煤制乙二醇工艺技术
煤制乙二醇工艺流程详细工艺
煤制乙二醇工艺流程详细工艺工艺流程分为煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇水合反应、甲醇水解和乙二醇脱水几个环节。
1. 煤气化:先将煤炭破碎成粒径小于5mm的颗粒,然后通过气化反应炉进行气化过程。
气化反应炉内加入适量的空气或氧气和蒸汽,使煤炭发生部分氧化反应,产生一氧化碳和氢气。
这个过程被称为煤气化,反应温度一般控制在800-1000摄氏度,压力在2-3兆帕。
煤气化产物中主要含有一氧化碳、氢气和少量其他杂质组分。
2.合成气净化:由于气化产物中含有一些杂质,需要进行净化处理。
首先进行酸性气净化,经过除尘、脱硫等工艺去除煤气中的固体颗粒、硫化物等污染物。
然后进行碱性气净化,采用吸附剂吸附煤气中的酸性气体,如二氧化硫等,以保证后续反应的顺利进行。
3.甲醇合成:将经过净化处理的气体进入甲醇合成反应器,进行甲醇合成。
反应使用的催化剂一般是铜、铅和锌等金属的氧化物,反应温度一般在200-300摄氏度,压力在5-10兆帕。
在合成过程中,一氧化碳和氢气发生催化反应,生成甲醇。
4.甲醇水合反应:将甲醇与水进行混合,进入水合反应器中。
反应温度一般在200-300摄氏度,压力在5-10兆帕。
甲醇与水发生反应,生成一个水合物,这是乙二醇的前体物质。
5.甲醇水解:将乙二醇水合物进行加热分解,得到乙二醇和水。
反应温度在200-300摄氏度,压力在5-10兆帕。
6.乙二醇脱水:对乙二醇进行脱水处理,得到相对纯度较高的乙二醇产品。
这个过程一般通过分离蒸馏实现,高温下蒸发水分而得到乙二醇。
以上就是煤制乙二醇的详细工艺流程。
通过以上工艺,煤炭可以转化为乙二醇这种重要的化工原料,实现资源的高效利用,也有助于缓解对石油等化石能源的依赖。
煤制乙二醇技术及在聚酯纤维生产中的应用
应用方法。
关键词:煤化工制取乙二醇;工艺路线;应用;聚酯纤维
中图分类号:TQ340.42
文献标志码:A
Production of Coal-based Ethylene Glycol and Its Application to PET Fiber
Abstract: The paper introduced two processes of ethylene glycol produced from coal, that is Methanol to Olefin (MTO) and Dimethyl Oxalate process, and analyzed their advantages and disadvantages in terms of reaction principle, equipment investment and product quality, etc. The author also introduced the application of coal-based ethylene glycol to PET fiber production, including the impact of coal-based ethylene glycol on PET’s appearance and spinning performance. Based on the above analysis, some methods on how to apply coal-based ethylene glycol to PET fiber production were referred. Key words: ethylene glycol produced from coal; process; application; PET fiber
华谊煤制乙二醇技术介绍
825
819
1625
1618
215
205
50
48
未
156
142
考
90
88
虑
使
用
7.5
7.0
蒸
2.0
1.6
汽
-0.5
-0.5
透 平
-1.3
-1.5
驱
700
500
动
826
800
1.90
1.9
五、华谊煤基乙二醇质量指标与产品应用
EG含量 99.85%
通标标准技术服务有限公司(SGS)
安徽华谊产业园一期总投资约60亿元; 60万t/a 甲醇;50万t/a醋酸,30万t/a 醋酸乙酯; 二期计划建设20万吨乙二醇等项目,正在争取中。
吴泾基地: 3套甲醇装置,总计100万吨/年
2座5000吨级的煤焦码头、1座3000吨级化工品码头、2座5000吨级化工品码头、 1座3000吨级油品码头、4条铁路专用线。
第2步 草酸二甲酯(DMO)的合成(偶联) 2CH3ONO + 2CO →(COOCH3)2 + 2NO Pd/Al2O3催化剂
第3步 草酸酯(DMO)加氢制乙二醇(EG) (COOCH3)2 + 4H2 → (CH2OH)2 + 2CH3OH Cu/SiO2催化剂
加氢与精馏单元工艺流程图
华谊集团 上海焦化聚酯级乙二醇
技术介绍
2014年7月18日
一、企业简介 二、上海焦化乙二醇技术研发历程 三、工艺流程与关键技术介绍 四、万吨级工业示范装置运行情况 五、华谊煤基乙二醇质量指标与产品应用 六、总结
煤制乙二醇
乙二醇(Ethylene Glycol,简作EG),又名甘醇、 亚乙基二醇,分子式(CH2OH)2 ,分子量62.07, 是无色澄清、略带甜味的黏稠液体。 乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇、重要的 有机化工原料,主要用于生产聚酯和各类抗冻剂, 前者用于制造纤维、薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)树脂,其它用途则包括解冻液、表面涂层、 照像显影液、水力制动用液体以及油墨等行业。
目前主要的煤制乙二醇工艺是“间接法”,即以煤 气化制取合成气,CO催化偶联合成草酸酯,再加 氢生成、水、氧气为反应原料 的绿色、原子经济反应,CO和H2中的C、O、H元 素全部利用转化成乙二醇。
煤制乙二醇工业化原理
工业气体CO脱氢处理→纯净的CO原料气体(脱氢催化剂) 合成草酸酯过程 2RONO + 2CO→(COOR)2 + 2NO(合成催化剂) 2NO + 1/2O2→ N2O3 N2O3 + 2ROH→2RONO + H2O 总反应 2ROH + 2CO+1/2O2→(COOR)2 +H2O 生成草酸 (COOR)2 + 4H2O→(COOR)2 ·2H2O+ 2ROH 加氢制乙二醇过程 (COOR)2 + 4H2→(CH2OH)2 + 2ROH(加氢 催化剂) 烷基R可为甲基、乙基、丙基、丁基等,RONO可由甲醇、乙醇、 丙醇、丁醇等为原料制得。 生产草酸的总反应式 2CO + 1/2O2+ 3H2O→(COOH)2 · 2H2O 生产乙二醇的总反应式 2CO + 1/2O2+ 4H2→(CH2OH)2 + H2O 上述反应过程显示出:煤炭+空气+水→乙二醇。
煤制乙二醇工艺特点
煤制乙二醇工艺特点主要工艺特点(1)使用工业级原材料煤制乙二醇工艺技术的最大特点是采用工业级原料,更适合我国国情。
有较好市场前景和利润空间。
目前世界各国开发这项技术,都是以纯co、纯h2、纯no、纯o2和精醇为原料。
由于纯co、纯no等成本高,难以推广应用。
我们全部采用工业co、工业no、工业h2、工业o2、工业醇类为原料进行开发,使反应所需要各种原料,都有更加广阔的来源、更加便宜的价格和更加丰富的资源,为降低生产成本和大面积推广应用创造了条件,使这项工艺技术更具有实用性和先进性。
(2)能生产多种重要化工原料第二个特点是可以连续生产各种重要的化工原料。
草酸盐是一种重要的化工原料和中间体,广泛应用于医药、香料、农药、染料和有机合成中,除氢化生成乙二醇外,草酸盐水解生成草酸,氨解生成缓效肥料草酰酰胺。
同时可用于生产高附加值的精细化工产品,如乙醇酸甲酯(或乙酯)、乙醇酸、乙醛酸和乙二醛。
凭借原材料成本和工艺技术的优势,可自动连续大量生产,形成大型新兴产业群,提供大量就业机会,创造巨大的经济效益和社会效益。
煤制乙二醇工艺技术可以实现资源的综合利用,是真正的资源节约型产业。
该工艺技术使用所有工业原材料进行生产。
它不仅可以在有煤、天然气或油田气的地方建造大量工厂,但也要充分利用各种回收的Co No资源(如合成氨铜洗回收Co、炼钢转炉尾气、黄磷炉尾气、密闭电石炉尾气、铁合金炉尾气、焦化炉尾气、硝酸工业尾气等),还可以利用大量生物质和城市垃圾制备合成气,使大部分共有资源得到充分利用,实现资源的有效综合利用。
这是一个真正节约资源的行业。
这对于充分有效利用资源,减少能源浪费,减少环境污染,改善人类生存环境和健康状况,促进经济社会可持续发展具有重要意义。
(3)节能本工艺技术是能源节约型产业,合成草酸酯是在常压和低于160℃条件下进行的;草酸酯加氢制乙二醇是在低压和低于210℃条件下进行的,并有反应余热可回收利用。
和用乙烯经环氧乙烷生产乙二醇路线相比,能耗大大降低,是真正能源节约型产业。
煤制乙二醇精制工艺特点及改进
醇产品塔、乙二醇回收塔、乙二醇浓缩塔、乙醇分离装置、液相加氢装置及树脂吸附装置。
甲醇回收塔的主要目的是回收加氢粗醇产品中的甲醇,侧采出精甲醇,送至草酸二甲酯酯化反应单元循环使用;脱水塔主要目的是除去粗醇产品中的水分和部分低沸点醇类(甲醇、乙醇等);脱醇塔的主要目的是脱除粗醇产品中的二元醇类及酯类(如:2,3-丁二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇,乙醇酸甲酯)等轻质二元醇;乙二醇浓缩塔的主要目的是回收轻质二元醇中的乙二醇;乙二醇产品塔的主要目的是获得聚酯级乙二醇产品;乙二醇回收塔的主要目的是回收工业级乙二醇和采出重馏分。
乙醇分离装置主要由甲醇分离塔、乙醇产品塔、乙醇浓缩塔组成,甲醇分离塔的主要目的是回收甲醇回收塔和脱水塔顶采出的水分和低沸点混合醇中的甲醇,乙醇产品塔的主要目的是获得乙醇产品,乙醇浓缩塔主要目的是回收乙醇产品塔塔釜物料中的乙醇。
液相加氢装置的主要目的是将来自乙二醇产品塔和乙二醇回收塔塔顶采出及乙二醇浓缩塔塔釜采出的工业级乙二醇,在液相加氢催化剂作用下使乙二醇溶液中微量的对紫外有吸收的不饱和键:—C =C —、—C =O —,与氢气发生加成反应,转化为对紫外线无吸收的饱和键,从而提高产品的紫外透光率。
树脂吸附装置的主要目的是将来自乙二醇产品塔侧采的聚酯级乙二醇进入树脂塔进行脱醛处理,提高聚酯级乙二醇的紫外透光率后送至罐区作为产品销售。
2 煤制乙二醇精制工艺改进陕煤集团榆林化学有限责任公司180万t/a 煤制乙二醇精制工艺基于已投入生产的装置运行经验,对EG 精制工艺从产品质量、下游产业的应用、装置的成本等方面进行了优化。
2.1 酸度的控制加氢催化剂末期,催化剂活性下降,草酸二甲酯和乙醇酸甲酯不能完全被转化,草酸二甲酯在60 ℃时会水解生成草酸,不完全加氢产物乙醇酸甲酯会水解生成乙醇酸,反应式(1)和式(2)如下:(COOCH 3)2 + 2H 2O = (COOH)2 + 2CH 3OH (1)CH 2OHCOOCH 3 + H 2O = CH 2OHCOOH + CH 3OH (2)0 引言陕煤集团榆林化学180万t/a 乙二醇项目是全球在建的最大的煤化工项目,EG 精制装置共三个系列,单系列产能为60万t/a 。
煤制乙二醇工艺技术
煤制乙二醇工艺技术煤制乙二醇是利用煤作为原料经过一系列化学反应制得的一种有机化合物。
乙二醇广泛应用于化工、塑料、纺织、医药等领域,是世界上重要的工业原料之一。
煤制乙二醇工艺技术是一种煤化工技术,具有资源丰富、投资较低、生产成本较低等优点。
下面将介绍煤制乙二醇的工艺技术及其过程。
煤制乙二醇的工艺技术主要分为以下几个步骤:煤气化、气体转化、合成乙二醇。
首先是煤气化,将煤通过高温反应转化为气体,主要生成一氧化碳和氢气等原料。
煤气化的方法有焦炉煤气化、热解煤气化和水煤气化等,其中水煤气化是最常用的方法。
通过控制煤气化的温度、压力和反应时间等参数,可以得到合适的气体组成。
接下来是气体转化,将煤气中的一氧化碳和二氧化碳转化为乙醛。
气体转化主要通过催化剂进行,常用的催化剂有铜、铁、钼等。
通过气体转化反应,可以将煤气中的一氧化碳转化为乙醛,即氢气和二氧化碳反应生成乙醛。
乙醛是乙二醇的前体,是制取乙二醇的重要中间体。
最后是合成乙二醇,即将乙醛经过催化反应转化为乙二醇。
合成乙二醇的主要反应是醛缩合成醇,通过加氢反应将乙醛中的氧原子还原成一个氢原子,生成乙二醇。
合成乙二醇的催化剂通常使用氢化钠、氢化锌等。
煤制乙二醇工艺技术有以下几个特点。
首先是资源丰富,煤是我国最丰富的能源之一,可以充分利用煤炭资源。
其次是投资较低,相比于从石油提炼乙二醇的工艺技术而言,煤制乙二醇的投资成本较低。
再次是生产成本较低,煤制乙二醇的工艺技术高效节能,生产成本较低。
然而,煤制乙二醇工艺技术也存在一些挑战。
首先是环境污染问题,煤气化过程会产生大量的二氧化碳和其他废气,如果不能很好地处理这些废气,将会对环境造成一定的污染。
其次是技术难度较高,煤制乙二醇的工艺技术需要高水平的催化剂和反应条件控制,对工程师的要求较高。
总之,煤制乙二醇工艺技术是利用煤作为原料制取乙二醇的一种重要方法。
其优点是资源丰富、投资较低、生产成本较低;而挑战是环境污染和技术难度。
煤制乙二醇工艺
草酸二甲酯加氢是一个串联反应,首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯(MG),MG再加氢生成乙二醇,总反应、主反应方程式如下:
(COOCH3)2+4H2=(CH2OH)2+ 2CH3OH2-7
2.2草酸二甲酯生产流程
第一步,原料气的制备、净化及变换:1、一氧化碳气体的制备,通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气,炉气经脱硫净化送到下一工序;2、氢气的制备,通过间歇制气法制得半水煤气,炉气经脱硫净化,接着进行高温变换和低温变换,制得氢气。
第2章
虽然乙二醇的生产工艺有很多种,但是现在石油价格居高不下,乙二醇的生产成本越开越高,煤制乙二醇技术成为解决这一问题的有效途径。各国都对煤制乙二醇技术做了研究,有草酸酯加氢合成路线、合成气直接合成路线、甲醛合成路线等,其中草酸酯加氢合成路线有较高的开发价值,通辽金煤的草酸酯加氢合成路线制乙二醇装置已经打通全部流程。
2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2+2NO2-4
其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯,称为再生反应,反应方程式如下:
2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O2-5
生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为:
2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+ H2O2-6
由于均相催化剂回收比较困难,所以EG和DMC联产技术开发的主要研究侧重于非均相催化,在寻找高性能非均相催化剂方面国外许多公司进行了研究开发,非均相催化反应的选择性都达到了很高的水平,反应温度和反应压力均较低。据ExxonMohil公司最新专利介绍[13],碱性沸石催化剂与离子交换树脂相比,具有更好的热稳定性、选择性、催化活性,且催化剂易再生。
乙二醇生产工艺介绍
精选课件
3
一、国内乙二醇工业生产路线
环氧乙烷水合法简单介绍:环氧乙烷水合法仍是 目前世界上生产乙二醇的最主要方法。水合法通 常是将环氧乙烷与水以1:10(摩尔比)混合,经 过预热进入水解反应器,在190-200℃水解,停留 时间约为30分钟,在反应30分钟后,经降温和降 压后进入蒸发系统,之后进入精馏系统,在乙二 醇塔塔顶得到纯产品。塔釜为副产的二乙二醇 (DEG)、三乙二醇(TEG)以及高分子量的聚乙 二醇。送入后续各塔逐个回收处理。
TCD 入≤1.0~6.0%,出:无指标
5
H2O
精选课T件CD
入口和出口≤500ppm 15
三、DMO工艺流程和分析项目
2、DMO气体脱除塔(C-42A/B/C/D01 )
生成的DMO、DMC和其他副产品用甲醇冷却和分离,进入 DMO闪蒸槽继续精馏,塔内蒸汽经过冷凝后,一部分回流, 一部分在氧气混合器中与氧气混合后被送入MN再生塔(C42A02)。共有三个取样点,
精选课件
20
三、DMO工艺流程和分析项目
每两个反应器底部液体出口总管上有一个取样点,即每个 系列有三个取样点,四个系列共12个取样点。
分析位号:AP-42A/B/C/D15,AP-42A//B/C/D14,
AP-42A/B/C/D11。
组要组分:H2O(>50%)+MeOH(>40%);TCD检测器,PQ色谱柱,
精选课件
16
三、DMO工艺流程和分析项目
3)、DMO气体脱除塔顶到硝化还原反应器的气体。 位号:AP-42A/B/C/D04 主要组成:NO>10%,检测器;TCD检测器,
其余:DMO(0ppm),DMC+MF+ML<1.5%,MoH>10%,检测器: FID。
煤制乙二醇工艺
煤制乙二醇工艺“煤制乙二醇”就是以煤代替石油乙烯生产乙二醇,即CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇。
乙二醇的应用方向也在不断增多,各国都对煤制乙二醇技术做了研究,我国已于2009年将煤制乙二醇列入国家石化振兴规划。
下面就草酸酯加氢合成乙二醇的生产工艺做简单介绍。
一、煤制乙二醇-----草酸酯加氢合成路线1.1生产原理(1)原料气制备低压煤气化成一氧化碳2 C + O2 = 2CO间接法制半水煤气,再经高变低变制得氢气C+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H2(2)草酸二甲酯合成CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)有两步化学反应组成。
首先为CO催化剂的作用下,与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO,称为偶联反应,反应化学式如下: 2CO+2CH3ONO=(COOH3)2+2NO其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯,称为再生反应,反应方程式如下:4NO+4CH3OH+O2=4CH3ONO+2H2O生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。
总方程式为:(COOH3)2+4H2=(CH2OH)2+2CH3OH1.2草酸二甲酯生产流程第一步,原料气的制备、净化及变换:(1) 一氧化碳气体的制备,通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气,炉气经脱硫净化送到下一工序;(2) 氢气的制备,通过间歇制气法制得半水煤气,炉气经脱硫净化,接着进行高温变换和低温变换,制得氢气。
第二步,一氧化碳原料气的再净化处理:从合成气净化装置出来的一氧化碳原料气,采用催化氧化技术除去氢和氧,最后以分子筛脱水。
再按照一定比例混入普氧或空气,并送入载有催化剂的固定床反应器中,催化反应同时除去所含的氢气和氧气。
其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂。
金属主要是铂、钯或铂-钯合金。
其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化物及其络合物等。
金属含量为载体重量的0.05—5%。
载体可以采用硅胶、浮石、硅藻土、活性炭、分子筛及氧化铝等物质。
煤制乙二醇生产工艺
煤制乙二醇生产工艺
煤制乙二醇(Coal to Ethylene Glycol,简称CTEG)是将煤炭
作为原料通过一系列反应和工艺转化为乙二醇的过程。
下面是一种常见的煤制乙二醇生产工艺:
1. 煤炭预处理:首先,对煤炭进行破碎、磨煤等预处理工序,将煤炭粉碎成适当的颗粒大小,以提高煤炭的反应性。
2. 气化反应:将预处理后的煤炭送入气化炉,通过高温和缺氧的气氛下进行气化反应。
在气化炉中,煤炭与气化剂(通常是空气或氧气)反应生成合成气,主要成分为一氧化碳和氢气。
3. 气体净化:将合成气中的杂质进行净化除去,例如一氧化碳、硫化物、氯化物等。
这可以通过吸附、洗涤、吹扫等方法进行。
4. 合成气的转化:通过催化反应,将合成气转化为含醇的反应物。
常见的反应包括甲醇合成、乙醇合成等。
这些反应通常需要使用特定的催化剂和适宜的反应条件。
5. 乙二醇的制备:将合成气转化为甲醇或乙醇后,通过一系列反应和工艺将其转化为乙二醇。
这一步主要包括水气转变反应、水合反应等。
6. 乙二醇的精制:通过蒸馏等方法,对乙二醇进行精制,去除杂质,使乙二醇纯度达到特定的要求。
7. 产品处理和储存:将乙二醇进行处理,去除任何残留的杂质,
然后进行包装和储存,以便后续的销售和使用。
需要注意的是,这只是一种常见的工艺流程,并不代表所有的煤制乙二醇生产工艺。
不同的企业和地区可能会根据实际情况进行调整和改进。
此外,煤制乙二醇生产过程中需要消耗大量的能源,还会产生一定数量的废水和废气,所以在实际应用中也需要考虑环境保护和资源节约的问题。
浅谈煤化工路线合成乙二醇技术
浅谈煤化工路线合成乙二醇技术作者:李琳来源:《科学导报·学术》2019年第36期摘要:煤化工合成乙二醇技术线路有两种,一种是直接合成,一种是间接合成,直接合成的反应工艺比较复杂,因此在生产中一般会使用间接合成的方法。
本文就浅谈煤化工路线合成乙二醇技术。
关键词:煤化工;合成乙二醇;煤化合成乙二醇是一种性能稳定、用途广泛的工业生产添加剂,在各类化工产品的生产和工艺中,发挥着冷凝剂、溶解剂、润滑剂等多种作用。
就国内而言,近十年内,国内市场对乙二醇的需求量持续上升,年增长率平均维持在20%以上。
因此对煤化工路线合成乙二醇技术进行研究很有必要。
一、煤化工合成乙二醇技术面临的问题(1)环保问题煤化工乙二醇技术的核心就是催化剂的制备,还有一氧化碳深度脱氢净化技术,技术的原理是将煤合成气,再通过合成气制成乙二醇。
我国现阶段拥有了煤化工乙二醇的成套技术,能够实现工业化的生产。
但是随着生产规模扩大,对环境的污染也越来越严重,我国现阶段还没有非常好的办法在满足大规模生产的同时,控制对环境的污染。
(2)国外廉价乙二醇的冲击煤化工乙二醇工艺并不复杂,因此在市场经济的竞争下,我国煤制乙二醇在价格上受到严重的冲击,比如说沙特国家曾许可对乙烷免费适应,如此一来,低廉的原材料制成的乙二醇会对我国国内市场的价格造成很大的影响,无形中增加了国内企业的发展道路,限制了国内企业对煤化工乙二醇技术的研究二、煤化工乙二醇技术的重要意义乙二醇是化工产业中重要的有机原料,能够用来生产人们生活中的各种物品,比如说防冻剂和增塑剂、聚酯纤维和润滑剂、不饱和聚酯树脂和非离子表面活性剂、油墨和涂料以及炸药等。
除此之外,乙二醇还是特种溶剂乙二醇醚的原材料。
现阶段能够制备乙二醇的方法有两种,一种是石油,一种是煤炭,相比较而言,石油在价格上非常的不稳定,且生产成本较高,二煤炭通过煤化工技术支撑乙二醇,成本较低,且比较稳定。
因此煤化工乙二醇技术有对工业的生产有着重要的作用。
煤制乙二醇工艺
用途:我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂和聚酯多元醇等[1]。聚酯系列产品耗用的乙二醇占世界产量的大部分。第二大用途是用于生产防冻液及化工中间产品的原料等,55%的乙二醇水溶液在-40℃时结冰。乙二醇的单甲醚或单乙醚是很好的溶剂,可溶解纤维、树脂、油漆和其他许多有机物。此外还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业,用作过硼酸铵的溶剂和介质,用于生产特种溶剂乙二醇醚等。
1.3.3
该方法主要过程为两步:首先CO2和EO在催化剂作用下合成EC,然后EC和甲醇(MA)反应生成DMC和EG。若同乙二醇装置联合,提供了一个不用水合成乙二醇的低能耗技术。1972年,Dow化学公司发布了催化酯交换烷烯碳酸酯的专利[10]。该技术采用碱金属或碱金属衍生物作催化剂,在200℃反应4h,EC转化率为45%。1974年Dow化学公司发布了新的专利。该专利报道基于动态平衡原理,通过及时移走反应生成的DMC和甲醇共沸物,提高了EC的转化率,并通过冷却结晶和萃取精馏的方法分离DMC和EG。后来Bayer公司对Dow公司专利中的例子进行实验,发现30%EC转化为副产物,副产物主要是乙二醇醚和多元醇。随后德国的Bayer公司、美国的Texaco公司和英国的BP公司分别开展这方面的研究[11],主要研究改良催化剂,从均相催化到非均相催化。直到1987年Texaco公司开发了以离子交换树脂为催化剂的技术[12]。该技术DMC的选择性达到了99%以上,EG的选择性为97%以上,为EG和DMC联产技术的工业化打下了较好的基础。
煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题的分析
煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题的分析乙二醇英文名为“ethylene glycol”,俗称“甘醇”,具有与水互溶的特点,是一种无颜色、无臭味儿、有甜味儿的有毒液体。
基于此,本文就对煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题进行分析,以期为煤制乙二醇生产工作提供参考依据。
标签:乙二醇工艺技术;生产技术;煤基合成气;氧化酯化;羰化偶联由于乙二醇能与水、丙酮等溶液相互溶合,且在醚类中溶解度小,所以在溶剂、防冻剂、合成涤纶等材料制作过程中被广泛使用。
同时,由于乙二醇具有一定毒性,所以也是硝酸酯炸药的组成部分,用途广泛。
基于此,本文就对煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题展开探究,以期保证煤制乙二醇工艺技术及生产技术使用合理,提高乙二醇制作产量。
1 煤制乙二醇工艺技术的分析在聚酯工业迅速发展的背景下,我国对乙二醇的需求呈现出快速增长的态势,使得乙二醇出现“供不应求”的局面,此种情况下,相关单位开始通过煤制乙二醇工艺技术进行乙二醇生产工作,具体生产方式主要采用石油这条工艺路线,但是在石油这条工艺路线中还包含石脑油原料法和乙烷原料法这两种:一方面,石油原料法主要是指采用“原油-石脑油-乙烯-环氧乙烷-乙二醇”路线,生产乙二醇,该生产工艺在生产过程消耗成本高,不经常被使用。
另一方面,乙烷原料法主要采用“乙烷-乙烯-环氧乙烷-乙二醇”路线,以天然气、煤炭等为原料,采用不同的方法合成乙二醇,该种生产工艺符合我国煤炭资源丰富的资源特点,且工艺流程短、能耗低。
目前,煤制乙二醇工艺生产过程中还存在诸多种类的选择,主要选择内容为催化剂性能和工艺流程这两个方面,因此,在煤制乙二醇工艺技术应用次数逐渐增多的背景下,要想保证乙二醇生产质量,相关人员还需要加强以下两个方面的改进工作:一方面,改进催化剂性能和使用寿命;另一方面,结合现场装置的实际运行情况,对煤制乙二醇工艺流程进行改进和调整。
2 煤制乙二醇工艺生产技术问题的分析2.1 煤制乙二醇工艺生产中管线问题分析煤制乙二醇在生产过程中主要会涉及到乙二醇氧化酯化、羰化偶联这两部内容,在这两部分操作过程中会使用众多的化学材料,如,NO、O2、CH3OH、CO、CH3NO2等等,在这些化学材料中,有的有毒、有的易燃易爆,所以,在煤制乙二醇工藝生产中需要合理设计开车置换管线、停车压料管线、循环管线等众多管线,保证煤制乙二醇工艺生产过程中可以顺利结晶,提高乙二醇生产效率,保证乙二醇生产质量。
煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线[整理]
煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线[整理] 第2章煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线虽然乙二醇的生产工艺有很多种,但是现在石油价格居高不下,乙二醇的生产成本越开越高,煤制乙二醇技术成为解决这一问题的有效途径。
各国都对煤制乙二醇技术做了研究,有草酸酯加氢合成路线、合成气直接合成路线、甲醛合成路线等,其中草酸酯加氢合成路线有较高的开发价值,通辽金煤的草酸酯加氢合成路线制乙二醇装置已经打通全部流程。
2.1生产原理(1)原料气制备低压煤气化制一氧化碳2C+O2=2CO 2-1间歇法制半水煤气,再经高变低变制得氢气C+H2O=CO+H2 2-2CO+H2O=CO2+H2 2-3(2)草酸二甲酯合成CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)由两步化学反应组成。
首先为CO 在催化剂的作用下,与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO,称为偶联反应,反应方程式如下:2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2,2NO 2-4 其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯,称为再生反应,反应方程式如下:2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O 2-5 生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。
总反应式为: 2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+ H2O 2-6 (3)草酸二甲酯加氢制取乙二醇草酸二甲酯加氢是一个串联反应,首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯煤制乙二醇工艺(MG),MG再加氢生成乙二醇,总反应、主反应方程式如下:(COOCH3)2,4H2=(CH2OH)2+ 2CH3OH 2-72.2草酸二甲酯生产流程第一步,原料气的制备、净化及变换:1、一氧化碳气体的制备,通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气,炉气经脱硫净化送到下一工序;2、氢气的制备,通过间歇制气法制得半水煤气,炉气经脱硫净化,接着进行高温变换和低温变换,制得氢气。
第二步,一氧化碳原料气的再净化处理:从合成气净化装置出来的一氧化碳原料气,采用催化氧化技术除去氢和氧,最后以分子筛脱水。
煤制乙二醇的技术难点分析
➢乙二醇合成 (COOCH3)2 + 2H2
EG + CH3OH
EG + 2H2
HOCH2CH2OH + CH3OH
DMO+4H2
EG+2CH3OH
➢反应压力:2.5~4MPag ➢反应温度:180 ~ 250℃ ➢DMO选择性:98%
2020/7/8
CTEG
煤制乙二醇工艺消耗(按生产1吨乙二醇计)
2020/7/8
CTEG
1500吨/年中试产品检验结果
检测机构
华东国家测试计量中心 中国上海测试中心
样品 形式
送样
上海石化乙二醇分析检 测中心
送样
国际权威第三方检测机 构SGS公司
现场 取样
浙江恒逸聚合物 有限公 司分析中心
现场 取样
2020/7/8
纯度% 99.89 99.96 99.98 99.90
国内市场,2010年总产能约365万吨,产量为223万吨 。其中,约94%用于聚酯生产。预计2015年国内乙二醇产 能将达到620万吨。
目前,国内外乙二醇生产主要源于石油路线,即乙烯 氧化生产环氧乙烷,环氧乙烷水解生产乙二醇。
如果国际上的乙二醇需求全部改为煤制乙二醇,相当 于新开发一个年产5000万吨的油田。
➢草酸二甲酯合成 CO+2CH3ONO
DMO+2NO
NO+O2+CH3OH
CH3ONO+H2O
2CO+1/2O2+CH3OH
DMO+H2O
➢反应压力:0.25 ~ 0.40 MPag ➢反应温度:100 ~ 140℃ ➢DMO选择性:97 ~ 98mol%
煤制乙二醇工艺流程
煤制乙二醇工艺流程
《煤制乙二醇工艺流程》
煤制乙二醇工艺流程是一种将煤转化为乙二醇的技术方法,其核心是通过煤炭气化生产合成气,然后经过一系列化学反应将合成气转化为乙二醇的过程。
该工艺流程在利用煤炭资源的同时,也能生产高附加值的化工产品,具有重要的经济和环保意义。
首先,在煤制乙二醇工艺流程中,煤炭气化是关键步骤之一。
在高温和压力下,将煤转化为合成气,主要包括一氧化碳和氢气。
接下来,合成气将通过催化剂的作用进行水煤气变换反应,生成甲醇。
随后,通过化学合成反应和脱氢反应,甲醇将转化为乙二醇。
整个工艺流程通过控制反应条件和催化剂的选择,可以实现高效、低能耗、环保的生产过程。
此外,煤制乙二醇工艺流程还需要考虑产品的纯度和产量。
通过对反应条件的优化和生产工艺的改进,可以提高乙二醇的纯度和产量,从而提高生产效率和经济效益。
总的来说,煤制乙二醇工艺流程是一种将煤资源转化为高附加值化工产品的有效途径。
通过科学的工艺设计和生产管理,可以实现高效、环保的生产过程,促进能源资源的综合利用和化工产品的可持续发展。
煤制乙二醇的工艺及市场分析
煤制乙二醇的工艺及市场分析煤制乙二醇(Coal-to-Ethylene Glycol)是指将煤炭作为原料,通过一系列的化学反应,将其转化为乙二醇的过程。
乙二醇是一种重要的有机化工原料,广泛用于聚酯纤维、塑料、溶剂等领域。
本文将对煤制乙二醇的工艺及市场进行分析。
1.煤炭气化:将煤炭在高温下与空气或氧气进行反应,得到合成气。
气化反应一般在300-1200°C的温度下进行,反应产物主要是一氧化碳和氢气。
2.合成气处理:对合成气进行脱硫、脱煤渣等处理,以去除其中的有害物质。
3.催化转化:将合成气经过催化剂床层反应,进行乙二醇合成反应。
常用的催化剂有Cu/ZnO/Al2O3,也可以采用其他催化剂。
4.分离提纯:将反应产物经过蒸馏、吸附等分离技术,得到纯度高的乙二醇。
1.可以有效利用煤炭资源,缓解能源压力,减少对石油等化石能源的依赖。
2.煤制乙二醇的生产过程中产生的副产物可以用于发电或再生产其他化学品,提高资源利用率。
3.生产乙二醇的催化剂相对较为简单,成本较低。
4.煤炭气化技术已经得到广泛应用,工业化生产具备一定的技术基础。
然而,煤制乙二醇也存在一些挑战:1.煤制乙二醇的工艺流程较为复杂,需要高温、高压条件下进行反应,造成设备和能源的高投入。
2.反应废气中含有大量一氧化碳和二氧化碳等有害气体,需要进行处理和处理,增加了生产成本。
3.乙二醇市场竞争激烈,价格波动大,企业需要具备一定的市场竞争力。
市场分析:1.乙二醇是一种重要的有机化工原料,具有广泛的应用领域。
特别是聚酯纤维、聚酯塑料等行业对乙二醇的需求量较大。
2.煤制乙二醇可以有效利用煤炭资源,降低对石油等化石能源的依赖,符合环境保护和可持续发展的要求。
3.国内外多个国家和地区对乙二醇需求不断增加,市场潜力较大。
4.煤制乙二醇技术的发展逐渐成熟,具备一定的产业化规模,可以实现规模化、可持续的生产。
总的来说,煤制乙二醇具备较好的工艺技术基础和市场发展前景。
煤制乙二醇工艺流程详细工艺
[煤制甲醇]环氧乙烷水合制乙二醇环氧乙烷水合制乙二醇乙二醇是合成聚酯树脂的主要原料,大家熟知的涤纶纤维就是由乙二醇与对苯二甲酸合成的。
乙二醇还可用作防冻液,w(乙二醇)=55%的水溶液的冰点为—36℃,可用作中国北方冬天汽车必需的冷却液。
此外,乙二醇还可用作溶剂和用于化妆品、毛皮加工、烟叶润湿和纺织工业染整等。
据预测,2000年乙二醇的世界产量将达到10Mt/a.中国1995年的产量为53×104t/a,到2000年将达72×104t/a。
1。
乙二醇生产方法综述现在,乙二醇有多种工业生产方法,但环氧乙烷水合制乙二醇法仍占主导地位.(1)环氧乙烷法可用酸作催化剂,但用得较多的是加压水合:反应中生成约10%的二乙二醇醚(二甘醇)和三乙二醇醚(三甘醇),它们是有用的化工产品,故反应所得的有用产品总产率按环氧乙烷计接近100%,生成的二乙二醇醚用作纤维素、树胶、涂料、喷漆的溶剂或稀释剂.三乙二醇醚主要用来生产刹车液。
它们的售价比乙二醇还高,因此可改善生产装置的经济效益。
环氧乙烷法因环氧乙烷售价高,生产总成本也比较高。
(2)乙烯乙酰氧基化法乙烯乙酰氧基化法又称奥克西兰(Oxirane)法,它可由乙烯为原料生产乙二醇。
工艺分二步进行,第一步乙烯与醋酸反应生成乙二醇-醋酸酯和乙二醇二醋酸酯:反应条件:反应温度160℃,反应压力2。
8MPa,催化剂TeO2/HBr[w(HBr)=48%的水溶液],还可用醋酸锰加碘化钾作催化剂,乙烯转化率60%,选择性95%~97%,产品分布:乙二醇二醋酸酯70%,乙二醇一醋酸酯25%,乙二醇5%。
第二步是醋酸酯水解生成乙二醇和醋酸:反应条件为:反应温度107~130℃,压力0.117MPa,选择性95%。
该法的总反应式为:2CH2=CH2+2H2O+O2→2HOCH2-CH2OH以乙烯计的摩尔产率为94%,高于以环氧乙烷法生产乙二醇的产率。
该法虽然以廉价的乙烯作原料,但投资和能耗比环氧乙烷法高,经济上是否比环氧乙烷法好尚有争论,再加上醋酸对设备的腐蚀是一个头痛问题,催化剂的再生和回收问题也没有很好解决,致使已开工生产的0.36Mt/a生产装置被迫停产关闭。
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结论:上述两个版本的乙二醇成本均在 3800元/吨左右。
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武汉科技大学 4. 经济性分析
国内石油法制乙二醇的生产成本 以上海石化2005年5.6/23万t/a环氧乙烷/乙二醇 装置为例,其生产成本大致如下:
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Follow-Up
技术进展 −现有装置运行稳定性 −生产成本及经济性 −物耗/能耗
乙二醇产品市场 −价格 −中东/国内新建装置动向
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Advance coal chemistry
Thank you!
14
气化
煤
合成气
(CO+H2)
直接法
• 缺乏核心催化剂生产技术 及关键环节的处理技术
中间产品
(草酸酯、甲醛)
乙二醇
间接法
• 技术工业化时间短; • 四低:成本低、能耗低、
水耗低、排放低;3Fra bibliotek 武汉科技大学
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2. 市场环境——国际市场
全球总体供应过剩,中东和亚洲分别成为主要生产区域和消费区域 −据预测2010年全球乙二醇总产能将达2709万t/a,消费量将达2100万t,开工率不足80%; −拥有廉价乙烷原料的中东地区,其生产能力将快速增长,成为全球乙二醇主要出口地区。
草酸二甲酯 第
一 步
再生
2NO + 2CH3OH + 1/ 2O2 = 2CH3ONO + H2O
催化循环 2CO + 1/ 2O2 + 2CH3OH = (COOCH3) 2 + H2O
第 二
加氢
(COOCH3) 2 + 4H2 = (CH2OH) 2 + 2CH3OH
步
精馏分离
乙二醇
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武汉科技大学
价格与油价密切相关,国内价格-进口价格差距大
石油法乙二醇生产成本与石油价格联动,我国进口乙二醇主要来自原料价格低廉的中东地区,对国内乙二醇市场造 成了相当的冲击。
数据来源:2005~2007国内价格《参数与数据》2008 2008~2009国内价格《中国石油和化工经济分析》 2005~2009进口价格《中国石油和化工经济分析》 进口关税税率5.5%,增值税税率17%,国内运费平均150元/t
存在问题
1. 催化剂成本过高,占整个产品成本的10 %~15 %;还需要进一步开发价格低廉、运行周期长的新型催化剂。
2. 在制备草酸酯的过程中, CO 纯度要求太高,原料气中的H2 要低到PPM 级别,在工艺上有一定难度。
3. 合成气反应生产草酸酯技术基本上能够成熟, 但是该过程中的NO 在空气和有水的条件下生产腐蚀性的酸,因此对设备
与国内传统石油法乙二醇工艺相比,煤制乙二醇工艺一旦成熟,将具有一
定成本优势;
但与中东乙烷等为原料的乙二醇相比,成本不占优势,竞争力较大。12
武汉科技大学 5. 结论
Advance coal chemistry
中国乙二醇需求量大,潜力巨大; 煤制乙二醇技术尚未完全商业化,技术风险仍然存在; 与中东以乙烷为原料的乙二醇相比,煤制乙二醇在成本上不具有优势。
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武汉科技大学 1. 概述
Advance coal chemistry
乙二醇(Ethylene Glycol,简称EG)是大宗化工产品和基础有机原料,
主要用于生产聚酯和防冻液等。 目前主要工艺 传统的石油工艺:
裂解
石脑油
乙烯
现代煤化工工艺:
氧化
水解
环氧乙烷
乙二醇
*环氧乙烷直接水合法
石油法
• 技术成熟,应用广; • 水耗大、成本高; • 副产品多; • 产品总收率:88%
−2009年中国乙二醇对外依存度达到50%; −据预测,2010年中国乙二醇产能将达到380万t/a,消费量将
达810~820万t/a,2015年乙二醇产能将达550万t/a ,消费量 1100~1150万t/a 。
生产集中度高,中石化、中石油是主要供应商
−90%以上采用的是环氧乙烷直接水合法(石油法); −产能主要集中在中石化(59.43%)、中石油(19.23%); −09年化工市场低迷,进口乙二醇对市场的冲击导致开工率降低。
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武汉科技大学 4. 经济性分析
草酸酯合成乙二醇的经济性
CO偶联羰化技术来源日本宇部兴产,加氢技术来源美国ARCO公司; 产能40万t/a,装置总投资17.82亿元,项目经济性如下:
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注:1)上述草酸工艺文献来源:Harold W Scheeline, Dilip K Chandwani. Ethylene glycol via oxalate esters[R].PEP Review No81-21.1982:8.与中科院物构所研发的技 术有所不同,仅供参考。
消费结构单一,受制严重
−中国乙二醇95%以上用于聚酯生产; −2008年以来,聚酯受纺织业出口锐减和贸易摩擦影响,
大幅减产,乙二醇需求受到严重影响;
6
数据来源:“乙二醇的国内外供需现状及发展前景”《中国石油和化工经济分析》2007/12
武汉科技大学
3. 技术进展
煤制乙二醇的主要技术和研究机构
国外: −始于20世纪80年代; −合成气-草酸酯-乙二醇路线具有工业化优势; −日本宇部兴产、美国联碳
武汉科技大学
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中国煤制乙二醇现状及发展
化工2014级
化学工程与技术学院
程正载
博士 教授
2017 年 09 月
1
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主要内容
1. 乙二醇概述 2. 乙二醇市场环境 3. 煤制乙二醇技术进展 4. 经济性分析 5. 结论
国内: −始于20世纪80年代; −草酸酯合成法是目前研究较为成熟的间接合成技术; −中科院、天津大学等
Advance coal chemistry
草酸酯合成法原理:
煤炭气化
氧化
NH3
气 化
合成气CO+H2
催化脱氢净化
预 备
氨氧化物
氧化酯化
CH3OH O2
CO
CH3ONO 亚硝酸甲酯
偶联
2CO + 2CH3ONO = (COOCH3) 2 + 2NO
−由于该项目刚刚投产,实际的生产、能耗数据需要待生产稳定后进一步确定。
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4. 经济性分析
20万t/a煤制乙二醇能耗、设备及经济性参考数据 通辽金煤乙二醇项目刚刚投产,实际的生产、能耗数据需要待生产稳定后进一步确定; 据不可靠消息来源,20万t/a煤制乙二醇能耗设备及经济性参考数据如下,这个每吨乙二醇成本约3800元:
中东石油制乙二醇生产成本 根据亚化咨询的估算,中东目前(2009年7月)使用 乙烷为原料生产乙二醇的成本仅为250~300美元/吨。
数据来源:“环氧乙烷乙二醇行业调研报告”网络
数据来源:“中东与东南亚地区主要石化产品成本竞争力分析”《中国石 化》2009.11.20
进口关税税率5.5%,增值税税率17%,2009年美元/人民币平均汇率6.83.
近年来,美国、欧洲和日本等国家和地区因经济不景气导致生产成本上升、需求下降,因此 关闭了部分装置;亚洲将成为未来乙二醇的主要消费和进口地区。
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数据来源:《中国石油和化工经济分析》2007/12
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2. 市场环境——中国市场
国内产能不足,供需缺口大
数据来源:2000~2006年数据《中国石油和化工经济分析》2007/12
2007~2008年数据《中国化工信息周刊》2009/12 2009~2015年数据《中国化工信息周刊》2010/9
数据来源:《中国化工信息周刊》2010/9
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2. 市场环境——产品价格
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3. 技术进展
煤制乙二醇工艺总体处于商业化生产前期,技术尚未完全成熟,仍需经过进一步商业化运行的检验。
技术特点
1. 草酸二乙酯平均转化率可达99.18 % ,乙二醇平均选择性可达95.13 % 2. 相比石油法工艺流程短、温度、压力要求低,能耗低; 3. 新型催化剂能有效抵抗各种杂质的影响; 4. 生产连续反应,达到清洁生产的工艺要求,污染少; 5. 原料价格低,流程短,设备投入少,各项消耗低,生产成本较石油路线降低。
−2009年12月,中国国内首个自主研发的20万吨/年煤制乙二醇装置投产,该项目总投资21亿人民币,可转化褐煤130万吨/ 年(煤耗约6.5吨/吨产品);预计年收入15.3亿元,利润总额8.94亿元,总投资收益率40.89%。
−据项目主体——通辽金煤化工有限公司介绍,该项目采用中科院福建物构所研发的CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化 加氢合成乙二醇技术,当原料褐煤130元/吨时,完全生产成本(财务费用除外)约为2625元/吨,相当于以石油路线生产乙 二醇原油价格在25美元/桶时的生产成本。
有一定的特殊要求。
4. 与石油法相比,只有当原油价格高于50 美元/ 桶左右时才具备成本优势。
5. 放大到20 万t/ a 的产业化过程中可能存在一定的技术风险(催化剂稳定性),技术成熟度有待考证。
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武汉科技大学 4. 项目进展
技术来源:
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