Pohjaöljyn käsittely

Diplomityön tarkoituksena oli tutkia Naantalin jalostamolle soveltuvaa pohjaöljyn käsittely-yksikköä syntyvän raskaan polttoöljyn määrän vähentämiseksi. Kirjallisuusosassa tutkittiin eri prosessivaihtoehtoja pohjaöljyn käsittelylle. Prosesseista selvitettiin käytettävät syötöt, prosessiolosuhteet, saatavat tuotteet ja niiden saannot sekä prosessin investointi- ja käyttökustannukset. Lisäksi tutkittiin tuotteiden käyttökohteita ja niiden vaatimia jatkokäsittelyjä. Työn tutkimusosassa valittiin tarkasteltavaksi prosessiksi ylikriittinen uutto, deasfaltointi. Työssä tarkasteltiin uuttoyksikön eri kytkentävaihtoehtoja Naantalin jalostamolle ja valittiin käytettävät uuttoprosentit ja liuottimet. Yksiköstä saataville tuotteille laskettiin aineominaisuudet. Deasfaltoidun öljyn käsittelyyn suunnitelluille katalyyttisille krakkausyksiköille tehtiin saantoarviot ja laskettiin massataseet. Deasfaltointiyksikön pohjatuotteena saatavan asfalteenirikasteen jatkokäsittelyssä tutkittiin bitumin, raskaan ja erikoisraskaan polttoöljyn sekä bitumikomponentin valmistusta. Vaihtoehdoista laskettiin massataseet ja tuotteiden aineominaisuudet. Prosessivaihtoehdoista tehtiin kannattavuustarkastelu vuotuisten käyttökatteiden perusteella, joita verrattiin nykyiseen jalostamorakenteeseen perustuvaan perus-tapaukseen. Lopuksi tehtiin yhteenveto ja annettiin ehdotuksia jatkotutkimuksille.

Fractionation of Wood Extracts

The aim of this thesis was to fractionate wood extracts into pure fractions using membrane technology, to observe membrane behaviour in solvents and to study the effect of conditioning on membrane performance. Four different wood extracts were used in the performed filtrations. In the literature part, the focus was on the effect of different solvent properties on polymeric membranes, especially on their retention and flux. Solute properties, such as shape, polarity and charge, were examined. Transport models, membrane stability and ways to improve the stability, when solvents were filtered, were also discussed. The experimental part consisted of a series of filtrations, where the effect of the wood extracts and solvent concentration on solute retention was observed. Polymeric and ceramic membranes were tested under different conditions and the solute analyses were performed with GC and GC-MS. It was discovered that it is possible to fractionate wood extracts using membrane technology to some extent, but more research must be done to understand the mechanisms behind the various interactions between the solvent and the membrane. Conditioning was also considered as an important part of the membrane pre-treatment.

N-tyypin johdepolymeerien tutkimus

Konjugoituneiden polymeerien sähkönjohtavuutta voidaan parantaa useita kertaluokkia varauksensiirtoreaktiona tapahtuvan seostuksen avulla. P-tyypin seostuksessa polymeeri hapettuu osittain ja saa positiivisen varauksen. N tyypin seostuksessa polymeeri taas pelkistyy osittain ja saa negatiivisen varauksen. Monia konjugoituneita polymeerejä on käytetty aukkoja kuljettavana p-tyypin materiaalina, mutta yhtä paljoa ei ole tutkittu elektroneja kuljettavia n-tyypin johdepolymeerejä. Kasvava kiinnostus orgaaniseen elektroniikkaan tekee kuitenkin uusien n-tyypin polymeerimateriaalien kehittämisen tarpeelliseksi. Tutkielmassa käsitellään n-tyypin johdepolymeerejä, niiden valmistusta ja ominaisuuksia sekä niiden hyödyntämistä orgaanisen elektroniikan sovelluksissa. Korkealaatuisten ohutkalvojen hallittu kasvatus on yksi tärkeimmistä edellytyksistä n tyypin johdepolymeerien hyödyntämiselle orgaanisessa elektroniikassa. Tutkielman kokeellisessa osassa tutkittiin menetelmiä, joilla kahdesta tarkastellusta n tyypin johdepolymeeristä, poly(etyleenioksidi)lla funktionalisoidusta poly(bentsimidatso-bentsofenantroliini)sta (BBL–PEO) ja poly(atsoantrakinoni)sta, voitaisiin toistettavasti valmistaa korkealaatuisia ohutkalvoja. Valmistettujen ohutkalvojen laatua ja ominaisuuksia tutkittiin spektroskooppisin, mikroskooppisin ja sähkökemiallisin menetelmin. Lisäksi tutkittiin materiaalien valosähköisiä ominaisuuksia ja niiden soveltuvuutta aurinkoenergiaa hyödyntäviin sovelluksiin. Molemmista tutkituista johdepolymeereistä onnistuttiin valmistamaan ohutkalvoja, kun niille löydettiin sopivat liuottimet ja esikäsittelymenetelmät. Laadukkaimmat polymeeriohutkalvot valmistettiin spin–spray-pinnoitusmenetelmällä sekä dynaamisella spin coating -menetelmällä, joissa polymeeriliuosta sumutettiin (spin¬–spray) tai pipetoitiin (spin coating) pyörivän substraattilevyn pintaan. Näillä pinnoitus-menetelmillä pystyttiin hyvin hallitsemaan polymeeriohutkalvojen kasvatusta. BBL–PEO-ohutkalvot olivat tutkimusten perusteella selvästi laadukkaampia kuin poly(atsoantrakinoni)kalvot. BBL–PEO-kalvot olivat huomattavasti tasaisempia ja niiden valon absorbointikyky oli merkittävästi parempi. BBL–PEO näyttäisikin soveltuvan erinomaisesti korkealaatuisten ohutkalvojen valmistukseen. Valosähköisiä ominaisuuksia tutkittaessa havaittiin, että kohdistamalla valoa sähkökemiallisesti pelkistettyyn BBL–PEO-ohutkalvoon pystytään tuottamaan pieniä määriä sähkövirtaa. Vaikka tuotettujen virtojen suuruudet olivat hyvin pieniä, tulokset olivat lupaavia, kun huomioidaan valaisuun käytettyjen ledien pienet tehot. BBL–PEO-ohutkalvoja tulisi kuitenkin tutkia ja kehittää huomattavasti lisää, jotta niitä tulevaisuudessa voitaisiin hyödyntää orgaanisissa valosähköisissä sovelluksissa.

Vesien tila hyväksi yhdessä : Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuosiksi 2016–2021

Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma sisältää tiedot vesien tilasta sekä tarvittavat toimenpiteet pinta- ja pohjavesien tilan parantamiseksi ja ylläpitämiseksi vesienhoitokaudella 2016–2021. Vesienhoitoalueen pintavesien ekologinen tila on heikko erityisesti alueen eteläosien peltovaltaisilla valuma-alueilla ja Suomenlahden rannikkovesissä. Vesienhoitoalueen pohjoisosissa ekologinen tila on heikentynyt hajakuormituksen ja turvetuotannon kuormittamilla alueilla. Jokien tilaa heikentää erityisesti hajakuormituksen aiheuttama rehevöityminen, mutta myös jokien rakentaminen, säännöstely ja patoaminen. Vesienhoitoalueen pintavesien kemiallinen tila on arvioitu suurelta osin hyväksi. Hyvää huonompi kemiallinen tila johtuu pääasiassa ympäristölaatunormin ylittävistä elohopeapitoisuuksista ahvenessa. Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueella eniten huonossa kemiallisessa tilassa olevia pohjavesialueita on Uudellamaalla ja Keski-Suomessa. Yleisimpiä syitä kemiallisen tilan heikkenemiseen ovat pohjaveden kloridipitoisuus, liuottimet, torjunta-aineet sekä bensiinin lisäaine MTBE. Vesienhoitosuunnitelmassa esitettyjen toimenpiteiden kokonaiskustannukset ovat 571 milj. euroa vuodessa. Tästä 515 milj. euroa on muun lainsäädännön perusteella toteutettavia perus- ja muita perustoimenpiteitä ja 56 milj. euroa vesienhoidon täydentäviä toimenpiteitä. Toimenpiteiden toteutusta edistämään on esitetty lainsäädännöllisiä, taloudellisia, hallinnollisia ja tiedollisia ohjauskeinoja, joille on määritelty toteutusvastuut ja yhteistyötahot.

Uudenmaan vesienhoidon toimenpideohjelma vuosille 2016 – 2021

Uudenmaan vesienhoidon toimenpideohjelma sisältää tiedot vesien tilasta sekä tarvittavat toimenpiteet pinta- ja pohjavesien tilan parantamiseksi ja ylläpitämiseksi vesienhoitokaudella 2016 – 2021. Pintavesien ekologinen tila on heikko erityisesti peltovaltaisilla valuma-alueilla ja Suomenlahden rannikkovesissä. Jokien tilaa heikentää erityisesti hajakuormituksen aiheuttama rehevöityminen, mutta myös jokien rakentaminen, säännöstely ja patoaminen. Uudenmaan pintavesien kemiallinen tila on arvioitu suurelta osin hyväksi. Hyvää huonompi kemiallinen tila johtuu pääasiassa ym-päristölaatunormin ylittävistä elohopeapitoisuuksista ahvenessa. Uudellamaalla on 21 pohjavesialuetta, jotka on määritelty kemiallisesti huonoon tilaan. Yleisimpiä syitä kemiallisen tilan heikkenemiseen ovat pohjaveden kloridipitoisuus, liuottimet, torjunta-aineet sekä bensiinin lisäaine MTBE. Toimenpideohjelmassa esitettyjen toimenpiteiden kokonaiskustannukset ovat 372 milj. euroa vuodessa. Tästä 351 milj. euroa on muun lainsäädännön perusteella toteutettavia perus- ja muita perustoimenpiteitä ja 20 milj. euroa vesienhoidon täydentäviä toimen-piteitä. Toimenpiteiden toteutusta edistämään on esitetty lainsäädännöllisiä, taloudellisia, hallinnollisia ja tiedollisia ohjauskeinoja, joille on määritelty toteutusvastuut ja yhteistyötahot.