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文檔簡介

丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)1.本文概述隨著全球化工行業(yè)的迅速發(fā)展,丙烯作為一種重要的化工原料,需求量逐年攀升。丙烷脫氫(PDH)工藝技術(shù),作為一種高效、環(huán)保的丙烯生產(chǎn)方法,已成為石化行業(yè)的研究熱點。本文旨在全面介紹丙烷脫氫制丙烯的工藝技術(shù),包括其原理、流程、關(guān)鍵設(shè)備以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。文章首先闡述了丙烷脫氫的基本原理,探討了反應(yīng)機(jī)理和催化劑的作用。接著,詳細(xì)描述了丙烷脫氫的工藝流程,包括預(yù)處理、反應(yīng)、產(chǎn)品分離和提純等關(guān)鍵步驟。本文還重點分析了影響丙烷脫氫效率和丙烯產(chǎn)率的主要因素,如溫度、壓力、催化劑選擇等。在介紹國內(nèi)外研究現(xiàn)狀時,本文對比了不同國家和地區(qū)在丙烷脫氫技術(shù)方面的進(jìn)展和差異,并探討了未來技術(shù)的發(fā)展方向和挑戰(zhàn)。本文總結(jié)了丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)的優(yōu)勢和潛力,以及其在石化行業(yè)中的應(yīng)用前景,為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實踐提供參考。2.丙烷脫氫工藝的基本原理丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)是一個復(fù)雜的化學(xué)過程,涉及高溫催化反應(yīng)。在本文的“丙烷脫氫工藝的基本原理”段落中,我們將深入探討這一過程的基本原理,包括催化作用、反應(yīng)機(jī)理以及影響丙烷脫氫效率的關(guān)鍵因素。丙烷脫氫反應(yīng)通常在催化劑的作用下進(jìn)行。催化劑的選擇對反應(yīng)效率和產(chǎn)物選擇性至關(guān)重要。常用的催化劑包括金屬氧化物,如氧化鋁、氧化鋅等。這些催化劑能夠提供適當(dāng)?shù)幕钚晕稽c,促進(jìn)丙烷分子吸附和解離,從而加速脫氫反應(yīng)的進(jìn)行。丙烷脫氫的反應(yīng)機(jī)理涉及多個步驟。主要包括丙烷分子的吸附、脫氫形成丙烯和氫氣,以及產(chǎn)物的脫附。這一過程中,催化劑的活性位點與丙烷分子發(fā)生相互作用,導(dǎo)致丙烷分子中的CH鍵斷裂,生成丙烯和氫氣。這一反應(yīng)是一個放熱過程,需要在高溫條件下進(jìn)行以維持反應(yīng)的動力學(xué)。丙烷脫氫效率受到多種因素的影響。包括反應(yīng)溫度、壓力、原料流量以及催化劑的性質(zhì)等。反應(yīng)溫度是影響丙烷脫氫效率的關(guān)鍵因素,適宜的溫度可以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行,提高丙烯的產(chǎn)率。壓力對反應(yīng)的影響相對較小,但過高的壓力可能會導(dǎo)致副反應(yīng)的增加。原料流量和催化劑的性質(zhì)也會影響反應(yīng)的效率和選擇性。丙烷脫氫工藝的基本原理涉及催化作用、反應(yīng)機(jī)理以及多種影響因素。理解這些基本原理對于優(yōu)化丙烷脫氫制丙烯工藝,提高丙烯產(chǎn)率和選擇性具有重要意義。3.丙烷脫氫工藝的技術(shù)進(jìn)展丙烷脫氫(PDH)工藝是一種重要的催化裂解過程,用于將丙烷轉(zhuǎn)化為丙烯。這一工藝在化工行業(yè)中占據(jù)著核心地位,因為丙烯是生產(chǎn)各種化學(xué)品和聚合物的關(guān)鍵原料。隨著全球?qū)Ρ┬枨蟮牟粩嘣鲩L,丙烷脫氫工藝的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新顯得尤為重要。丙烷脫氫的基本原理是在催化劑的作用下,將丙烷分子中的氫原子移除,從而生成丙烯。這個過程是一個強(qiáng)烈的放熱反應(yīng),需要在高溫下進(jìn)行以克服反應(yīng)的活化能。傳統(tǒng)的PDH催化劑主要是基于鉻或鉑,這些催化劑在高溫下表現(xiàn)出良好的活性和穩(wěn)定性。這些催化劑也存在一些問題,如對硫的敏感性、壽命有限以及可能產(chǎn)生副產(chǎn)物。近年來,研究者們致力于開發(fā)新型催化劑,以提高PDH工藝的效率和選擇性。例如,基于銠和鈀的催化劑因其更高的選擇性和抗硫性而受到關(guān)注。納米技術(shù)的發(fā)展為催化劑的改進(jìn)提供了新的途徑,通過精確控制催化劑的尺寸和形狀,可以顯著提高其性能。PDH工藝的成功在很大程度上取決于反應(yīng)條件的優(yōu)化。這些條件包括溫度、壓力、空速和催化劑的再生。溫度是PDH工藝中最關(guān)鍵的因素,因為它直接影響到反應(yīng)速率和選擇性。過高的溫度可能導(dǎo)致催化劑的快速失活和副產(chǎn)物的生成。為了解決這些問題,研究人員正在探索新的工藝條件,如采用更溫和的溫度和壓力,以及改進(jìn)的催化劑再生技術(shù)。利用先進(jìn)的流程模擬和優(yōu)化技術(shù),可以更精確地控制工藝條件,從而提高整體效率和產(chǎn)物的質(zhì)量。PDH工藝的能源效率是另一個重要的研究領(lǐng)域。由于PDH是一個高溫反應(yīng),因此能源消耗較高。為了提高能源效率,研究者們正在探索將PDH工藝與其他化工過程集成的方法。例如,將PDH與煉油廠的氫氣生產(chǎn)或熱電聯(lián)產(chǎn)過程相結(jié)合,可以實現(xiàn)能源的梯級利用和減少溫室氣體排放。利用廢熱回收技術(shù),可以顯著提高整個PDH工藝的能源效率。通過回收和再利用反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量,不僅可以減少能源消耗,還可以降低操作成本。PDH工藝的環(huán)境影響和可持續(xù)性也是當(dāng)前研究的重要方向。由于丙烷脫氫是一個可能產(chǎn)生副產(chǎn)物的過程,因此需要采取措施以減少對環(huán)境的影響。例如,通過優(yōu)化催化劑和工藝條件,可以減少或消除有害副產(chǎn)物的生成。為了提高PDH工藝的可持續(xù)性,研究者們正在探索使用可再生原料,如生物質(zhì)衍生的丙烷。這種方法不僅可以減少對化石燃料的依賴,還可以顯著降低溫室氣體排放??偨Y(jié)而言,丙烷脫氫工藝的技術(shù)進(jìn)展主要集中在新型催化劑的開發(fā)、工藝條件的優(yōu)化、流程集成和能源效率的提高,以及環(huán)境影響的減少。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,PDH工藝將變得更加高效、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù),從而滿足全球?qū)Ρ┎粩嘣鲩L的需求。4.工藝流程和設(shè)備設(shè)計主要步驟:詳細(xì)描述PDH工藝的主要步驟,包括原料預(yù)處理、脫氫反應(yīng)、產(chǎn)品分離和提純。反應(yīng)器類型:探討不同類型的反應(yīng)器(如固定床、流化床等)在PDH工藝中的應(yīng)用。催化劑種類:介紹常用的PDH催化劑,如鉑基催化劑、鉬基催化劑等。產(chǎn)品分離與提純:詳細(xì)說明丙烯的分離和提純技術(shù),包括壓縮、冷凝、蒸餾等。安全措施:討論工藝流程中的安全措施,如壓力釋放系統(tǒng)、泄漏檢測等。5.操作優(yōu)化與挑戰(zhàn)描述如何通過集成其他工藝步驟(如氫氣的回收和再利用)來提高整體效率討論自動化技術(shù)在PDH工藝中的應(yīng)用,如實時監(jiān)控和反饋控制系統(tǒng)6.經(jīng)濟(jì)性分析這個大綱為撰寫“經(jīng)濟(jì)性分析”部分提供了一個結(jié)構(gòu)化的框架,確保內(nèi)容既全面又具有邏輯性。您可以根據(jù)具體的研究數(shù)據(jù)和進(jìn)一步的市場分析來填充每個小節(jié)的內(nèi)容。7.環(huán)境影響與可持續(xù)發(fā)展丙烷脫氫(PDH)制丙烯工藝技術(shù)在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時,也需考慮其對環(huán)境的影響。環(huán)境影響評估(EIA)是評估PDH工藝對環(huán)境潛在影響的重要工具。該評估通常包括空氣質(zhì)量、水資源、土壤、生態(tài)系統(tǒng)和噪音等方面的分析。在空氣質(zhì)量方面,PDH工藝主要排放的污染物包括非甲烷總烴(NMHC)、氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)和顆粒物。這些排放物可能對空氣質(zhì)量造成負(fù)面影響,尤其是在工藝設(shè)施附近區(qū)域。有效的排放控制措施,如使用先進(jìn)的催化技術(shù)和尾氣處理系統(tǒng),對于減少這些排放至關(guān)重要。水資源的影響主要涉及工藝過程中的冷卻水需求和潛在的化學(xué)污染。PDH工藝需要大量的冷卻水,這可能導(dǎo)致附近水體的溫度升高,影響水生生態(tài)系統(tǒng)。工藝過程中可能產(chǎn)生的化學(xué)污染物,如催化劑和溶劑,若不妥善處理,可能對水質(zhì)造成污染。土壤污染主要關(guān)注工藝過程中可能發(fā)生的泄漏或事故,導(dǎo)致有害物質(zhì)滲入土壤。這要求采取嚴(yán)格的安全管理和應(yīng)急響應(yīng)措施,以防止土壤污染的發(fā)生。生態(tài)系統(tǒng)影響評估則關(guān)注PDH工藝對當(dāng)?shù)厣锒鄻有缘挠绊懀▽又参飾⒌氐钠茐暮蜕鷳B(tài)平衡的干擾。通過生態(tài)保護(hù)措施和生態(tài)補償策略,可以在一定程度上減輕這些影響。為了實現(xiàn)PDH工藝的可持續(xù)發(fā)展,需要采取一系列策略來減少其對環(huán)境的影響。這包括:提高能源效率:通過優(yōu)化工藝設(shè)計和操作,提高能源利用效率,減少能源消耗和溫室氣體排放。使用清潔能源:在可能的情況下,使用可再生能源,如風(fēng)能和太陽能,以減少對化石燃料的依賴。廢物最小化和循環(huán)利用:通過改進(jìn)工藝流程和廢物管理,減少廢物的產(chǎn)生,并促進(jìn)廢物的回收和再利用。環(huán)保設(shè)計和綠色化學(xué):采用環(huán)保設(shè)計和綠色化學(xué)原則,選擇環(huán)境友好的材料和工藝,減少有害物質(zhì)的排放。社區(qū)參與和透明度:與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)保持溝通,提高工藝操作的透明度,確保公眾對環(huán)境影響的理解和支持。通過這些策略的實施,可以在確保PDH工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的同時,最大限度地減少其對環(huán)境的負(fù)面影響,促進(jìn)工藝的長期可持續(xù)發(fā)展。8.結(jié)論丙烷脫氫制丙烯作為一種重要的化工工藝,在丙烯生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。該工藝通過將丙烷轉(zhuǎn)化為丙烯,有效提高了丙烯的產(chǎn)量,滿足了市場對丙烯日益增長的需求。催化劑的選擇和反應(yīng)條件的優(yōu)化是影響丙烷脫氫制丙烯工藝效率和產(chǎn)物選擇性的關(guān)鍵因素。通過合理選擇催化劑和優(yōu)化反應(yīng)條件,可以顯著提高丙烯的產(chǎn)率和純度,降低能耗和成本。丙烷脫氫制丙烯工藝過程中還涉及到一些關(guān)鍵的技術(shù)問題,如催化劑的穩(wěn)定性、反應(yīng)器的選擇和設(shè)計、副產(chǎn)物的處理等。這些問題需要通過進(jìn)一步的研究和優(yōu)化來解決,以提高整個工藝的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善。未來的研究可以進(jìn)一步探索新的催化劑體系、反應(yīng)條件優(yōu)化方法以及工藝流程的改進(jìn),以提高丙烷脫氫制丙烯的效率和可持續(xù)性。丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)在丙烯生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價值和發(fā)展?jié)摿?。通過對催化劑選擇和反應(yīng)條件的優(yōu)化,可以進(jìn)一步提高丙烯的產(chǎn)率和純度,降低能耗和成本。未來的研究應(yīng)繼續(xù)探索新的技術(shù)方法和工藝流程,以推動丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用。參考資料:丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)是采用熱力學(xué)方法,利用丙烷在高溫高壓下發(fā)生脫氫反應(yīng),生成丙烯和氫氣。該反應(yīng)是可逆的,為了提高丙烯的產(chǎn)率,需要加入催化劑。常用的催化劑有金屬氧化物、沸石分子篩等。原料準(zhǔn)備:將丙烷從儲罐中抽出,經(jīng)過過濾、干燥等預(yù)處理后,準(zhǔn)備好反應(yīng)所需的原料。催化劑注入:將催化劑加入到反應(yīng)器中,常用的反應(yīng)器有固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等。反應(yīng):在高溫高壓條件下,丙烷通過催化劑床層發(fā)生脫氫反應(yīng),生成丙烯和氫氣。產(chǎn)物分離:生成的丙烯和氫氣需要進(jìn)行分離。常用的分離技術(shù)有壓縮、冷凝和吸附等。產(chǎn)品儲存:將分離后的丙烯儲存到指定的儲罐中,作為產(chǎn)品出售或進(jìn)一步加工。催化劑再生:催化劑在使用過程中會發(fā)生失活,需要定期進(jìn)行再生處理。再生處理包括催化劑焙燒、還原等。優(yōu)點:(1)丙烯產(chǎn)率高:丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)的丙烯產(chǎn)率較高,可達(dá)70%以上。(2)工藝簡單:該工藝流程相對簡單,操作方便。(3)能源消耗低:與其它工藝相比,丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)的能源消耗較低。缺點:(1)催化劑成本高:丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)需要使用高活性的催化劑,這些催化劑的價格較高,導(dǎo)致整個工藝的成本增加。(2)對原料要求高:該工藝對原料丙烷的純度要求較高,需要經(jīng)過預(yù)處理,增加了工藝的復(fù)雜性。(3)對環(huán)境影響大:丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)會產(chǎn)生大量的廢氣和廢水,對環(huán)境的影響較大。催化劑優(yōu)化:針對現(xiàn)有催化劑存在的問題,進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化催化劑的性能和穩(wěn)定性,提高丙烯的產(chǎn)率和選擇性。工藝流程改進(jìn):優(yōu)化工藝流程,降低能耗和物耗,提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。清潔生產(chǎn):減少丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)對環(huán)境的影響,實現(xiàn)清潔生產(chǎn),提高企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展能力。智能化控制:采用先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化控制,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)在化工、石化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。未來應(yīng)注重研究和開發(fā)更高效的催化劑、優(yōu)化工藝流程、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)等方面的探索和實踐,以提高丙烯的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。丙烷催化脫氫制丙烯是一種重要的工業(yè)過程,其工藝分析對于提高生產(chǎn)效率和優(yōu)化資源配置具有重要意義。本文將從工藝流程、催化劑選擇、反應(yīng)條件優(yōu)化和副反應(yīng)控制等方面對丙烷催化脫氫制丙烯工藝進(jìn)行分析。丙烷催化脫氫制丙烯的工藝流程主要包括原料丙烷的預(yù)處理、催化劑配制、催化脫氫反應(yīng)、產(chǎn)物分離和催化劑回收等環(huán)節(jié)。預(yù)處理步驟主要是去除原料丙烷中的雜質(zhì),如水分、硫化物和重金屬離子等,以保證催化劑的活性。催化脫氫反應(yīng)是整個工藝的核心,需要在一定的溫度和壓力條件下進(jìn)行。產(chǎn)物分離和催化劑回收環(huán)節(jié)則涉及到多個技術(shù)步驟,如冷卻、壓縮、液化、分離和循環(huán)使用等。催化劑在丙烷催化脫氫制丙烯工藝中起著關(guān)鍵作用。目前,常用的催化劑主要包括貴金屬催化劑、過渡金屬氧化物催化劑和稀土金屬催化劑等。貴金屬催化劑如Pt、Pd等具有較高的活性和選擇性,但價格昂貴,使用成本較高。過渡金屬氧化物催化劑如Fe、Co、Ni等具有良好的活性和穩(wěn)定性,但在高溫下易發(fā)生燒結(jié)和中毒現(xiàn)象。稀土金屬催化劑如Ce、La等具有優(yōu)異的氧化還原性能和抗中毒能力,但價格較高且存在回收問題。在選擇催化劑時,需要根據(jù)實際生產(chǎn)需求進(jìn)行綜合考慮,以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效果。丙烷催化脫氫制丙烯的反應(yīng)條件對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有著重要影響。溫度、壓力、空速和氫氣流速等因素均需進(jìn)行優(yōu)化。在溫度方面,反應(yīng)溫度的提高有利于提高反應(yīng)速率和選擇性,但也會增加副反應(yīng)的發(fā)生。在壓力方面,增加壓力可以提高反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)速率,但也會增加設(shè)備的負(fù)荷和成本。在空速方面,減小空速可以增加催化劑的利用率和產(chǎn)品收率,但也會增加設(shè)備投資和能耗。在氫氣流速方面,適當(dāng)增加氫氣流速可以提高反應(yīng)速率和選擇性,但也會增加能耗和設(shè)備投資。需要對這些反應(yīng)條件進(jìn)行綜合分析和優(yōu)化,以實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)效果。在丙烷催化脫氫制丙烯的工藝過程中,不可避免地會發(fā)生一些副反應(yīng),如丙烷的裂解、丙烯的氫化和丙烷的深度脫氫等。這些副反應(yīng)不僅會降低丙烯的收率和質(zhì)量,還會增加能耗和設(shè)備損耗。需要采取一系列措施來控制副反應(yīng)的發(fā)生。例如,選擇高活性和高選擇性的催化劑,優(yōu)化反應(yīng)條件,提高進(jìn)料純度等。還需定期對催化劑進(jìn)行更換和維護(hù),以保證其活性和穩(wěn)定性。丙烷催化脫氫制丙烯是一種重要的工業(yè)過程,其工藝分析對于提高生產(chǎn)效率和優(yōu)化資源配置具有重要意義。在工藝流程、催化劑選擇、反應(yīng)條件優(yōu)化和副反應(yīng)控制等方面,需要進(jìn)行全面考慮和綜合分析。在此基礎(chǔ)上,制定合理的生產(chǎn)方案和操作規(guī)程,以確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和高效。還需不斷探索新的工藝技術(shù)和催化劑體系,以進(jìn)一步提高丙烷催化脫氫制丙烯的工藝水平和經(jīng)濟(jì)效益。丙烷脫氫制丙烯是一種重要的化工生產(chǎn)過程,廣泛應(yīng)用于石油化工和精細(xì)化工領(lǐng)域。隨著科技的不斷進(jìn)步,丙烷脫氫技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善,其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性一直是業(yè)界關(guān)注的焦點。本文將對丙烷脫氫制丙烯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行探討。丙烷脫氫制丙烯是指通過加熱和催化劑的作用,使丙烷的化學(xué)鍵斷裂,生成丙烯和氫氣。該技術(shù)具有較高的能量效率和選擇性,是生產(chǎn)丙烯的重要途徑之一。目前,丙烷脫氫技術(shù)主要有固定床、流化床和催化裂化等類型。丙烷脫氫技術(shù)的投資成本主要包括設(shè)備購置、安裝、運行和維護(hù)等方面的費用。設(shè)備購置費用占據(jù)較大比例,尤其是對于大型化工廠而言。不同工藝類型的丙烷脫氫技術(shù)投資成本存在差異,固定床工藝的投資成本相對較低,但流化床工藝具有更高的能量效率和選擇性。丙烷脫氫技術(shù)的運行成本主要包括原料、能源、人工和維修等方面的費用。原料費用占據(jù)較大比例,因為丙烷是主要的生產(chǎn)原料。不同工藝類型的丙烷脫氫技術(shù)運行成本也存在差異,流化床工藝具有較高的能量效率和選擇性,因此運行成本相對較低。丙烷脫氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益主要通過生產(chǎn)成本和銷售收入來衡量。由于該技術(shù)的原料和能源消耗較低,因此具有較高的能量效率和經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)還可通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝和提高設(shè)備效率等措施進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟(jì)效益。丙烷脫氫制丙烯技術(shù)具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性,尤其在能源和原料價格不斷上漲的背景下,該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。為了進(jìn)一步提高該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性,建議加強(qiáng)設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)工藝的優(yōu)化,降低生產(chǎn)成本和提高設(shè)備效率。應(yīng)該關(guān)注環(huán)保和安全問題,確保生產(chǎn)過程的可持續(xù)性和安全性。隨著全球石油資源的不斷減少,對于高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的能源需求日益增長。丙烯是一種重要的工業(yè)原料,用于生產(chǎn)各種高分子材料、化學(xué)品和燃料。丙烷脫氫(PDH)工藝是一種生產(chǎn)丙烯的有效方法,具有較高的選擇性,能夠得到純度較高的丙烯產(chǎn)品。對丙烷脫氫制丙烯工藝進(jìn)行優(yōu)化,提高丙烯產(chǎn)率和丙烷轉(zhuǎn)化率,對于滿足工業(yè)需求和推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。丙烷脫氫制丙烯工藝的基本原理是將丙烷在高溫高壓下,通過催化劑的作用,脫去氫原子形成丙烯。這個過程中涉及到復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),包括解離、吸附、擴(kuò)散和反應(yīng)等步驟。優(yōu)化這個工藝的關(guān)鍵在于選擇合適的催化劑和操作條件,

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