی محصولات حاصل از نفت خام ایران شامل:
1-سوخت های گرمایشی
2-سوخت ماشین های درون سوز
3-حلال ها
4-روغن های روان ساز
5-مواد اولیه ی صنایع پتروشیمی و شیمیایی
6-آسفالت و قیر
نفت در دمای بالاتر از 200 درجه سانتی گراد حضور ندارد و هیدروکربن ها در این دما متلاشی می شوند. (شکسته میشوند) نفت ممکن است بوسیله ی تجزیه ی باکتریایی دگرسان شود . تجزیه ی باکتریایی سبب سنگین تر شدن و گرانروی بیشتر نفت می شود. جریان آبهای زیرزمینی و فعالیت باکتریایی باعث تشکیل نفت سنگین میشود ( 1 و 2 ).
1-2 اجزاء نفت خام
نفت خام یا پترولیوم نوعی سیال است که بصورت مجموعه ای از هیدروکربن های مختلف به اشکال مایع یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد. پترولیوم در شیمی و زمین شناسی اصطلاحا به ترکیب هیدروکربنی اطلاق میشود که توسط چاه های نفت از داخل زمین استخراج میشوند. تصویر اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده میشود. بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی ( دمای 15 درجه سانتی گراد و فشار 760 میلی متر جیوه ) به صورت مایع درآمده که به آن نفت خام می گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می ماند. نفت و فراورده های آن از زمان های بسیار قدیم مورد استفاده قرار گرفته است. این ماده را از قرن ها پیش به صورت گاز در آتشکده و یا به فرم قیر می شناختند بطوریکه در کتب مقدس و تاریخی اشاره شده که در ساختمان برج بابل از قیر استفاده گردیده است. کشتی نوح و گهواره ی موسی نیز به قیر اندود بوده است. علاوه بر این بابلی ها از قیر به عنوان ماده قابل احتراق در چراغ ها و تهیه ی ساروج جهت غیر قابل نفوذ نمودن سدها و بالاخره جهت استحکام جاده ها استفاده می کردند. همچنین نادر شاه با استفاده از روشن کردن مشعل های نفت موفقیت چشمگیری در فتح هندوستان بدست آورد. اولین چاه نفت در سال 1859 در یک ساختمان تاقدیسی در ایالت پنسیلوانیای آمریکا حفر گردید. در ایران هم اولین چاه نفت در سال 1902 در تاقدیس مسجد سلیمان به ثبت رسید. بیشتر تولیدات نفتی تا نیمه ی قرن نوزدهم از طریق چشمه های نفتی با گودال های کم عمق و چاه های دستی حفر شده در مخازن نفتی کم عمق صورت گرفت. حفاری های نسبتا عمیق جهت استخراج نفت در ابتدا در ناحیه ی پچل بورن فرانسه انجام شد. در این ناحیه ماسه های نفتی در زمین بطور قابل ملاحظه ای گسترده شده است. با شروع جنگ جهانی اول ( 1918_1914) نیاز به مواد نفتی به شدت افزایش یافت (5).
اجزاء تشکیل دهنده ی نفت خام را می توان بر اساس کروماتوگرافی جذب سطحی به چهار جزء اشباع شده، آروماتیک، رزین و آسفالتین تفکیک کرد. هر کدام از این 4 گروه تعداد زیادی از ترکیبات مختلف را شامل میشوند. هیدروکربن های اشباع شده ترکیباتی هستند که هیچ پیوند دوگانه ای در ساختار خود ندارند. این هیدروکربن ها را میتوان بر اساس ساختار شیمیایی به دو گروه آلکان ها ( پارافین ها ) و سیکلوآلکان ها ( نفتن ها ) تقسیم بندی کرد. آلکانها خود می توانند زنجیره های انشعاب دار یا بدون انشعاب ( نرمال ) باشند و فرمول کلی CnH2n+2 را دارند. سیکلوالکان ها دارای یک یا تعدادی حلقه کربنی ( معمولا سیکلوپنتان یا سیکلوهگزان) در ساختار خود هستند و فرمول کلی CnH2n دارند. اغلب آلکان های موجود در نفت خام دارای استخلاف آلکیل می باشند. آروماتیک ها یک یا چند حلقه آروماتیک با یا بدون استخلاف آلکیل دارند. بنزن ساده ترین آنهاست ولی در نفت خام ترکیبات آروماتیک حاوی استخلاف آلکیل عموما از انواع بدون استخلاف بیشتر هستند. بر خلاف هیدروکربن های اشباع شده و آروماتیک، آسفالتین ها و رزین ها هر دو در ساختارشان دارای گروههای قطبی غیرهیدروکربنی هستند و عناصر سازنده ی آنها علاوه بر کربن و هیدروژن شامل مقادیر ناچیزی ازت، گوگرد و یا اکسیژن نیز می باشد.
این گروهها اغلب با فلزات سنگین کمپلکس می دهند. آسفالتن ها از ترکیبات سنگین مولکولی تشکیل شده اند که در حلال هایی نظیر هپتان_n حل نمی شوند در حالیکه رزین ها مولکول های قطبی محلول در n_هپتان می باشند. رزین ها شامل ترکیبات ناجور حلقه، اسیدها و سولفونیک ها هستند. انواعی از محصولات نفتی بوسیله ی فراوری نفت خام تولید می شوند. این فرآوری اساسا یک فرآیند تقطیر جزء به جزء است که بوسیله ی آن اجزا یا بخشهای مختلف نفتی تولید می شوند. در این مطالعه آن دسته از ترکیبات اعم از خطی یا حلقوی مورد بررسی قرار میگیرند که دارای ازت به عنوان ترکیب سازنده آن می باشند ( 13 ).
( شکل1-1 ) نمونه ای از ساختمان رزین ـ آسفالتین
1-3 اهداف کلی و جزئی
اهداف کاربردی و کلی این تحقیق شامل استخراج باکتری احیاء کننده ی نیترات از نفت میباشد لذا اثر این باکتری در نفت و استفاده از آن در صنعت و تاسیسات را تحت تاثیر قرار میدهد. شناسایی باکتری های بی هوازی احیا کننده نیترات موثر در این کار بخش دیگری از این تحقیق بشمار می رود زیرا ممکن است در طی مراحل آزمایش باکتری های مقاوم به حرارتی را شناسایی کنیم که قبلا روی آنها بررسی صورت نگرفته است. به دلیل اینکه هرچه عمق مخزن بیشتر باشد حرارت افزایش می یابد و باکتری بدست آمده مقاوم تر میباشد( 8 ).
عمق اکثر مخازن نفت بین 900 تا 5000 متر است و گاهی چاه ها 7 الی 8 کیلومتر عمق دارند و اکثرا عمودی هستند. از اهداف کاربردی تحقیقات بیوتکنولوژی نفت در صنایع می توان به دسته بندی محصولات پتروشیمی که شامل محصولات اصلی مثل اتیلن ، گوگرد ، آمونیاک و… و محصولات فرعی مثل پلی کلروروینیل ( PVC ) و ملامین و در نهایت الیاف مصنوعی ، کودهای شیمیایی و غیره اشاره کرد. صنایعی که از محصولات پتروشیمی و یا تولیدات پالایشگاههای نفت به عنوان مواد اولیه استفاده می نمایند صنایع پایین دستی پتروشیمی شناخته می شوند.
صنایع پایین دستی در دو حیطه ی زیر بررسی می شوند:
-محصولات مصرفی نهایی ( End-use)
-مواد حد واسط ( مواد اولیه مورد نیاز برای تولید محصولات نهایی)
اهداف این بخش و کاربرد صنایع پایین دستی شامل: تدوین برنامه ی جامع توسعه صنایع پایین دستی پتروشیمی ، حمایت از سرمایه گذاری در صنایع پایین دستی ، آسیب شناسی صنایع پایین دستی ، تهیه و فرمولاسیون کودهای آلی ، بازیابی و تبدیل ضایعات نفتی به مواد کاربردی ، تبدیل فراورده های پتروشیمی به محصولات با ارزش ، کمک به ایجاد نهادهای مالی توسعه صنایع پایین دستی پتروشیمی (10 ).
توسعه ی فعالیت بخش خصوصی در حوزه ی پایین دستی مرتبط با نفت و پتروشیمی و ارتباط بهتر صنایع بالا دستی و پایین دستی نفت ضمن ایجاد ارزش بالاتر و اقتصاد بهتر زمینه را برای رقابت با تولیدات داخلی در بازار جهانی فراهم خواهد کرد. نتایج حاصل از این تحقیق قابل استفاده در صنایع مرتبط با صنعت نفت و محیط زیست می باشد. چنانچه در فرایندهایی مثل ازدیاد برداشت میکروبی نفت، سبکسازی نفت های سنگین، پاکسازی خاکها و آبهای آلوده به هیدروکربن های نفتی قابل استفاده است. خصوصا در کشوری مثل ایران که مبحث آلاینده های نفتی در محیط های آبی و دریاهای جنوب و شمال ایران و خاک های اطراف پالایشگاهها بررسی این موضوع مهم میباشد. در این تحقیق هدف جداسازی باکتری های بی هوازی NRB است که ازت را از ساختارهای پیچیده ی نفتی ( آسفالتین و رزین ) بیرون کشیده و آنها را به ترکیبات خطی تبدیل میکند که می تواند مورد استفاده و مصرف سایر باکتری ها قرار بگیرد.
این کار همچنین برای اهداف زیست محیطی مناسب می باشد. از جمله باعث بالا رفتن درجه API نفت خام می شود و نفت سنگین را به نفت سبک تبدیل کرده و نیز در حذف آلاینده ها و پاکسازی آلودگی های نفتی موثر می باشد ( 12 و 15 ) .
1-4 اهمیت شناسایی و بررسی منابع نفتی
نفت و سایر مواد سوختی هیدروکربنی به صورتی که ما امروزه آن را می شناسیم در مخازنی در اعماق زمین وجود دارند. این مواد در ابتدای کشف به صورت منبع بسیار مهم انرژی تلقی شدند لیکن با پیشرفت علم و تکنولوژی مدرن خواص دیگر آنها نیز مورد توجه قرار گرفت و شاید امروز بتوان گفت که ارزش مشتقات پتروشیمی بسیار حائز اهمیت می باشند زیرا منابع سوختی دیگری وجود دارند که از آنها به عنوان منبع انرژی می توان استفاده نمود. حال آنکه نفت میزانی محدود داشته و چنانچه به اتمام برسد تهیه ی مشتقات مهم آن نیز منتفی خواهد شد. لذا تولید صحیح و برنامه ریزی های دقیق در صنعت نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند و با مرور زمان بصورت رکن اساسی این صنعت تلقی می گردند. یکی از مهمترین نیازهای بشر انرژی حاصل از سوخت های فسیلی می باشد و حدود 85 درصد انرژی از این طریق تامین می شود. غالبا انرژی حاصل از سوخت های فسیلی طی احتراق آنها آزاد شده و مورد استفاده قرار می گیرد.( 13) در حین این احتراق محصولاتی زاید ایجاد میشود که منجر به آلودگی اتمسفر و مشکلات زیست محیطی جبران ناپذیری می گردد. همانطور که در جدول 1_1 اشاره شده است از میان منابع مختلف انرژی بیشترین میزان انرژی مورد نیاز بشر از دو منبع نفت و زغال سنگ تامین می شود. آلودگی هیدروکربنی در بافت گیاهی و جانوری ممکن است موجب مرگ یا موتاسیون گردد. امروزه یکی از مشکلات بزرگ زیست محیطی ، آلودگی هیدروکربنی است. به علت استخراج نفت خام این ترکیب یک آلوده کننده ی اصلی آب و خاک در کشورهای تولید کننده ی نفت است. ایران اولین کشور غنی از نفت در خاورمیانه است که ظرفیت تولید روزانه بیش از 4 میلیون بشکه نفت خام و m3 80000 سوخت دیزلی را دارد و بیش از m3 15000000 از خاک های ایران با نفت خام آلوده هستند ( 18 و 20 ) .

(نمودار 1-1)قیمت های نفت خام به صورت واقعی و صوری

1-5 فرضیه‏های تحقیق
نفت خام ایران با تنوع میکروبی بالا با احتمال زیاد حاوی تنوعی از باکتری های بی هوازی از جمله باکتری های بی هوازی احیاء کننده ی نیترات می باشد. این باکتری ها با حذف نیترات می توانند این باکتری ها با حذف نیترات می توانند پلی سیکلیک آروماتیک های با وزن مولکولی بالا را شکسته و یا حتی با شکستن آلکان های بلند زنجیره ، ترکیبات قابل دسترس تری برای میکروب های نفتی فراهم آورند. لذا در فرآیندهای حذف آلاینده های نفتی و یا سبکسازی نفت می توانند مثمرثمر باشند. کنترل دمایی محیط به عنوان یکی از فاکتورهای مهم در رشد و فعالیت باکتری های نفت زی می تواند در میزان حذف آلاینده ها تاثیر بگذارد. محققین رشته های مختلف علوم خاک ، محیط زیست و رفع آلودگی های محیطی ، پزوهشگاهها و پالایشگاههای نفت از این اطلاعات در چنین فرآیندهای مشابهی استفاده می کنند.
1-6 سوالات تحقیق
1-آیا در نفت ایران باکتری احیاء کننده ی نیترات وجود دارد؟
2-آیا نفت های خام مورد بررسی در این تحقیق دارای باکتری احیاء کننده ی نیترات میباشد؟
3-چالش ها و مشکلات کشت بی هوازی میکروبی چیست؟
4-آیا باکتری های احتمالی احیاء کننده ی نیترات جدا شده از نفت های مورد بررسی قابلیت ایجاد تغییر در ساختار نفت را دارند؟
5-مراحل شناسایی باکتری های جدا شده چگونه است؟
فصل دوم
پیشینه پژوهش

2-1 مقدمه
امروزه نفت یکی از مسائل اساسی دنیاست. مسائلی از قبیل عرضه و تقاضای نفت ، بهای نفت ، مواد جایگزین نفت ، باکتری های تولید کننده ، نحوه ی بهره برداری و غیره. نمونه های فراهم شده از یک بستر نفتی فعالیت قابل توجهی از باکتری مزوفیلیک احیا کننده ی نیترات و سولفات را نشان داده است. بانک میکروبی بیوتکنولوژی نفت برای اولین بار در دنیا با 150 سویه ی میکروبی توسط محققان کشورمان در پژوهشگاه صنعت نفت ایجاد شد. ایزوله کردن و توصیف صفات اختصاصی نمونه های جدید باکتری های احیاء کننده نیترات از نفت از مسائل مهم این تحقیق بشمار میرود. نفت به عنوان یک کالای تجاری با استراتژی های ملی و قدرت جهانی عجین شده است. نفت در طبقه بندی منابع خام در ردیف منابع معدنی استراتژیک است. نفت ایران سهم عظیمی در تجارت جهانی دارد بطوریکه در سال های اخیر سهم کشورمان در تجارت جهانی حدود 34 % بوده است ( 20 ) .
شهرستان های مسجد سلیمان و گچساران قسمت اعظم نفت و گاز ایران را تولید می کنند و دو مخزن بزرگ بی بی حکیمه و گچساران که در منطقه ی گچساران واقع است هر کدام چیزی حدود 32 میلیارد بشکه نفت با کیفیت دارند و تقریبا از دهه ی هفتاد این میادین وارد چرخه ی تولید نفت ایران شدند. با این حال استخراج نفت دارای مشکلاتی است و نیاز به تشخیص صلاحیت قابل اعمال دارد به این معنا که آیا محدوده ی اکتشافی استخراجی در حیطه ی صلاحیت ملی است یا صلاحیت مرجع بین المللی (سازمان ملل متحد) . در برداشت اولیه استخراج نفت بیشتر با استفاده از انرژی داخلی مخزن که توسط گازهای تحت فشار یا رانش طبیعی توسط آب ایجاد میشود صورت میگیرد. در برداشت ثانویه بیشتر از تزریق آب یا آبروبی استفاده میشود و EOR به عنوان سومین مرحله برداشت مطرح می شود. EOR مبحثی راجع به روشهای مورد استفاده برای بازیافت بیشتر نفت از مخازن نفتی است ( 14 و 18 ) .
ازدیاد بازیافت نفت ( Improved oil) و بازیافت پیشرفته ی نفت AOR (Recovery advanced oil) معانی مشابهی با EOR دارند بجز آنکه آنها روشهای مقدماتی و ثانویه برداشت را هم در بر میگیرند. چهار گروه از روشهای بازیافت حرارتی (Thermal Recovery) امتزاج گاز (Miscible gas) رانش شیمیایی (Chemical recovery) و رانش میکروبی (Flooding Microbial) وجود دارند. روشهای میکروبی عبارتند از : رانش میکروبی و بازیافت میکروبی دوره ای (Cyclic Microbial Recovery) . گاهی از امواج الکترو مغناطیس هم استفاده میشود (EMH) که در آن با ایجاد یک میدان مغناطیسی متغیر با فرکانس بالا انرژی مولکولها افزایش یافته و در نهایت از گرمای تولید شده برای ازدیاد برداشت نفت استفاده می شود. ( از چند مگا هرتز تا 300 مگا هرتز ) از این روش برای برداشت نفت های نیمه سنگین و سنگین استفاده میشود. شدت جریان به جنس مخزن بستگی دارد.
تولید نفت سنگین کانادا در آینده ی نزدیک از مرز 2/1 میلیون بشکه در روز هم می گذرد ولی در ایران با وجود ذخایر قابل ملاحظه ی نفت سنگین به دلیل عدم انتقال تکنولوژی مربوطه تولید از میادین نفت سنگین صورت نمی گیرد. یکی از روش های غیر حرارتی جهت ازدیاد برداشت از مخازن نفت سنگین روش تزریق گاز دی اکسیدکربن است. شناسایی و ارزیابی انواع آلاینده ها در محیط راهکار مناسبی برای حل مشکلات زیست محیطی صنعت نفت میباشد. از جمله اولویت های این بخش شامل:
-پایش و شبیه سازی پراکنش آلاینده ها در محیط زیست
-کنترل و پاکسازی آلاینده ها در مناطق صنعتی

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

-ارزیابی و جایگزینی مواد مصرفی و تولیدی در صنعت نفت در راستای کاهش پیامدهای زیست محیطی
-حذف نیترات از نفت خام و اثر آن روی صنایع مربوطه
-تحقیق در زمینه ی ردیابی آلودگی های نفتی و منشا یابی آن ها
امروزه با مصرف بسیار زیاد نفت سبک بسیاری از کشورها رو به تکنولوژی هایی جهت قابل مصرف کردن نفتهای سنگین نموده اند. یکی از متداول ترین روشهایی که امروزه مورد تحقیق و بررسی در جوامع علمی است استفاده از روش های میکروبی است. در این میان شکستن ترکیبات سنگین بسیار مورد توجه هستند، یعنی باکتریهایی که از نفت به عنوان منابع کربن ، ازت و گوگرد استفاده می کنند با بیرون کشیدن این ترکیبات از ساختارهای پیچیده ی نفتی مثل آسفالتین یا رزین باعث فروپاشیده شدن این ساختارها و سبک تر شدن نفت می گردند لذا تحقیق در زمینه ی یافتن باکتری های بومی که قادر به انجام این مهم می باشند در عرصه ی بیوتکنولوزی نفت امروزه نقش به سزایی ایفا می کند ( 16 ) .
2-2 نظریه منشاء آلی نفت
نظریه ی منشاء آلی نفت در سال 1888 توسط انگلر (Engler) و(Hofer) هوفر بیان شد. امروزه می توان گفت که نظریه ی منشا آلی برای نفت خام نسبت به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است. نفت خام معمولا در لایهای رسوبی یافت می شود و همواره مقدار زیادی مواد آلی در این لایه ها وجود دارند. بقایای این مواد اعم از گیاهی و یا حیوانی محتوی مقدار زیادی کربن و هیدروژن هستند که سازنده ی اصلی نفت خام میباشند. بنظر می رسد موجودات بسیار کوچک و بی شماری که در دریاها ، دریاچه ها و مرداب ها زندگی می کنند و پلانکتون نامیده می شوند منشاء مواد آلی مولد نفت باشند. توزیع پلانکتون ها در سطح دریاها یکنواخت نیست. این موجودات در قسمت بالای آب دریاها ( عمق 50 تا 10 متری) که اشعه ی خورشید نفوذ می کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکز اند. تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریاها رسوب کرده قسمت اعظم مواد آلی را تشکیل می دهند که بعدا با رسوب های مختلف مخلوط می شوند. همچنین آب رودخانه هایی که به دریا می ریزند حاوی مقداری مواد هیومیک است که ترکیباتشان نزدیک به هیدروکربن ها میباشد. از دیدگاه دیگر بر اساس زمان و هنگام بروز نشت نفت را به انواع زیر طبقه بندی می کنند :
1-نفت سبک و فرار :
دارای ویژگی های سیالیت زیاد و بی رنگ، سرعت پخش روی آب سریع، بوی تند و قوی و سرعت تبخیر زیاد می باشد.
2- نفت نچسب :
این نفت دارای پایه ی پارافینی متوسط تا سنگین با داشتن حالت واکسی و نچسبی می باشد و در حرارت های پایین بصورت جامد در می آید.
3- نفت سنگین و چسبناک :
غلیظ و رسوبی ، چسبناک ، معمولا بی رنگ ولی قهوه ای یا سیاه نیز می باشد و در بستر دریا ته نشین می شود و در معرض هوا بصورت قیر یا آسفالت در می آید.
4- نفت جامد :
حالت رسوبی و شبیه نفت سنگین و در حالت جامد خاصیت سمی ندارد و در حضور حرارت و گرما ذوب میشود و در مجاورت آب به صورت یک لایه جامد در می آید.
علاوه بر اثرات ذکر شده این مواد اثرات سوء اقتصادی بر انسان داشته و بدیهی است که تهدید محیط زندگی موجودات اکوسیستم ها تاثیر مستقیم بر میزان رشد این موجودات داشته و از جمعیت آنها می کاهد و ناخودآگاه انسان ها نیز از آن متاثر میشوند ( 19 ) .
2-3 میکروبیولوژی نفت
در خصوص میکروبیولوژی نفت میتوان به تحقیقات Zobell اشاره کرد، وی اولین فردی بود که به شناخت و شناسایی تاثیر میکروارگانیسم ها در اکولوژی (بوم شناختی) وضعیت نفت و محیط زیست پرداخت. وی سهم منحصر به فردی در صنعت نفت دارا میباشد. اغلب مقالات منتشر شده از وی در طی سالهای 1940و 1950 درباره ی نقش کلیدی میکروارگانیسم ها در طرز تشکیل محصولات و فراورده های هیدروکربن ها بحث میکند. وی به تهیه ی نفت خام به عنوان یک اندوخته ی تقریبا پایدار برای بهبود این صنعت فکر میکرد و نیز به بهبود بازیافت نفت و استفاده از فراورده های باکتریایی مثل اسیدها وگازها برای کمک به پویایی و تحرک فراورده های نفتی و بررسی مشکلات بدیهی و اجتناب ناپذیر آلودگی های نفتی و پتانسیل لازم برای استفاده از باکتری ها به عنوان عوامل کنترل کننده از جمله بررسی های وی بشمار میرود. شاید اگر شناخت گسترده تری از کارها و تحقیقات Zobell وجود داشت در میان دهه های این قرن واسطه های میکروبی بیشتری بازیافت نفت را بهبود می بخشیدند .
در ارتباط با میکروبیولوژی در صنعت نفت میتوان دو جنبه را مد نظر قرار داد :
1-ارتقای کمی که نمونه ی بارز آن MEOR ( Microbial Enhanced Oil Recovery )
2-ارتقای کیفی (مانند حذف هسته و اتم های گوگرد و نیتروژن)
در طبیعت چاه های نفتی وجود دارند که به علت تزریق آب دیگر قادر به تولید نفت نیستند و نیز چاههایی وجود دارند که به دلیل رسوب ترکیبات آلی و معدنی مسدود شده اند ، لذا بعد از استخراج اولیه و ثانویه نفت قسمت اعظم آن ( حدود 80 % ) در چاه ها باقی می ماند. به همین منظور روشهای مختلفی برای استخراج مابقی نفت بوجود آمده است که عبارتند از : تزریق آلیاژهای پلیمری ، روش حرارتی ، تزریق آب ، تزریق گاز ، استفاده از مواد شیمیایی کاهش دهنده ی نیروی کشش سطحی .
روش MEOR روشی است که در آن بوسیله ی میکروبهای مخصوص و مشخص میزان نفت استخراجی از چاه ها را افزایش می دهند . میکروبها به سه طریق میتوانند باعث ازدیاد برداشت از مخازن نفتی شوند :
* با اکسیداسیون نفت اسید چربی تولید میکنند که باعث کاهش گرانروی نفت می گردد
* با تولید مقادیر نسبی از گاز CO2 باعث افزایش فشار در مخزن شده از اینرو مانند تزریق گاز عمل میکنند
* میکروبها با بوجود آوردن Bio mass میان سنگ و نفت مخزن باعث جابجایی فیزیکی نفت میشوند
شرایط فیزیکی نفت مثل دما ، فشار ، نمک و… عامل محدود کننده ی استفاده از MEOR است. در چاه های عمیق مثل کشور ما باید از میکروارگانیسم های گرمادوست استفاده شود. خصوصیات میکروبها یا باکتری های مورد استفاده : کوچک باشد- قادر به تحمل شرایط محیطی چاه باشد- رشد سریعی داشته باشد و دارای تحرک لازم و کافی داخل چاه باشد- بتواند مواد ضد میکروبی و ضد خوردگی را تحمل کند- برای رشد به مواد مغذی پیچیده نیاز نداشته باشد. انواع باکتری های مورد استفاده شامل : سودوموناس ، میکروکوکوس ، کلستریدیوم ، انتروباکتریاسه ، اشرشیاکلی ، مایکوباکتریوم ، لوکونوستوک ، باسیلوس لینکنی فرمیس .
حدود 25 % از نفت خام رها شده در آب از طریق تبخیر از بین می رود و بقیه توسط اکسایش نوری و اکسایش میکروارگانیسم ها شکسته می شود که به Bioremediation معروف است. میکروارگانیسم هایی مثل باکتری ها و قارچ ها ( اکتینومیست ها) در این عمل نقش دارند ولی در این میان سودوموناس ها اهمیت بیشتری دارند. بطور کلی میکروارگانیسم ها به کمک سه فراورده قادر به تجزیه ی هیدروکربن های نفتی می باشند: آنزیم ها – بیوسورفاکتانت- اسیدها و حلال ها ( 1 و 4 ) .

دسته بندی : پایان نامه ها

دیدگاهتان را بنویسید