叔丁醇调研
叔丁醇共溶剂用于制备生物柴油的研究
第36卷第1期2008年1月 化 学 工 程CHE M I CAL E NGI N EER I N G (CH I N A ) Vol .36No .1Jan .2008作者简介:刘学军(1979—),男,博士生,主要从事清洁燃料和再生能源方面的研究,电话(010)62773605,E 2mail:liuxj05@mails .tsinghua .edu .cn;王玉军(1973—),通讯联系人,副教授,主要从事分离及其新能源方面的研究,电话:(010)62773017,E 2mail:wangyujun @mail .tsinghua .edu .cn 。
叔丁醇共溶剂用于制备生物柴油的研究刘学军,马 婕,朴香兰,王玉军,朱慎林(清华大学化学工程系化学工程联合国家重点实验室,北京 100084)摘要:利用叔丁醇作为共溶剂可使棕榈油、甲醇和催化剂形成均相体系,用于酯交换反应制备生物柴油,可以缩短反应时间。
实验以棕榈油为原料,氢氧化钠为催化剂,在带夹套的玻璃反应器内进行反应。
考察了共溶剂质量分数、催化剂质量分数、反应温度、醇油摩尔比等因素对生物柴油产率的影响,获得了最佳反应条件。
实验结果表明,当叔丁醇质量为棕榈油质量的11.6%,催化剂质量为油质量的1.0%,反应温度为60℃,醇油摩尔比为6∶1时,反应2m in 后生物柴油产率达到了90%。
关键词:生物柴油;脂肪酸甲酯;棕榈油;叔丁醇;共溶剂中图分类号:T Q 645.1 文献标识码:A 文章编号:100529954(2008)0120041203Preparati on of bi odi esel with tert 2butyl alcohol as a co 2solventL I U Xue 2jun,M A J i e,P I AO X i a ng 2l an,W ANG Y u 2jun,ZHU Shen 2li n (State Key Laborat ory of Che m ical Engineering,Depart m ent of m ical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China )Abstract:Transesterificati on of pal m oil t o bi odiesel p r ocesses in a single phase s oluti on of the triglyceride,methanol and catalyst using tert 2butyl alcohol as a co 2s olvent .The reacti on ti m e can be declined significantly .The transesterificati on of pal m oil t o bi odiesel with Na OH as a catalyst was carried out in a jacketed glass react or .The effects of reacti on conditi ons on bi odiesel yield,such as a mount of co 2s olvent,mass rati o of catalyst t o pal m oil,reacti on te mperature,molar rati o of methanol t o oil,were investigated .The results showed that bi odiesel yield reached 90%under the conditi on of 11.6%tert 2butyl alcohol by mass of pal m oil,1.0%Na OH by mass of pal m oil,6∶1molar rati o of methanol t o pal m oil,60℃and 2m in of reacti on ti m e .Key words:bi odiesel;fatty acid methyl ester;pal m oil;tert 2butyl alcohol;co 2s olvent 生物柴油是指以动植物油脂为原料经过酯交换反应制得的长链脂肪酸甲酯(F AME ),它具有十六烷值高、润滑性好、硫含量低、环境友好等特点,是压燃式柴油机的主要替代燃料[1—2]。
电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究
中国环境科学 2021,41(1):122~130 China Environmental Science 电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究刘宗,唐佳伟,张春晖*,王文倩,周伟龙,林烨,刘翔宇,陈向,李可蝶(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083)摘要:采用电絮凝法对水中微量的叔丁醇(TBA)进行去除,分别考察了电极材料、极板间距、电流密度、溶液初始pH值对叔丁醇去除效果的影响.结果表明,以铝为阳极、不锈钢为阴极,极板间距为1.4cm,电流密度为20mA/cm2,溶液初始pH值为8时,电解120min后叔丁醇的去除率为80.4%,此时铝阳极实际损耗量(1.93kg/m3)大于理论损耗量(1.61kg/m3).同时,叔丁醇的去除过程可用准一级反应动力学方程进行预测.絮体特性分析表明,在电絮凝去除叔丁醇的过程中除AlO(OH)、Al(OH)3絮体吸附、絮凝作用外还存在阳极氧化过程,使得叔丁醇被氧化为醛、酮等小分子物质.关键词:电絮凝;叔丁醇;铝阳极中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2021)01-0122-09Removal of trace tert-butyl alcohol (TBA) in aqueous solution by electrocoagulation. LIU Zong, TANG Jia-wei, ZHANG Chun-hui*, WANG Wen-qian, ZHOU Wei-long, LIN Ye, LIU Xiang-yu, CHEN Xiang, LI Ke-di (School of Chemical & Environmental Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing 100083, China). China Environmental Science, 2021,41(1):122~130Abstract:This work investigated removal of trace tert-butyl alcohol (TBA) from aqueous solution by using electrocoagulation technology. Effects of electrode materials, electrode distance, current density and initial pH values of solution on the removal of TBA were studied, respectively. The results showed that after 120minutes, the removal efficiency of TBA could reach 80.4% when aluminum was used as the anode, stainless steel was used as the cathode, the electrode distance was 1.4cm, the current density was 20mA/cm2, and the initial pH value of the solution was 8. Meanwhile, the actual loss of aluminum anode (1.93kg/m3) was more than the theoretical loss (1.61kg/m3). Besides, the removal process of TBA by electrocoagulation could also be predicted by a pseudo-first-order kinetics equation. The analysis of floc characteristics showed that in addition to adsorption and flocculation effects of AlO(OH) and Al(OH)3 floc, there was also an anodic oxidation process in the process of removing TBA by electroflocculation, which resulted in oxidation of TBA to aldehydes, ketones and other small molecular substances.Key words:electrocoagulation;tert-butyl alcohol;aluminium anode叔丁醇(TBA)是一种重要的化工原料,易溶于醇、醚、酯等多种有机溶剂,可与甲基叔丁基醚(MTBE)结合使用,作为汽油添加剂来增强汽油的辛烷值和燃烧效率[1-3].此外,叔丁醇也是甲基叔丁基醚和乙基叔丁基醚(ETBE)降解过程中的稳定中间体[4-6].随着汽油等燃料泄漏事件的频繁发生,叔丁醇已成为地表水和地下水中常见的微量污染物之一[7-8].据报道,2017年对巴拉圭90个地下水井进行检测,叔丁醇的检出率为21%,浓度均低于1.0mg/L[9].在美国某加油站附近地下水中也检测到叔丁醇的存在,浓度多在2.0mg/L以下[10].我国目前尚未有系统的叔丁醇水污染监测报告,但2013年对北京市21个加油站附近的地下水进行检测,MTBE检出率高达90.5%,由于叔丁醇可在MTBE降解过程中积累并难以被微生物降解,因此在这些区域的地下水中也可能存在叔丁醇污染[11].此外,2019年天津市河西区的地下水中也检测到叔丁醇的存在[12].尽管叔丁醇在水环境中往往以低浓度水平存在,但由于叔丁醇具有极高的水溶性和较低的亨利常数,相比其他丁醇异构体性质更加稳定,反应活性更低,若长期存在水环境中,可对人体和动物产生一定危害[7,13-14].叔丁醇对人体和动物具有致癌作用,一旦进入体内,不易代谢去除[15-16].美国加利福尼亚州更是将饮用水中的叔丁醇最高浓度水平设定为12µg/L,以防止其对人体的潜在危害[17].因此,如何有效去除水中微量的叔丁醇对于水质安全具有重要意义.目前,关于水中叔丁醇的去除方法主要有吸附法、微生物降解法和高级氧化法等.由于叔丁醇极高收稿日期:2020-06-01基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2017ZX07402001);中央高校基本科研业务经费(No.2011QH01)* 责任作者, 教授,*******************1期刘宗等:电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究 123的水溶性,常规吸附材料对其具有较小的吸附常数,去除效果并不理想[18].胡娟[19]采用煤质活性炭对1.6mg/L的叔丁醇溶液进行处理,其去除率仅为12.5%. Zhuang等[20]研究发现序批式活性污泥法(SBR)可有效去除水中的叔丁醇,但由于叔丁醇的稳定性较强,需经过较长时间的微生物驯化,才能获得稳定的菌落结构.Reinauer等[21]成功分离出可降解叔丁醇的菌种Hydrogenophaga carboriunda sp. nov.,该菌种对于水中2mmol/L的叔丁醇68h后降解率高达97%,但其培养条件较为严苛,温度主要控制在4℃.Seddigi等[17]采用光催化法对100mg/L的叔丁醇溶液进行处理,光催化5h后叔丁醇几乎被完全去除.但叔丁醇是常见的自由基清除剂,在高级氧化法去除过程中易与·OH等自由基反应生成惰性中间体,使得反应时间较长且很难被完全矿化降解[22-23].电絮凝法在处理高稳定性、难降解类污染物方面具有高去除率、无二次污染、操作简便等独特优势[24-25].Kim等[26]采用电絮凝法对水溶液中的持久性有机污染物全氟辛酸(PFOA)进行去除,其PFOA的去除率可达100%.Chou等[27]采用电絮凝法去除难降解的高水溶性聚合物—聚乙烯醇(PV A),电解120min后PV A去除率达到77.1%.目前采用电絮凝法去除水中极高水溶性和极强稳定性的叔丁醇还未见报道.对此,本研究选用电絮凝法进行水中微量叔丁醇的去除,分别考察电极材料、极板间距、电流密度、溶液初始pH值对叔丁醇去除效果的影响,同时进行阳极板损耗及电絮凝絮体特性分析,并对叔丁醇的去除机理进行探讨,以期为水中叔丁醇的去除提供参考.1 材料与方法1.1 材料与仪器药品与材料:叔丁醇(C4H10O,>99%)、盐酸(HCl)、氢氧化钠(NaOH)、硝酸钠(NaNO3)均为分析纯,由北京化工厂提供;二氯甲烷(CH2Cl2)为色谱纯,由百灵威科技公司提供.铝(纯度为99.9%)极板、铁(纯度为99.9%)极板、钛(纯度为99.9%)极板和不锈钢(304型)极板均由欧帝富材料加工厂提供,尺寸均为10cm×7cm×3mm.仪器:S20K型pH计,梅特勒-托利多仪器公司;DH-1716-7A直流稳压电源,北京大华无线电仪器厂;SF-TGL-21A超速离心机,上海菲恰尔分析仪器公司;LDO101型溶解氧测定仪,哈希水质分析仪器(上海)有限公司.1.2 装置与方法如图1所示,实验采用容积为500mL的有机玻璃电解槽作为反应器,水样量为400mL.反应器内共设置两块极板,极板间距可通过反应器底部的凹槽移动调控.采用直流稳压电源,输出电压为0~30V,输出电流为0~5A,确定实验所需电流后采用恒流模式进行实验.在电絮凝反应开始前,将阴阳极板分别用260、240及80目砂纸打磨光滑,随后经去离子水、无水乙醇、0.1mol/L盐酸及去离子水各超声清洗20min后,干燥备用.电絮凝实验采取静态实验,以500.0µg/L的叔丁醇溶液为处理对象,其溶解氧浓度为4.28mg/L,电解质采用0.0625mol/L的NaNO3溶液,以保证该叔丁醇溶液具有较低的溶液内阻,其电导率为4.02ms/cm,保持电解时间为120min,分别考察电极材料、极板间距、电流密度、溶液初始pH值对叔丁醇去除效果的影响.实验中定时接取水样,经过滤、离心后进行叔丁醇残留浓度的检测.图1 电絮凝实验装置Fig.1 Experimental set-up for electrocoagulation1.3 分析方法叔丁醇浓度由气相色谱法测定:取10mL水样,经二氯甲烷萃取两次后,采用岛津公司提供的GC-2010Plus型气相色谱仪进行测定.选用Rtx-Wax色谱柱,升温程序为初始温度30℃,保持5min,5/min℃升至100℃保持10min,汽化温度180℃,载气流速为15mL/min.该测定方法下叔丁醇的保留时间为3.836min,检出限为2.6µg/L.Al板的损耗选用式(1)进行计算:ItMWZF= (1)124 中 国 环 境 科 学 41卷式中: W 为Al 板损耗的质量, g; I 为电流, A; t 为电絮凝时间, s; M 为铝的相对摩尔质量; Z 为电荷数, 式中取3; F 为法拉第常数,取96485C/mol.Tafel 测试:采用电化学工作站(AUT83269型,瑞士万通中国)进行电化学测试,以铝为工作电极,铂网为对电极,Ag/AgCl 为参比电极,测试面积为2cm × 2cm,测试溶液为含有500.0µg/L 的叔丁醇溶液(电解质为0.0625mol/L 的NaNO 3),pH=6.铝极板表面微观形貌采用电子显微镜(Gemini400型,FEI 公司)进行观察,其中电子束加速电压设置为20kV ,工作距离设置为9.2mm;絮体XRD 分析采用X 射线衍射仪(D7advance 型,德国Bruker 公司)进行测定,2θ范围为5.0°~90.0°,扫描速度为15°/min;絮体红外光谱分析采用傅里叶红外光谱仪(Spectrum400型,美国PE 公司)进行测定;絮体所带电荷量采用胶体电荷分析仪(PCD -03型,美国Micrometrix 公司)进行测定,标准阳离子物质选用为0.001mmol/L 的聚二乙烯丙基二甲基氯化铵;絮体粒径采用激光粒度分布仪(BT -9301H 型,百特仪器公司)来测定. 2 结果与讨论2.1 电絮凝法去除叔丁醇过程优化2.1.1 极板材料对叔丁醇去除效果的影响 在500.0µg/L 的叔丁醇溶液中(电解质为0.0625mol/L NaNO 3),溶液初始pH 值为6,极板间距为2.8cm,电流密度为20mA/cm 2,电解120min,不同阴阳极材料组合下叔丁醇的去除效果如图2所示.铝-不锈钢 铝-钛 铝-铁铁-钛 铁-铝 铁-不锈钢10 20 30 40 50 60 70 叔丁醇去除率(%)阳极-阴极材料图2 电极材料对叔丁醇去除效果的影响Fig.2 Effect of electrode materials on the removal of TBA从图2可以看出,当铝为阳极、不锈钢为阴极时,电絮凝对叔丁醇的去除效果最好,此时叔丁醇的去除率为63.3%.而当铁为阳极、铝为阴极时,电絮凝对叔丁醇的去除率仅为46.8%.当采用铝作阳极时,铝阳极在电流作用下直接生成Al 3+,并经水解聚合等作用形成Al n (OH)3n 絮体,叔丁醇可通过絮体的吸附、絮凝作用进行去除;而采用铁阳极时,阳极首先溶出Fe 2+,进而在溶液中溶解氧的作用下形成Fe 3+,最后经一系列水解、聚合等反应形成Fe(OH)3絮体,使得叔丁醇的去除速率较慢[28].此外,经铁阳极处理后,溶液呈微黄色,使得溶液的色度增加.因此选用铝为电絮凝阳极,更有利于叔丁醇的去除.当铝为阳极时,阴极选用不锈钢、钛极板,其气泡生成量明显多于铁阴极,这些气泡可以引起溶液的自然对流,有利于絮体与叔丁醇充分接触.而采用不锈钢为阴极时,其叔丁醇去除率要高于钛阴极,这可能是由于选用钛为阴极时,在反应初期析氢反应过于剧烈,使得聚集的絮体遭到破坏.综合考虑,选用铝为阳极、不锈钢为阴极进行后续实验.2.1.2 极板间距对叔丁醇去除效果的影响 以铝为阳极、不锈钢为阴极,在500.0µg/L 的叔丁醇溶液中(电解质为0.0625mol/L NaNO 3),溶液初始pH 值为6,电流密度为20mA/cm 2,电解120min,不同极板间距(0.7、1.4、2.8cm)下叔丁醇的去除率及准一级反应动力学拟合曲线如图3所示.如图3所示,三组极板间距下R 2均在0.95以上,表明叔丁醇的去除过程符合准一级反应动力学特征.当极板间距为1.4cm 时,电絮凝对叔丁醇的去除效果要优于另外两组间距,此时叔丁醇的去除率为75.8%,反应速率常数为1.32×10-2min -1.当极板间距为0.7cm 时,使得溶液在反应体系中的流动性变差,较多的气泡吸附在阴阳极表面而未析出水面,影响了Al 3+的溶出,从而导致叔丁醇的去除速率降低.当极板间距为2.8cm 时,反应速率常数仅为0.90× 10-2min -1,这是因为极板间距的增大,使得极板间溶液电阻变大、电荷传导作用减弱导致电解速度变慢,叔丁醇与絮体之间的相互作用减弱.此外极板间距大小也对阳极钝化程度和反应体系的能耗产生一定影响[29].若极板间距过小,则易引起短路和阳极严重钝化,若极板间距过大,则会导致相同电压下,电流显著降低,对此对铝电极进行了不同极板间距下的Tafel 测试,其结果如图4所示.1期刘 宗等:电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究 125叔丁醇去除率(%)时间(min)l n (C t/C 0)时间(min)图3 极板间距对叔丁醇去除效果的影响 Fig.3 Effect of electrode distance on the removal of TBA-2 -1 01 2-4-3 -2 -1 0 1 2 3 0.7cm1.4cml g I (m A /c m 2)电压(V)2.8cm图4 不同极板间距下铝电极的Tafel 曲线 Fig.4 Tafel curves of aluminum electrode under differentelectrode distance如图4所示,从铝电极Tafel 曲线的阳极分支来看,在相同电压下,电流密度随着极板间距的增大而降低,这表明在以铝为阳极的电化学反应中,增大极板间距,可以引起极板间溶液电阻增大,造成能耗增加.在极板间距为0.7cm 时,当电压从-1.2030V(vs Ag/AgCl)正移至-0.9086V(vs Ag/AgCl)时,电流密度不断增大,而当电压继续从-0.9086V(vs Ag/AgCl)正移至-0.8207V(vs Ag/AgCl)时,电流密度反而不断降低,这说明在该区间铝阳极发生钝化现象,在其电极表面形成一层电阻较大的钝化膜,从而使得电流密度不断降低.然而当极板间距增大至1.4cm 时,上述钝化区间右移,此时需要更大的电压才可发生钝化现象,而当极板间距为2.8cm 时,则未发现明显的钝化区间,这表明极板间距越小,阳极越容易发生钝化现象.因此,综合考虑,本实验选取极板间距为1.4cm进行后续实验.2.1.3 电流密度对叔丁醇去除效果的影响 以铝为阳极、不锈钢为阴极,在500.0 µg/L 的叔丁醇溶液中(电解质为0.0625mol/L NaNO 3),溶液初始pH 值为6,极板间距为 1.4cm,电解120min,不同电流密度(5~25mA/cm 2)下叔丁醇的去除率及准一级反应动力学拟合曲线如图5所示.204060 80 100 120020406080叔丁醇去除率(%)时间(min)0l n (C t/C 0)时间(min)图5 电流密度对叔丁醇去除效果的影响 Fig.5 Effect of current density on the removal of TBA从图5可以看出,随着电流密度的提升(电压为1.93~5.83V),反应速率常数及叔丁醇去除率均随之升高.当电流密度从5mA/cm 2上升到20mA/cm 2时,反应速率常数从0.38×10-2min -1增大到 1.32×126 中国环境科学 41卷10-2min-1.根据法拉第电解定律,电流密度越大阳极所溶解的Al3+量也越多,水解所形成的铝多核羟基化合物的量也随之增加,从而加快了铝羟基化合物吸附、网捕叔丁醇形成絮体的速率,提高了叔丁醇的去除率[30].当电流密度从20mA/cm2上升到25mA/ cm2时,反应速率常数增加并不明显,仅从1.32× 10-2min-1增大到1.47×10-2min-1,这是因为当电流密度进一步增加时,Al n(OH)3n絮体的生成量虽进一步增加,但由于溶液中叔丁醇的浓度不变,过量的絮体,只起到絮凝沉淀作用.此外,电流密度的升高也会导致极板损耗和能耗的提升.当电流密度为25mA/cm2时,絮体较为细小,自然沉降作用下完全沉淀所需时间过长.综合考虑,电流密度选取20mA/cm2为宜. 2.1.4初始pH值对叔丁醇去除效果的影响 pH值影响着阳极Al3+的溶出及其形态转变,pH值过低则不利于铝羟基化合物的形成,pH值过高则会使得絮体中的Al(OH)3转变为可溶态的Al(OH)4-[31].相关研究表明铝阳极电絮凝法的适宜pH值条件主要在弱酸性、中性及弱碱性环境下[32],对此探究了弱酸性、中性、弱碱性即pH=4,6,8条件下电絮凝法对叔丁醇的处理效果.以铝为阳极、不锈钢为阴极,在500.0µg/L 的叔丁醇溶液中(电解质为0.0625mol/L NaNO3),极板间距为1.4cm,电流密度为20mA/cm2,电解120min,不同初始pH值条件(pH=4,6,8)下叔丁醇的去除率及准一级反应动力学拟合曲线如图6所示.从图6中可以看出,随着溶液初始pH值的提高,反应速率常数和叔丁醇的去除率也随之增加.在溶液初始pH值为4时,叔丁醇的去除效果较差,反应速率常数仅为0.94×10-2min-1.这是因为在酸性条件下, OH-的产生受到抑制,阳极所溶出的铝主要以Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+等可溶性单体状态存在,该形态下所形成的絮体比表面积较小,难以吸附、絮凝叔丁醇[33].在中性及弱碱性环境下,阳极所溶出的铝主要以Al6(OH)153+、Al7(OH)174+、Al13(OH)345+、Al13O4(OH)247+等多核羟基化合物的形式存在,并经过一系列复杂反应最终变为无定型Al n(OH)3n絮体,其具有巨大的比表面积和丰富的羟基,可以有效吸附、网捕叔丁醇[32-34].当溶液pH=8时,溶液中含有大量的OH-,可以促进Al n(OH)3n的生成,使得单位时间下叔丁醇的去除速率加快,此时叔丁醇的去除率为80.4%,反应速率常数为1.46×10-2min-1.0204060 80 100 120叔丁醇去除率(%)时间(min)0.40.81.21.6ln(Ct/C)时间(min)图6 初始pH值对叔丁醇去除效果的影响Fig.6 Effect of pH values on the removal of TBA4 6 8246810pH值初始pH值图7 电絮凝出水pH值变化Fig.7 The pH value of the TBA solution changed afterelectroflocculation在电絮凝过程中的Al(OH)3絮体的形成以及析氧反应,均会消耗溶液中的OH-,使得溶液pH值降低,而析氢反应可产生OH-,使得溶液pH值上升,这就使得电絮凝反应具有一定的pH缓冲能力.如图7所示,当初始pH值为4、6、8时,经电絮凝处理后其出水pH值上升至6~9(6.87、8.03、8.81)范围内,这表明在电絮凝过程中OH-的生成过程对溶液pH值的升高1期 刘 宗等:电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究 127起主导作用.由析氢及析氧反应所产生的H 2和O 2可以引起溶液的自然对流,使得絮体与叔丁醇充分接触.而在初始pH 值为8条件下,其溶液pH 值变化不大,仅增加0.81,这表明铝电絮凝在弱碱性环境下对于pH 值的缓冲能力更强.其他研究表明,铝阳极在处理含氟地下水、重金属清淤尾水、餐饮废水等电絮凝过程也存在上述现象[35-36].在最佳参数条件(铝为阳极、不锈钢为阴极,极板间距为1.4cm,电流密度为20mA/cm 2,pH=8)下,电絮凝去除叔丁醇过程中准一级反应动力学拟合方程如式(2)所示:ln(C 0/C t )=0.0146t -0.0176 (2)式中:R 2为0.983,表明可用准一级反应动力学模型预测反应过程.2.2 阳极板损耗分析图8 电絮凝反应前后铝极板表面SEM 图Fig.8 SEM images of Al electrode surface before (a) and after(b) electroflocculation(a)电絮凝反应前 (b)电絮凝反应后在最佳参数条件下,电絮凝反应前后铝极板表面微观形貌如图8所示,未进行电絮凝反应前铝板表面平整光滑,仅有少许经细砂纸打磨后的划痕.经过电絮凝反应后极板表面凹凸不平,出现明显的孔洞和簇状凸起,这主要是由于电絮凝过程中阳极出现了点蚀和剥落现象,使得极板表面发生选择性溶解所造成的[37].点蚀和剥落现象的出现,加快了吸附在极板表面活性位点上的絮体脱落,促进了Al 3+的溶出,使得单位时间内生成的Al n (OH)3n 絮体增多,提高了叔丁醇的去除率,但同时也会造成阳极板损耗的增加.由1.3计算出最佳参数下铝阳极理论损耗量为1.61kg/m 3,而实际阳极损耗量约为1.93kg/m 3,除点蚀和剥落现象外,超电压、欧姆电位降等因素也可能造成阳极实际损耗量高于理论损耗量. 2.3 最佳参数条件下絮体特性分析在最佳参数条件下,不同电解时间下絮体平均粒径及电荷密度变化情况如图9所示.当絮体所带电荷量较低时,絮体之间的引力大于静电斥力,使得细小的絮体之间容易聚集团簇,随着反应时间的增加,絮体之间不断碰撞聚集,同时对叔丁醇的网捕、卷扫等作用不断增强,絮体粒径也随之增大,在60min 时其平均粒径达到最大值47.46µm.随着絮体所带电荷量的增多,其表面电位逐渐增大,絮体之间的静电斥力也随之增强,使得絮体碰撞、聚集的阻力逐渐加大,粒径开始逐渐减小,同时絮体在水中的稳定性逐渐增强,与叔丁醇的接触也更加充分.电解120min 后,絮体平均粒径为22.96µm,所带电荷量为62mmol/g,此时絮体在自然沉降作用下18min 后可完全沉淀.306090 12010203040506070平均粒径(µm )时间(min)平均粒径电荷密度10203040506070电荷密度(m m o l /g )图9 絮体平均粒径及电荷密度变化情况Fig.9 The changes of average particle size and charge densityof floc为进一步明确电絮凝法去除叔丁醇的过程,对所得絮体成分进行分析,其红外光谱图如图10所示.在1375.5cm -1处为C -H 弯曲振动,是叔丁基中的C -H 吸收峰发生分裂所致;而在1077.6cm -1处为C -O 伸缩振动峰,为叔醇类特征吸收峰;在746.9cm -1128 中 国 环 境 科 学 41卷处为O -H 面外弯曲振动峰,为醇类特征吸收峰,此三处特征吸收峰的存在表明叔丁醇在电絮凝过程中被有效的吸附、网捕到絮体当中.而在1677.6cm -1处存在的强吸收峰为C=O 伸缩振动所致,这表明叔丁醇在电絮凝去除过程中,在阳极附近被氧化为醛、酮等小分子有机物,据此推测出在阳极附近可能有·OH 产生,其可以与叔丁醇反应,生成醛、酮类小分子有机物[23,38].在473.5cm -1处为Al -O 的伸缩振动吸收峰,表明絮体中含有铝基氧化物[39].但关于产生絮凝作用的铝基氧化物主要类型还需进一步分析确定.图10 絮体红外光谱 Fig.10 Infrared spectrum of floc絮体物相分析如图11所示,经与标准谱图对比(卡片号88-2122、77-0114、02-0129),絮体主要成分为AlO(OH)、Al(OH)3及少量Al 2O 3·H 2O,其结晶程度较差,基本属于无定型形态.在电流作用下,阳极上铝晶格受到破坏形成吸附铝原子,通过电子转移变成Al 3+,经过一系列水解聚合等反应最终形成以AlO(OH)、Al(OH)3为主体的絮体.这类无定型态的铝基化合物具有较强的吸附、絮凝作用,可以有效的吸附、网捕叔丁醇.0 10 20 30 4050 60 70 80◆强度(a .u .)▲ ▲◆ ▲▲▲ ●● ◆◆◆◆2θ (°)◆AlO(OH) ●Al 2O 3⋅H 2O▲Al(OH)3图11 絮体XRD 谱图 Fig.11 XRD pattern of floc2.4 叔丁醇去除机理通过上述实验结果及分析,以铝为阳极、不锈钢为阴极,电絮凝去除叔丁醇的机理主要包括以下几个方面:(1)阳极对叔丁醇的氧化作用:溶液中的部分叔丁醇吸附在阳极表面的活性位点上,经过电子转移被氧化为醛、酮等小分子有机物或被完全矿化为CO 2和H 2O.(2)絮体对叔丁醇的吸附、絮凝作用:阳极电解所产生的Al 3+,经过水解、聚合等反应最终形成以AlO(OH)、Al(OH)3为主体的无定形絮体.这类絮体具有丰富的表面基团,可以通过吸附、网捕、卷扫等作用包覆叔丁醇及其氧化中间体,最终通过沉淀和气浮分离去除.同时由于点蚀和剥落现象的出现,促进了阳极Al 3+的溶出,使得实际絮体含量高于理论含量,增大了叔丁醇的去除率.(3)气浮作用:在电絮凝过程中,阴阳极表面产生很多细小气泡,其可以引起溶液的自然对流,使得絮体与叔丁醇充分接触,同时可通过范德华力、静电吸附作用等吸附叔丁醇的氧化中间体或粘附在结构松散的细小絮体的表面,进而上浮至水面实现固液分离.图12 电絮凝去除叔丁醇的反应机理Fig.12 Schematical diagram of removal mechanism of TBAby electrocoagulation3 结论3.1 电絮凝法可以有效去除水中微量的叔丁醇.在以铝作阳极、不锈钢为阴极的电絮凝法去除叔丁醇过程中,增大电流密度和溶液初始pH 值均会提高叔1期刘宗等:电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究 129丁醇的去除率.但极板间距过大或过小均对叔丁醇的去除产生负面影响,造成电流降低(间距过大)或增加铝阳极钝化风险(间距过小).3.2 在以铝作阳极、不锈钢为阴极,极板间距固定为1.4cm,电流密度为20mA/cm2,溶液初始pH值为8条件下,电解120min后,叔丁醇的去除率为80.4%.其准一级反应动力学拟合方程为ln(C0/C t)=0.0146t- 0.0176.3.3 通过对电絮凝絮体进行XRD、红外光谱分析等表征,发现叔丁醇在阳极被氧化为醛、酮等小分子物质,这些小分子物质及叔丁醇可通过AlO(OH)、Al(OH)3絮体吸附、絮凝作用去除.参考文献:[1] M ehrjouei M, Müller S, Möller D. 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叔丁醇调研
叔丁醇调研摘要:叔丁醇作为一种有机合成中间体以及脱水后可制取高纯度异丁烯,其市场用途前景广阔。
本文介绍了叔丁醇的性质、用途、生产方法以及国内外市场信息。
关键词:异丁烯叔丁醇水合法一、叔丁醇的性质叔丁醇(TBA,tert-butyl alcohol)又称三甲基甲醇、2-甲基-2-丙醇等,分子式C(CH3)3OH,分子量为74.12,CAS号75-65-0。
叔丁醇是无色的结晶,有少量水存在时为无色挥发性液体,有类似樟脑的气味,有吸湿性,易燃,和其它醇相比有较高的毒性和麻醉性。
叔丁醇的熔点为25.55°C,沸点为82.5°C,相对密度d420为0.7867。
叔丁醇能与水按任意比例混溶并行成恒沸混合物(水的质量分数为21.76%),难于脱去;能溶于大多数有机溶剂,如醇类、酯类、酮类、芳香族及脂肪烃类等。
这些性质使叔丁醇成为有用的溶剂和添加剂,是具有广泛用途的石化产品之一。
二、叔丁醇的用途1.叔丁醇经催化脱水可制取高纯度异丁烯,制造高纯异丁烯是叔丁醇的主要用途之一。
2.叔丁醇大量用于汽油添加剂,以提高汽油的辛烷值。
还可用作内燃机燃料添加剂(防止化油器结冰)。
3.叔丁醇作为溶剂使用相当广泛,可作蜡用溶剂、油漆溶剂、医疗溶剂、硝化纤维素以及合成树脂的溶剂和稀释剂。
叔丁醇的邻苯二甲酸酯、乙二酸酯、某些二羧酸酯及磷酸酯可用作聚氯乙烯及其共聚物的增塑剂。
4.叔丁醇作为苯酚烷基化剂制得的叔丁基苯酚是塑料的重要的抗氧剂和稳定剂,又是油溶性酚醛树脂的中间体。
5.叔丁醇是两步气相直接氧化法生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)的原料,这一方法已成为目前生产有机玻璃的重要工艺路线,在日本已实现工业化多年。
6.由叔丁醇制得的2,4-二氯苯氧代醋酸叔丁酯和2,4,5-三氯苯氧化乙酸叔丁酯是重要的除草剂,叔丁醇还用于其它农药的合成。
7.叔丁醇可用作人造麝香的原料,还用于合成果子香精、合成药物、制叔丁胺等。
三、叔丁醇的生产方法生产叔丁醇的方法主要有异丁烯间接水合法、异丁烯直接水合法和异丁烷/丙烯共氧化法生产环氧丙烷联产叔丁醇。
异丁醇市场深度调查与投资前景调研报告
异丁醇市场深度调查与投资前景调研报告一、市场背景分析异丁醇,又被称为异丙醇或叔丁醇,是一种室温下无色、有特殊味道的有机化合物。
它具有良好的溶解性,可以与水、醇类和醚类等多种有机溶剂混溶。
由于其独特的化学性质和广泛的应用领域,异丁醇在众多工业和消费领域具有广泛的市场需求。
二、市场规模及发展趋势1. 市场规模:根据市场研究数据,全球异丁醇市场规模在近几年呈现稳定增长态势。
预计到2027年,全球异丁醇市场规模将超过30亿美元。
2. 应用领域:异丁醇广泛应用于溶剂、助溶剂、表面活性剂、消毒剂、染料和涂料等多个工业领域。
另外,它还用于香精、医药和塑料等消费品领域。
三、市场竞争状况分析1. 主要供应商及产品:目前,国际市场上的主要异丁醇供应商包括巴斯夫、达姆施塔特、中国石化等。
同时,还存在一些中小型生产商提供低成本的替代品。
2. 市场份额:巴斯夫和达姆施塔特是全球最大的异丁醇供应商,占据了相当大的市场份额。
中国市场以中国石化为主,生产和消费规模较大。
四、市场驱动因素分析1. 工业需求:化工、塑料和合成纤维等工业领域对异丁醇的需求持续增长,推动了市场的发展。
2. 消费品需求:随着人们生活水平的提高,消费品领域对异丁醇的需求也在不断增加,尤其是香精和医药领域。
五、投资前景调研1. 市场竞争激烈度较高:由于异丁醇市场潜力巨大,竞争激烈度较高。
投资者在进入市场之前应认真研究市场竞争情况,制定合理的市场营销策略。
2. 中小型企业投资机会:由于全球市场上存在着大量中小型异丁醇供应商,中小型企业有机会通过提供品质稳定、价格合理的替代品获得市场份额。
3. 消费升级需求:随着消费者对于品质、环保和安全性的要求提高,未来异丁醇市场有望出现更多高端产品需求,投资者可在此方向寻求机会。
六、总结综上所述,异丁醇市场具有稳定增长的趋势,并且在多个工业和消费领域存在广泛的应用需求。
随着全球市场竞争的加剧和消费升级的需求增加,异丁醇市场的投资前景仍然乐观。
2024年无水叔丁醇市场分析现状
2024年无水叔丁醇市场分析现状概述无水叔丁醇,又称为异丁烯基醇或叔丁基醇,是一种有机化合物,化学式为(CH3)2C=CHCH2OH。
它是丁烯烃与水在酸催化剂作用下形成的副产物。
无水叔丁醇具有良好的溶解性和稳定性,广泛应用于化学工业、制药工业、某些合成聚合物的合成等领域。
本文就无水叔丁醇市场的现状进行分析,探讨其市场规模、需求驱动因素、产业链和竞争态势。
市场规模目前,全球无水叔丁醇市场规模正在快速增长。
根据最新市场研究报告显示,2019年全球无水叔丁醇的市场规模达到XX亿美元,并预计在2025年将达到XX亿美元,复合年增长率为XX%。
这主要受到以下几个因素的影响:1.化学工业需求增长:无水叔丁醇作为重要的有机合成原料,在化学工业中广泛应用于溶剂、试剂、催化剂等方面。
随着化学工业的发展和市场需求的增加,对无水叔丁醇的需求也在不断增长。
2.制药工业的发展:无水叔丁醇在制药工业中被用作中间体和溶剂。
随着全球人口的增加和医疗水平的提高,制药工业对无水叔丁醇的需求也在逐年增长。
3.新兴市场的崛起:亚太地区、中东和非洲地区的新兴市场对无水叔丁醇的需求正在快速增长。
这些地区的工业化进程加速,促使了无水叔丁醇市场规模的扩大。
需求驱动因素无水叔丁醇市场的需求驱动因素主要包括以下几个方面:1.化学工业的发展:无水叔丁醇在化学工业中具有广泛的应用,包括有机合成、催化剂和试剂等方面。
随着全球化学工业的发展,对无水叔丁醇的需求也在不断增加。
2.制药工业的增长:制药工业对无水叔丁醇的需求主要用于中间体和溶剂。
随着人口增加和医疗水平提高,制药行业需求的增长将促使无水叔丁醇市场的发展。
3.新兴市场需求的增加:亚洲、中东和非洲地区的新兴市场对无水叔丁醇的需求正迅速增长。
这些地区的工业化进程加速,推动了无水叔丁醇市场需求的增加。
4.环境友好型产品的需求:无水叔丁醇作为一种环境友好的有机化合物,在替代传统有害物质的需求方面具有广阔的市场空间。
气相色谱法测定齐拉西酮冻干粉针剂中叔丁醇残留量
气相色谱法测定齐拉西酮冻干粉针剂中叔丁醇残留量张李巧;李子君【摘要】Objective To establish the gas chromatography method to determine the tert-butyl alcohol residue in Ziprasidone Freeze-Dried Powder Injection. Methods PEG-20M capillary column ( 30 m × 0. 32 mm, 0. 50 μm ) was used with external standard measure-ment. The detection limits, standard curve, recovery rate and stability of the reference substance of Tert-butyl alcohol was detected by gas chromatography, and the residue of Tert-butyl in different batches of Ziprasidone freeze-dried powder injection was investigated. Results The mass concentration of tert-butyl alcohol in the range of 20-400 μg/mL had good linear relationship with the peak area ( r=0. 999 3 ) , the detection limit was 0. 010 μg/mL, the recovery was 97. 15%, 101. 54%, 101. 86 %, and the precision and re-covery RSD ﹤ 1. 5%. Conclusion This method is sensitive with good reproducibility and good system suitability, and is suitable for the determination of the tert-butyl alcohol residue in Ziprasidone Freeze-Dried Powder Injection.%目的:建立测定齐拉西酮冻干粉针剂中叔丁醇残留量的气相色谱法。
2023年无水叔丁醇行业市场分析现状
2023年无水叔丁醇行业市场分析现状无水叔丁醇(无水2,2-二甲基-1,3-丙二醇、MTB、M-Tertanol)是一种无色透明的有机试剂,化学式为C5H12O2,分子量为104.15。
无水叔丁醇具有低毒、低粘度、高沸点、低冰点、良好的溶解性和稳定性等特点,在化工、药品、染料、树脂、涂料等行业有着广泛的应用。
本文将对无水叔丁醇行业市场进行分析,了解其现状和发展趋势。
一、市场规模和增长趋势无水叔丁醇作为一种重要的有机试剂,在化工、药品和涂料等领域中有着广泛的应用。
据统计,全球无水叔丁醇市场规模约为XX万吨,年复合增长率约为X%。
其中,亚太地区占据了无水叔丁醇市场的较大份额,主要消费国家有中国、印度等。
同时,北美、欧洲地区也是无水叔丁醇市场重要的消费地区。
在中国市场,无水叔丁醇的需求量也在逐年增长。
这主要受制药、染料、涂料等行业的影响。
随着中国化工、医药行业的快速发展,无水叔丁醇市场的需求也不断增加。
据市场调研,中国无水叔丁醇市场规模约为X万吨,年复合增长率约为X%。
预计在未来几年,中国无水叔丁醇市场的需求将会进一步增长。
二、产业链分析无水叔丁醇产业链主要包括甲醇、丙烯醛和氢氧化钠等原材料供应商,无水叔丁醇生产商,以及下游行业的应用厂商。
甲醇是无水叔丁醇的主要原材料之一,占据了生产成本的较大比例。
甲醇的产量和价格波动将直接影响到无水叔丁醇的市场价格。
丙烯醛和氢氧化钠则作为合成无水叔丁醇的中间体,在产业链中起到关键的作用。
无水叔丁醇生产商主要集中在大型化工企业,如江苏盐城盐化、山东联和、山西世豪化工等。
这些企业在技术研发、生产工艺和设备方面具有较强的实力,能够满足市场的需求。
下游行业中,无水叔丁醇主要用于制药、染料、涂料、精细化工等领域。
其中,制药行业对无水叔丁醇的需求较大,主要用于生产医药中间体和药物载体。
三、市场竞争格局无水叔丁醇市场竞争主要体现在品质、价格和服务等方面。
在品质方面,无水叔丁醇的纯度和稳定性是企业的核心竞争力。
叔丁醇共溶剂用于制备生物柴油的研究
Pr p r to f b o i s lwih t r - u y l o la o s l e t e a a i n o i d e e t e t b t la c ho s a c - o v n
L U X ej n MA Je P AO Xin - n W A G uj n, H S e -n I u- , u i , I a gl , a N Y - u Z U ,王 玉军 ,朱慎 林
( 清华 大学 化学 工程 系 化学工程联 合国家重点实验室 ,北京 10 8 ) 0 04
摘要 : 利用 叔丁醇作为共溶剂可使棕榈油 、 甲醇和催 化剂形 成均 相体系 , 于酯交换反 应制 备生 物柴油 , 以缩短 用 可
反应时间 。实验 以棕榈 油为原料 , 氢氧化钠 为催 化剂 , 在带 夹套 的玻璃 反应器 内进行 反应 。考察 了共 溶剂质 量分 数、 催化剂质量 分数 、 反应温度 、 醇油摩尔 比等因素对 生物柴油产率 的影 响, 获得 了最佳反应 条件 。实验 结果表 明, 当叔丁醇质量为棕榈油质量 的 1 . % , 16 催化剂质量 为油质量的 10 , .% 反应温度为 6 C, 0c 醇油摩 尔 比为 6: 时 , 1 反 应 2mi n后生物柴油产率达 到了 9 %。 ’0 关键词 : 生物柴 油 ; 脂肪酸 甲酯 ; 棕榈油 ; 叔丁醇 ; 共溶 剂 中图分类号 :Q 6 5 1 T 4 . 文献标识码 : A 文章编号 :0595 ( 0 8 0 -0 1 3 10 -9 4 2 0 ) 10 4 - 0
A s a tTa ss r ct n o am olt bo islpoess i ig h s oui fte tg cr e bt c :rnet f ai fp l i o i ee rcse n a s l p ae slt n o h r ye d , r ei o i d ne o i i l
2024年无水叔丁醇市场调查报告
2024年无水叔丁醇市场调查报告1. 简介本报告对无水叔丁醇市场进行了全面的调查和研究。
首先,对无水叔丁醇的基本概念进行了解释和介绍;然后,通过对市场规模、竞争格局、行业发展趋势等多方面的综合分析,对无水叔丁醇市场的现状和未来发展进行了深入剖析。
2. 无水叔丁醇的基本概念无水叔丁醇是一种重要的有机化学品,化学式为C4H10O,分子量74.12。
它是由叔丁醇脱水得到的产物,具有无色、易挥发、可溶于醇类和氯仿等特点。
无水叔丁醇在化工领域具有广泛的应用,如溶剂、合成原料等。
3. 市场规模分析根据市场调研数据显示,无水叔丁醇市场规模呈现稳步增长的趋势。
在过去几年中,全球无水叔丁醇市场年均复合增长率约为X%。
其中,亚太地区是最大的市场,占据全球市场份额的XX%,其次是欧洲和北美地区。
4. 竞争格局分析无水叔丁醇市场竞争激烈,主要企业包括X公司、Y公司和Z公司等。
这些企业在产品质量、价格竞争、市场拓展能力等方面具有一定的优势。
此外,进入市场的新企业也在不断增加,加剧了市场的竞争程度。
5. 行业发展趋势根据研究分析,无水叔丁醇市场存在以下几个发展趋势:•技术创新:无水叔丁醇的生产技术不断创新,以提高产品质量和生产效率。
•环保要求:随着环保意识的增强,市场对绿色、环保的无水叔丁醇需求逐渐增加。
•新兴应用领域:无水叔丁醇在新兴领域如电子材料、医药等方面的应用逐渐扩大。
•国际贸易:国际贸易对无水叔丁醇市场的影响越来越大,市场竞争日趋国际化。
6. 市场风险与挑战无水叔丁醇市场发展面临一些挑战和风险,包括:•市场竞争加剧可能对价格造成压力。
•环保标准的提高可能对生产流程和成本产生影响。
•新的替代品的出现可能对市场需求造成冲击。
7. 市场前景与建议综合以上分析,无水叔丁醇市场具有较好的发展前景。
市场规模的扩大、新兴领域的应用需求增加等因素将推动市场的发展。
建议企业应积极创新技术、提高产品质量,加强市场拓展能力,以适应市场竞争和需求变化。
叔丁醇调研报告
叔丁醇调研报告叔丁醇调研报告(第一篇)叔丁醇(又称为异丁醇)是一种有机化合物,化学式为C4H10O,是最简单的四碳醇。
它是无色液体,在常温下有刺激性的气味。
叔丁醇具有很高的溶解度,可溶于大多数有机溶剂,包括醇类、醚类、酯类、脂肪类和芳香类溶剂。
叔丁醇是一种常用的溶剂,具有广泛的应用范围。
首先,叔丁醇在化学实验室中被广泛用作溶剂,尤其在有机合成中。
其次,叔丁醇还可用作溶剂和分离剂,用于提取和分离有机化合物。
此外,叔丁醇也被使用于医药制造业,用于生产药物和化妆品。
为了更好地了解叔丁醇的市场情况和潜力,我们进行了一项调研。
我们在调研过程中主要采用了问卷调查的方式,以收集关于叔丁醇的相关信息。
我们的调研对象包括化学实验室、医药制造业和化妆品公司。
在调研的结果中,我们发现叔丁醇在化学实验室中的应用非常广泛。
大部分受访者表示叔丁醇是他们常用的溶剂之一,用于溶解和反应有机化合物。
此外,叔丁醇还被广泛应用于药物制造过程中,用作溶剂和中间体。
许多受访者表示,叔丁醇在药物合成中具有重要的角色,对于某些化合物的得到至关重要。
此外,我们的调研结果还显示,叔丁醇在化妆品行业中也有一定的市场需求。
一些化妆品公司使用叔丁醇作为溶剂和增稠剂,以改善产品的质地和稳定性。
叔丁醇的应用范围涵盖了各种化妆品,包括面霜、洗发水、护发素等。
其中,叔丁醇在防晒霜中的应用尤为常见,因其可溶于多种化学物质,并具有良好的稳定性。
总的来说,叔丁醇作为一种常用的溶剂,在化学实验室、医药制造业和化妆品行业中具有广泛的应用。
根据我们的调研结果,市场对叔丁醇的需求仍然稳定增长。
随着化学和生物技术的发展,叔丁醇的需求量预计将继续增加。
然而,我们也要注意到,叔丁醇有一定的毒性和刺激性,因此在使用叔丁醇时需遵循相关的安全操作规范。
叔丁醇调研报告(第二篇)在我们的调研中,我们还就叔丁醇的生产和供应进行了一些探讨。
根据我们的了解,叔丁醇的主要生产过程是通过异丁烯的水合反应得到。
2023年无水叔丁醇行业市场研究报告
2023年无水叔丁醇行业市场研究报告市场研究报告:无水叔丁醇行业一、行业概述无水叔丁醇是一种重要的有机溶剂,化学式为C4H10O,具有无色、无味、易燃的性质,广泛应用于化工、医药、农药、涂料、印刷油墨等行业。
随着全球经济的发展和化学工业的快速增长,无水叔丁醇市场需求也在不断增加。
二、市场规模及发展趋势无水叔丁醇市场的规模和发展态势可通过以下几个方面来分析:1. 市场规模:2019年,全球无水叔丁醇市场规模约为XX万吨,预计到2026年将增长到XX万吨,年复合增长率为X%。
2. 区域分布:目前,亚太地区是无水叔丁醇市场的主要消费地区,占据全球市场份额的XX%。
欧洲、北美地区和拉丁美洲也具有相对较大的市场份额。
3. 行业应用:无水叔丁醇主要应用于化工、医药和农药等领域。
其中,化工行业占据了市场的最大份额,预计到2026年将占据XX%的份额。
医药和农药行业也呈现出较快的增长趋势。
4. 成本因素:无水叔丁醇的生产成本主要受到原材料价格、能源成本和劳动力成本等因素的影响。
预计未来几年内,受原材料价格的波动和环保政策的影响,无水叔丁醇的生产成本可能会有所增加。
5. 技术创新:随着科技的不断发展,无水叔丁醇的生产技术也在不断改进。
目前,市场上主要有脱水法和气相法两种生产技术。
未来,随着技术的进一步创新,生产成本可能会有所降低。
三、竞争格局及市场前景无水叔丁醇行业的竞争格局相对稳定,市场上主要有国内大型化工企业和国际知名化工企业参与竞争。
市场份额较大的企业包括XXX、XXX和XXX等。
同时,一些新兴的中小型企业也逐渐崛起。
市场前景分析:1. 市场需求稳定增长:无水叔丁醇作为有机溶剂,具有广泛的应用领域,市场需求将继续保持稳定增长。
2. 技术创新带来机遇:随着技术的不断创新,无水叔丁醇的生产成本有望降低,进一步推动市场的发展。
3. 环保政策影响:随着全球环保意识的增强,无水叔丁醇行业将受到环保政策的影响,需要加强环保治理,提高产品的环保性能。
2024年无水叔丁醇市场前景分析
2024年无水叔丁醇市场前景分析摘要本文基于当前无水叔丁醇市场的现状和趋势,对其市场前景进行了分析。
通过对无水叔丁醇在不同行业中的应用和需求的调研,以及对全球无水叔丁醇市场的竞争状况和发展趋势的分析,得出了无水叔丁醇市场未来的发展前景。
1. 引言无水叔丁醇是一种重要的有机化工产品,在多个领域中得到广泛应用,如涂料、溶剂、塑料和染料等。
随着各个行业的不断发展,无水叔丁醇市场也呈现出一定的增长趋势。
本文将针对无水叔丁醇市场的发展前景进行深入研究。
2. 无水叔丁醇市场概述2.1 无水叔丁醇的简介无水叔丁醇,化学式为C4H10O,是一种无色液体,具有较低的挥发性和良好的溶解性。
由于其特性,无水叔丁醇在多个工业领域中有着广泛的应用。
2.2 无水叔丁醇市场规模根据市场研究数据,无水叔丁醇市场在过去几年中呈现出平稳增长的态势。
随着全球经济的发展和各行业的需求增加,无水叔丁醇市场的规模也在不断扩大。
2.3 无水叔丁醇市场应用领域无水叔丁醇在涂料、溶剂、塑料和染料等领域中广泛应用。
其中,涂料行业是无水叔丁醇市场的主要应用领域之一,占据了市场的较大份额。
3. 2024年无水叔丁醇市场前景分析3.1 市场需求分析根据市场调研数据,各个行业对无水叔丁醇的需求不断增加。
在涂料行业中,随着人们对环保、耐候性和耐化学腐蚀性要求的提高,对无水叔丁醇的需求也在增加。
同样,在溶剂和塑料领域,无水叔丁醇的应用也在持续扩大。
3.2 市场竞争分析当前,无水叔丁醇市场存在一定的竞争压力。
主要竞争对手包括国内外的化工企业。
这些企业通过技术创新、产品质量提升和市场拓展等手段,争夺市场份额。
因此,无水叔丁醇生产企业需要不断提高产品质量和服务水平,做好市场营销工作,以便在激烈的竞争中脱颖而出。
3.3 市场发展趋势未来几年,无水叔丁醇市场有望继续保持稳定增长的态势。
随着全球经济的持续发展和新兴产业的崛起,对无水叔丁醇的需求将继续增加。
同时,人们对环保的关注和对新材料的需求也将推动无水叔丁醇市场的发展。
2023年无水叔丁醇行业市场前景分析
2023年无水叔丁醇行业市场前景分析
无水叔丁醇,简称PTA,是化工行业的重要原料之一。
它主要用于生产聚酯树脂和涂料等化学产品,因此在化工行业中具有重要的地位。
该行业的市场前景可以从以下几个方面分析。
1. 行业需求增长
随着人民生活水平的提高、城市化进程的加快和人口增长等因素的影响,全球半导体、汽车、家电等制造业的需求正在稳步增长,这带动了无水叔丁醇等化工原料的需求。
据市场研究机构的数据,无水叔丁醇的需求增长已超过10%。
2. 创新驱动提升市场份额
当前,环保、高效、低能耗等创新技术迅猛发展,这将带动化工行业生产工艺的升级改造。
因此,化工厂家可以通过创新技术来提高生产效率、减少能耗、降低污染等方面的成本,以增强自身的市场竞争力,从而在市场上获得更多的份额。
3. 市场竞争激烈
尽管无水叔丁醇这种化工原料的市场需求稳步增长,市场竞争也越来越激烈。
如今,全球多家知名的化工企业开始加强生产能力的建设,境内外的市场也在不断发展。
因此,新进入者需要考虑如何在市场竞争中找到自己的定位,以逐渐扩大自身的市场份额。
4. 环保政策对行业的影响
无水叔丁醇的生产过程会释放大量的废水和废气,对环境和人体健康造成影响。
因此,国家加强了环保政策的实施,通过加强对化工企业的监管和管理来减少环境的污染。
与此同时,环保治理技术也在不断发展和完善,这将会促使化工企业采用更环保的生产方式,以满足日益增长的环保需求。
综上,无水叔丁醇市场前景可谓是充满朝阳的。
但是,市场竞争激烈,环保政策的实施也在不断加强,因此,只有加强技术创新和不断提高环保治理水平,才能在市场中获得更大的市场份额和持续的发展。
叔丁醇-水基凝胶注模工艺因素研究
DOI:
10.
3969/
.
s
sn.
1001
G9731.201 Nhomakorabea.11.
030
ji
1 实 验
1.
1 实验原料
有机单体为丙烯酰胺(
AM),交 联 剂 为 N,
NG亚 甲
联剂与催化剂,利 用 单 体 的 交 联 聚 合 反 应 实 现 固 化 成
类(
1,
2
G丙 二 醇、乙 醇、丁 醇、异 丙 醇、叔 丁 醇 等 )以 及
酮、醚和烃等 [13G14].叔 丁 醇 具 有 冰 点 较 高、熔 点 低、饱
积分数为 10% 的 N,
N,
N,
NG四甲基乙二胺(
TEMED)
1.
2 实验过程
首先按照不同叔丁醇含量取叔丁醇和蒸馏水加入
容器配制成混合溶剂,然后按照 m (溶剂)∶m (单体)∶
21603084);山东省重点研发计划资助项目(
2017GGX20137)
收到初稿日期:
收到修改稿日期:
通讯作者:卢志华,
2019
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07
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2019
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作者简介:雷印元 (
1998- ),男,山东泰安人,在读学士,师承卢志华教授,从事陶瓷复合材料研究.
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i3N4 11G12 等)陶 瓷. 凝 胶 注
模成型可分为 水 基 凝 胶 体 系 和 非 水 基 凝 胶 体 系 两 种,
叔丁醇的质量指标
叔丁醇的质量指标叔丁醇(t-butyl alcohol)是一种无色、易燃液体,化学式为C4H10O。
它可以用作溶剂、合成化学品和反应中间体。
由于其广泛的应用领域,质量指标对叔丁醇的生产和使用非常重要。
本文将探讨叔丁醇的质量指标,包括物理性质、化学性质和纯度要求等方面。
首先,物理性质对叔丁醇的质量评估至关重要。
叔丁醇的密度是0.78 g/cm³,沸点为82.2℃,熔点为25.9℃。
这些数据可以帮助判断叔丁醇的纯度和成分,并确定其是否符合特定的要求。
此外,溶解性也是叔丁醇质量的重要性质之一。
叔丁醇在水中可溶,也可与多种有机溶剂如乙醚、醇和醚类混溶。
这些特性可以帮助确定叔丁醇的适用范围和处理方式。
其次,化学性质对叔丁醇的质量评估同样很重要。
叔丁醇是一种醇类化合物,具有常见的醇的反应性。
与许多醇一样,叔丁醇可以与酸和酰化剂反应生成酯化物。
此外,叔丁醇也可以发生亲电取代反应、缩合反应等。
这些反应与叔丁醇的质量和纯度有很大关系,不同纯度的叔丁醇可能带来不同的反应结果。
叔丁醇的纯度也是其质量指标的重要部分。
高纯度的叔丁醇在许多应用领域中至关重要。
一般来说,叔丁醇的纯度要求在99%以上。
较高纯度的叔丁醇通常可以更好地满足工业和实验室的要求。
在纯度方面,常见的指标包括酸碱度、水含量、杂质含量、不挥发物含量等。
这些指标可以通过不同的测试方法和分析技术进行检测和评估。
例如,pH值、滴定、气相色谱等。
此外,叔丁醇的稳定性和安全性也是其质量指标必须考虑的因素之一。
由于叔丁醇易燃,其质量必须满足相关的安全要求,以确保在生产、运输和使用过程中的安全性。
相关的安全要求包括低闪点、低爆炸极限、抗静电能力等。
此外,叔丁醇还有可能引起眼睛和呼吸道刺激,应避免直接接触,必要时要配备适当的个人防护装备。
总结而言,叔丁醇的质量指标包括物理性质、化学性质、纯度以及稳定性和安全性等方面。
通过对这些指标的评估和检测,可以确保叔丁醇的质量符合特定的要求,并且能够安全有效地用于各种应用领域。
叔丁醇中杂质分离的探讨与研究
叔丁醇中杂质分离的探讨与研究摘要:采用三相共沸和两相共沸法除去粗叔丁醇中的水分和杂质,主要工艺为脱水、溶剂回收和精馏产成品,得到纯度99%以上的精叔丁醇。
关键词:粗叔丁醇杂质分离叔丁醇又称特丁醇、3-甲基-甲醇,是香料、果子精、农药、黏合剂、异丁烯、感光材料的主要原料,还可用于药品萃取剂、杀虫剂、防老剂、抗氧化剂、蜡用溶剂、纤维树脂、塑料和油漆的溶剂。
工业叔丁醇因含有水分和杂质,纯度仅83%,必须除去其中的水分和杂质,使纯度达到99.0%以上,才能达到其广泛的应用。
一、杂质分离过程粗醇与环己烷按一定比例加入精馏塔釜内,用蒸汽加热,上升气流经塔顶冷凝器冷却后脱水,溶剂回收循环使用,料液继续精馏,提纯分离出杂质,收取81.5~83.5℃之间的馏分即为精叔丁醇。
水分和杂质的分离采用三相共沸工艺,粗醇、环己烷和水三组分在一定的温度下共沸,冷凝分离出水分。
再在一定的条件下叔丁醇和环己烷两相共沸,冷凝分离环己烷,最后精馏得到精叔丁醇。
二、从现有装置核算现有装置精馏塔,塔径Φ219mm,塔高6100mm,塔釜容积1.97m3,塔釜换热面积4m2,内装25*12.5*1.0的不锈钢阶梯环和不锈钢波纹网填料。
计算空塔气速ω=0.108~0.144 m/s,塔内蒸汽流量V=12.24~16.2m3/h1.脱水操作时间t1粗叔丁醇三元共沸物含水8%、含环己烷71%,叔丁醇21%,塔内蒸汽质量流量为28.13~37.23kg/h,脱水时间为t1=30.2~40h。
2.溶剂回收操作时间t2叔丁醇二元共沸物含环己烷63%,叔丁醇37%,塔内蒸汽质量流量为33.88~44.84 kg/h,回收溶剂环己烷的时间为t2=7.1~9.4h。
3.叔丁醇精馏操作时间t3精品叔丁醇产出量为总投入量减去脱除的水量及釜残量,即628.3-600×15%-28.3=510kg,塔内蒸汽质量流量31.11~41.18 kg/h,t3=12.38~16.39h。
叔丁醇在冻干制剂中的应用研究
叔丁醇在冻干制剂中的应用研究冷冻干燥工艺已经被广泛地应用于药物制剂的制备过程中。
通常情况下,水是惟一的溶剂,但有时候药物在萃取和结晶过程中残留的有机溶剂,也可能会被带入到最后的冻干溶液中,这样会导致一些新的变化,含少量有机溶剂的溶液的冻干工艺引起人们的关注,并被深入研究。
叔丁醇-水共溶剂就是其中最常见的,以它为溶剂进行冷冻干燥的工艺可以用于多种制剂的制备,具有多方面优势。
由于叔丁醇作为冻干剂具有多重优势,已被广泛用于制剂中,纯的叔丁醇可以单独作为溶剂,溶解水不溶性药物或水中稳定性不好的药物,进行冻干。
国内外研究较多是叔丁醇与水形成共溶剂体系进行冷冻干燥,其在药剂领域中应用有多方面。
■制备固体制剂具明显优势难溶于水的药物溶于叔丁醇中,水溶性物质溶解于水中,两者以适当的比例混合,得到可以共同溶解水溶性与脂溶性物质的澄明共溶剂,此溶液经进一步冻干可以得到固体分散体。
采用这种工艺制备药剂具有多种好处。
加快药物的升华速度研究发现,将溶解庆大霉素的叔丁醇溶液与乳糖水溶液以合适的比例混合形成共溶剂后冻干,其冻干周期可由39小时缩短为28小时,同时所得冻干产品仍保持多孔性。
提高药物的稳定性前列腺素E为稳定性很差的药物,采用体积分数为20%的叔丁醇-水共溶剂将药物和乳糖共同溶解,冻干后得到稳定冻干粉针。
目前,采用此冻干工艺生产的前列腺素E无菌粉末制剂已在国外上市。
增溶难溶性药物Aldipine是一种从海洋生物中提取的抗癌活性物质,其相对分子质量为1109,在水中几乎不溶。
研究人员探索到一种新的增溶方法:将药物先溶于叔丁醇中,再与乳糖水溶液按体积比4∶6的比例形成澄明共溶剂,进行冻干,得到稳定的冻干物,使用前采用聚氧乙烯蓖麻油-乙醇-水共溶剂系统来复溶,生理盐水稀释后注射给药。
简化制备固体分散体工艺最近,研究人员将脂溶性药物连同水溶性寡糖共溶于叔丁醇-水共溶剂体系,冻干后制成固体分散体。
采用此方法可以将脂溶性药物分散在一些玻璃化温度较高的无定型辅料中,使药物保持在无定型状态,可显著提高药物的溶解速度和药物的溶解度。
叔丁醇和水溶解度
叔丁醇和水溶解度叔丁醇和水溶解度是一个在化学领域中常被研究的课题。
溶解度是指单位质量的溶质在一定温度下能够溶解在溶剂中的最大量。
而叔丁醇是一种有机化合物,化学式为C4H10O,也被称为异丁醇或2-甲基-2-丙醇。
叔丁醇和水溶解度的研究对于理解有机化合物的性质和应用具有重要意义。
叔丁醇和水溶解度的研究可以从两个方面进行,一是研究叔丁醇在水中的溶解度,二是研究水在叔丁醇中的溶解度。
对于前者,我们可以通过实验测定叔丁醇在不同温度下在水中的溶解度,得到溶解度随温度的变化规律。
而对于后者,我们可以通过实验测定水在叔丁醇中的溶解度,得到溶解度随温度的变化规律。
这些实验数据可以用于建立溶解度曲线或者方程,从而推断出叔丁醇和水溶解度的一般规律。
叔丁醇和水溶解度的研究可以帮助我们理解溶解过程中的分子间相互作用。
在溶解过程中,溶剂分子与溶质分子之间会发生相互作用,这些相互作用可以影响溶解度。
对于叔丁醇和水的溶解过程,主要涉及到溶质分子和溶剂分子之间的氢键作用。
水分子是极性分子,叔丁醇分子也是极性分子,因此它们之间可以通过氢键进行相互作用。
氢键的强度和方向性决定了叔丁醇和水溶解度的大小。
通过研究溶解度,可以揭示分子间相互作用的性质和强度。
叔丁醇和水溶解度的研究还可以用于探索溶解过程的动力学。
溶解过程可以分为溶质分子从晶体表面进入溶液中的过程和溶质分子在溶液中扩散的过程。
溶解度实际上是这两个过程的平衡结果。
通过研究溶解度随时间的变化,可以得到溶解过程的动力学参数,如溶解速率常数和溶解度的时间依赖关系。
这些参数可以用于研究溶解过程的机理和影响因素。
叔丁醇和水溶解度的研究还可以应用于实际生产和工程设计中。
在某些化工过程中,需要将叔丁醇和水进行分离或者混合。
溶解度的研究可以为这些过程提供理论基础和实验数据。
根据溶解度的大小,可以选择合适的温度、压力和溶质浓度,从而实现溶解、分离或者混合的目的。
这对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。
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叔丁醇调研
摘要:叔丁醇作为一种有机合成中间体以及脱水后可制取高纯度异丁烯,其市场用途前景广阔。
本文介绍了叔丁醇的性质、用途、生产方法以及国内外市场信息。
关键词:异丁烯叔丁醇水合法
一、叔丁醇的性质
叔丁醇(TBA,tert-butyl alcohol)又称三甲基甲醇、2-甲基-2-丙醇等,分子式C(CH3)3OH,分子量为74.12,CAS号75-65-0。
叔丁醇是无色的结晶,有少量水存在时为无色挥发性液体,有类似樟脑的气味,有吸湿性,易燃,和其它醇相比有较高的毒性和麻醉性。
叔丁醇的熔点为25.55°C,沸点为82.5°C,相对密度d420为0.7867。
叔丁醇能与水按任意比例混溶并行成恒沸混合物(水的质量分数为21.76%),难于脱去;能溶于大多数有机溶剂,如醇类、酯类、酮类、芳香族及脂肪烃类等。
这些性质使叔丁醇成为有用的溶剂和添加剂,是具有广泛用途的石化产品之一。
二、叔丁醇的用途
1.叔丁醇经催化脱水可制取高纯度异丁烯,制造高纯异丁烯是叔丁醇的主要用途之一。
2.叔丁醇大量用于汽油添加剂,以提高汽油的辛烷值。
还可用作内燃机燃料添加剂(防止化油器结冰)。
3.叔丁醇作为溶剂使用相当广泛,可作蜡用溶剂、油漆溶剂、医疗溶剂、硝化纤维素以及合成树脂的溶剂和稀释剂。
叔丁醇的邻苯二甲酸酯、乙二酸酯、某些二羧酸酯及磷酸酯可用作聚氯乙烯及其共聚物的增塑剂。
4.叔丁醇作为苯酚烷基化剂制得的叔丁基苯酚是塑料的重要的抗氧剂和稳定剂,又是油溶性酚醛树脂的中间体。
5.叔丁醇是两步气相直接氧化法生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)的原料,这一方法已成为目前生产有机玻璃的重要工艺路线,在日本已实现工业化多年。
6.由叔丁醇制得的2,4-二氯苯氧代醋酸叔丁酯和2,4,5-三氯苯氧化乙酸叔丁酯是重要的除草剂,叔丁醇还用于其它农药的合成。
7.叔丁醇可用作人造麝香的原料,还用于合成果子香精、合成药物、制叔丁胺等。
三、叔丁醇的生产方法
生产叔丁醇的方法主要有异丁烯间接水合法、异丁烯直接水合法和异丁烷/丙烯共氧化法生产环氧丙烷联产叔丁醇。
间接水合法是传统的叔丁醇生产方法,有逐渐被淘汰的趋势。
国外叔丁醇的生产主要来自异丁烷/丙烯共氧化法环氧丙烷生产装置,少量来自异丁烯直接水合生产装置(主要集中在德国和日本),而美国主要采用共氧化法生产环氧丙烷联产叔丁醇。
国内的生产厂家大部分采用异丁烯直接水合工艺,包括齐鲁石化、天津石化、泰州石化、恒源石化等。
但是大部分生产厂家目前采用的直接水合生产叔丁醇工艺技术普遍存在转化率低(小于40%)、成本高、产品规模小等问题,因此缺乏国际市场竞争力。
1.异丁烯间接水合法
该方法反应条件缓和,工艺简单,成熟,易操作,不足之处是消耗大量的硫酸和烧碱,并且有大量含硫酸钠的废水产生,反应选择性低,单耗高,设备腐蚀严重,须使用耐酸材质,因此,该方法有逐渐被淘汰的趋势。
2.异丁烯直接水合法
此法主要设备是水合反应器,内装强酸阳离子交换树脂催化剂,容易分离,污染小,一般水合单程转化率为45%-55%。
原苏联工业化生产是以磺化阳离子交换树脂为催化剂,于80-90℃、2MPa下进行水合反应,异丁烯转化率为90%;日本三菱人造丝公司以裂解碳四为原料,于110℃、2.45MPa下,直接水合制得叔丁醇,异丁烯转化率达93.5%;德国Huls公司开发的工艺不加入增溶剂,异丁烯水合转化率约为90%,叔丁醇选择性为99.9%。
研究院于1999年底完成该技术的开发,2000年转让给泰州石化总厂,TBA 生产规模为5kt/a,运行2a后,现在已改造扩产至12kt/a。
2002年,由转让给淄博齐翔工贸有限公司,对原叔丁醇装置进行改造,9月份开车一次成功。
直接水合法不生成二异丁烯和三异丁烯副产物,也不存在硫酸腐蚀设备及排出大量废水造成环境污染的问题。
杂多酸水合法以高浓度杂多酸水溶液为催化剂,将混合碳四中的异丁烯选择水合制叔丁醇,其反应条件为杂多酸水溶液的摩尔浓度在50%以上,反应温度为60~80℃,液相反应。
该法催化剂活性高,对异丁烯水合具有高选择性,异丁烯的水合率达到90%以上,无需设置副产物分离装置,流程简单。
日本旭化成公司采用该法进行生产。
江阴市五洋化工有限公司、淄博润泽化工有限公司、辽阳宏伟区塑料彩印厂。
山东广通叶绿素有限公司等也生产叔丁醇,但产量较小。
另外,山东东明石化集团有限公司10kt/a叔丁醇装置正在建。
几年前叔丁醇的生产企业较少,价格参曾达到5000元/t。
因国内异丁烯利用
率不高,除生产MTBE外大部分作为液化气烧掉,异丁烯水和制叔丁醇的生产技术已成熟,工艺流程较为简单,基本无污染,因而生产叔丁醇是异丁烯综合利用的一种很好的途径。
于是国内许多企业建设了大吨位的叔丁醇生产装置,已有的叔丁醇也进行了扩建。
1999年,国内的叔丁醇生产能力仅为15kt/a,同期国内需求为25kt/a,市场缺口较大。
而目前叔丁醇的生产能力已达50kt/a以上,因叔丁醇下游产品的开发力度不够,国内需求量并没有太大的增长,导致目前叔丁醇生产过剩,价格下降,产品积压。
无水叔丁醇的销售情况较好,除供应国内市场以外,还有少量出口。
国外叔丁醇主要用于制高纯度异丁烯、汽油添加剂及甲基丙烯酸甲酯,如日本60%的叔丁醇用于生产甲基丙烯酸甲酯。
五、市场需求分析
预测叔丁醇的市场需求情况,可以从其以下消费领域的发展前景进行分析。
1.叔丁醇用于无铅汽油添加剂前景看好
美国禁用MTBE,世界各国都在寻找新的汽油添加剂,醇类用作汽油添加剂一般由于含有羟基而显示出不良效果,但叔丁醇作为与甲醇相互配合的共溶剂,在加醇汽油中显示出其独特的优点(具有与MTBE相似的功能)。
汽油中掺入甲醇后,为了避免油中所含水出现分层,加入叔丁醇共溶剂后不但可以提高油中的允许含水量,而且有助于提高汽油的辛烷值。
2.用叔丁醇生产高纯异丁烯具有广阔的市场前景
高纯度异丁烯有着广泛的用途,主要用于生产丁基橡胶、聚异丁烯、辛基酚、叔丁基酚等。
3.以叔丁醇为原料生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)前景广阔
该产品主要用于生产聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、表面涂料、MBS树脂等,用途广泛。
六、结论
1.随着近年来国内乙烯产量的不断增大,其副产品为C4资源丰富,使得叔丁醇生产原料充足。
2.近年来叔丁醇生产技术不断改进,生产工艺已基本稳定。
3.叔丁醇作为有机合成体和汽油添加剂以及脱水可制取高纯度异丁烯,市场用途前景广阔。
参考文献
[1]叔丁醇的生产技术及市场应用.崔云梓.付静.王喜正.齐鲁石油化工
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