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編輯推薦: |
是国内第一本全面系统介绍乙烯装置分离工艺与工程技术的专著
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內容簡介: |
本书包括25章,从乙烯原料、裂解气组成、工艺原理及工艺技术、附属设施及公用工程、单元设计、仪表及装置智能化、动静设备和材料、电气、配管布置和应力分析、催化剂、节能及安全环保、装置开停车等方面对乙烯装置分离工艺与工程做了全面系统的论述,是几代乙烯技术研发、设计和生产操作人员的智慧结晶,填补了我国在该领域的空白。 本书对从事乙烯工业的科研人员、设计人员、生产技术与操作人员、项目规划人员以及大专院校相关师生等都具有很高的参考价值。
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關於作者: |
王子宗,中国石化副总工程师,长期从事石化工艺与工程技术研发、工程设计、成套技术产业化及智能化提升工作,是石化工程领域的领军人物之一。王振维,中国石化高级专家,石油和化工行业工程勘察设计大师,正高级工程师。长期从事低碳烯烃工艺与工程技术研发、工程设计及智能化提升工作,是烯烃技术研发与工程方面的领军人物之一,进行了多项国家课题和中国石化重大课题的技术攻关。
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目錄:
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第一章概论(1)
第一节国外分离技术发展(7)
第二节国内分离技术发展(11)
一、发展历史(11)
二、中国石化LECT技术(14)
三、中国石化ART技术(17)
四、中国石化AERP技术(21)
五、双塔前脱乙烷技术(23)
六、中国石油乙烯分离技术(24)
第三节分离流程选择(25)
一、不同流程分析与比较(25)
二、分离流程的选择(27)
参考文献(28)
第二章裂解原料及裂解气组成(29)
第一节裂解原料的性质与裂解性能(29)
一、天然产品(29)
二、加工产品(33)
第二节裂解原料的发展趋势(42)
第三节裂解气中杂质及影响(42)
一、酸性气体(43)
二、NOx(44)
三、有机硫(44)
四、汞(45)
五、砷(45)
六、N2和O2(45)
七、甲醇(46)
八、MTBE(46)
九、水和CO(46)
第四节原料结构变化对乙烯装置的影响(47)
一、典型原料的产品结构(47)
二、裂解单元(47)
三、急冷单元(48)
四、裂解气压缩单元(48)
五、冷分离单元(49)
六、热分离单元(50)
七、制冷单元(50)
参考文献(51)
第三章急冷系统工艺与设计(52)
第一节原料预热(55)
一、轻烃原料预热系统(55)
二、液体原料预热系统(55)
三、原料预硫化(55)
第二节汽油分馏塔及急冷油减黏(55)
一、工艺原理及流程(55)
二、工艺参数与控制(59)
三、急冷油黏度控制方法及减黏塔(64)
四、汽油分馏塔设计(77)
五、结焦及除焦方法(83)
六、轻燃料油汽提塔及燃料油产品外送(88)
第三节急冷水塔及稀释蒸汽系统(89)
一、工艺原理及流程(89)
二、控制与操作(91)
三、急冷水塔设计(96)
四、工艺水及稀释蒸汽发生系统设计(99)
第四节急冷系统模拟计算(111)
一、急冷系统模拟计算存在的问题(111)
二、热力学方法(112)
三、裂解气中重组分的表征(112)
四、模拟过程中的特殊处理(116)
参考文献(116)
第四章裂解气压缩及酸性气脱除系统(119)
第一节压缩工艺原理及流程(119)
一、原理(119)
二、顺序分离流程(120)
三、前脱丙烷流程前加氢(123)
四、前脱乙烷流程(138)
第二节压缩机结焦及控制方法(143)
一、引言(143)
二、裂解气压缩机段间换热器的腐蚀(143)
三、聚合物形成的聚合机理(144)
四、聚合种类(146)
五、裂解气压缩系统防结垢的应对措施(147)
第三节酸性气脱除原理及流程(152)
一、酸性气的产生及影响(152)
二、酸性气脱除技术(153)
三、黄油的产生及对装置的影响(161)
第四节废碱处理(163)
一、废碱液的预处理(163)
二、废碱处理技术(165)
第五节裂解气干燥及再生系统(181)
一、裂解气干燥(181)
二、乙烯装置中的干燥器(182)
三、干燥吸附剂(185)
四、干燥器的顺序控制(190)
五、干燥系统的特殊工况(192)
六、裂解气干燥脱水的典型操作示例(192)
第六节裂解气压缩系统控制(193)
一、压缩机性能曲线(193)
二、裂解气压缩系统的工艺控制(194)
三、裂解气压缩系统的防喘振控制(196)
四、裂解气压缩系统的反转问题(198)
参考文献(199)
第五章前冷及脱甲烷系统(201)
第一节工艺原理及流程(201)
一、顺序分离流程(201)
二、前脱乙烷流程(205)
三、前脱丙烷流程(210)
第二节控制与操作(218)
一、前脱丙烷前加氢技术前冷及脱甲烷系统(218)
二、前脱乙烷前加氢技术深冷及脱甲烷系统(224)
三、顺序分离技术深冷及脱甲烷系统(229)
第三节冷箱工艺设计(230)
一、冷箱设计要求(230)
二、冷箱在深冷系统应用(232)
三、冷箱开车注意事项(236)
四、冷箱冻堵原因分析(237)
五、NOx的来源及危害(238)
六、汞腐蚀机理(243)
七、冷箱设备配管要求(245)
第四节塔设计(248)
一、脱甲烷塔(248)
二、乙烯回收塔(250)
三、分凝分馏塔(252)
四、分凝分离器(253)
五、热集成精馏系统(254)
第五节膨胀/再压缩机及尾气压缩机(257)
一、膨胀/再压缩机(257)
二、尾气压缩机(258)
三、甲烷制冷压缩机(259)
参考文献(262)
第六章碳二分离系统(263)
第一节工艺原理及流程(263)
一、顺序分离流程(263)
二、前脱丙烷分离流程(265)
三、前脱乙烷分离流程(270)
第二节控制与操作(273)
一、顺序分离流程(273)
二、前脱丙烷分离流程(276)
三、前脱乙烷分离流程(280)
第三节脱乙烷塔设计(285)
一、概述(285)
二、工艺参数选取及分离控制指标(285)
三、乙烯装置原料结构变化对脱乙烷塔的影响(286)
四、脱乙烷塔负荷分布及塔板温度变化曲线(286)
五、双塔脱乙烷技术(287)
六、间壁精馏脱乙烷技术(287)
第四节乙烯精馏塔设计(288)
一、概述(288)
二、乙烯塔的设计方案(289)
三、乙烯装置原料结构变化对乙烯精馏塔的影响(293)
四、乙烯塔的不凝气脱除(294)
五、乙烯塔堵塞问题(294)
第五节应用全馏分加氢和产品加氢的碳二系统(295)
一、概述(295)
二、全馏分加氢工艺(295)
三、产品加氢工艺(296)
四、部分馏分加氢工艺(299)
参考文献(300)
第七章热分离系统(302)
第一节工艺原理及流程(302)
一、脱丙烷塔系统(302)
二、碳三加氢系统(303)
三、丙烯精馏系统(307)
四、脱丁烷塔系统(310)
第二节控制及操作(311)
一、脱丙烷塔系统(311)
二、碳三加氢系统(313)
三、丙烯精馏系统(314)
四、脱丁烷塔系统(315)
第三节脱丙烷塔设计(315)
一、前脱丙烷流程脱丙烷塔的设计(315)
二、后脱丙烷流程脱丙烷塔的设计(317)
三、裂解原料对脱丙烷塔釜温的影响(320)
四、脱丙烷塔再沸器结焦问题讨论(321)
第四节碳三加氢系统设计(322)
一、反应器内件设计(322)
二、碳三加氢催化剂的毒物和机理(322)
三、反应器日常维护和操作要求(323)
第五节丙烯精馏塔设计(324)
一、丙烯精馏塔的设计(324)
二、丙烯精馏系统运行状况分析(324)
第六节脱丁烷塔设计(326)
一、脱丁烷塔的设计(326)
二、脱丁烷塔结焦问题讨论(327)
参考文献(329)
第八章制冷系统(330)
第一节概述(330)
一、制冷循环过程(330)
二、制冷剂性质(330)
第二节制冷原理(331)
一、等焓节流(331)
二、制冷循环原理(334)
三、复叠制冷(336)
四、混合冷剂(336)
五、热泵(337)
六、冷量用户换热方式(339)
七、防喘振线(339)
第三节乙烯制冷(341)
一、密闭乙烯制冷系统(342)
二、开式乙烯热泵/制冷系统(343)
第四节丙烯制冷(346)
一、密闭丙烯制冷系统(347)
二、丙烯热泵/制冷系统(349)
第五节二元制冷(349)
第六节三元制冷(350)
一、某改造装置三元制冷系统(351)
二、某新建装置三元制冷系统(352)
第七节LNG冷量利用(354)
一、技术现状(354)
二、LNG冷量的直接利用技术(355)
三、LNG冷量的间接利用技术(356)
第八节低温乙烷、丙烷冷量利用(357)
一、概述(357)
二、乙烷裂解装置中低温乙烷冷量的利用(358)
三、低温乙烷/丙烷作为补充原料的冷量利用(359)
四、装置改造中低温乙烷冷量利用一(361)
五、装置改造中低温乙烷冷量利用二(362)
六、以丙烷为主的装置的原料冷量利用(363)
参考文献(364)
第九章附属设施及公用工程(365)
第一节蒸汽及冷凝水系统(365)
一、蒸汽参数、分级(365)
二、除氧给水系统(370)
三、乙烯装置蒸汽管网及冷凝水收集系统设计(372)
第二节火炬系统(377)
一、装置内排放系统(377)
二、高架火炬(384)
三、地面火炬(391)
第三节给排水系统(396)
一、原水系统(396)
二、冷却水系统(397)
三、生活给水系统(406)
四、生产给水系统(406)
五、排水系统(406)
六、给排水管道布置及材料选用(409)
第四节消防系统(410)
一、乙烯装置火灾危险性特点及分析(410)
二、乙烯装置消防水系统设计(415)
第五节燃料系统(420)
一、燃料的用户(420)
二、燃料气系统的设备及流程(421)
三、燃料平衡(421)
四、燃料系统节能措施(423)
参考文献(423)
第十章乙烯产品储存和运输(424)
第一节球罐(425)
一、工艺技术(425)
二、储存系统(427)
三、安全防护及设施(430)
第二节常压低温储罐(430)
一、低温罐类型及选择(431)
二、低温罐储存原理及流程(435)
三、主要设备(437)
四、控制及操作(438)
第三节乙烯输送系统(439)
一、低温船运输(439)
二、槽车运输(441)
参考文献(443)
第十一章分析化验(444)
第一节石油化工中心化验室发展历程和趋势(444)
一、中心化验室设计模式的改革(444)
二、新建中心化验室的特点和发展趋势(445)
第二节乙烯装置分离工艺部分对取样分析的要求(446)
第三节原料预热及急冷系统(447)
一、原料预热及急冷系统典型取样分析项目(447)
二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议(449)
第四节压缩及前脱丙烷前加氢系统(461)
一、压缩及前脱丙烷前加氢系统典型取样分析项目(461)
二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议(464)
第五节冷分离系统(475)
一、冷分离系统典型取样分析项目(475)
二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议(477)
第六节热分离系统(482)
一、热分离系统典型取样分析项目(482)
二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议(486)
第七节乙烯精馏塔和热泵制冷压缩系统(495)
一、乙烯精馏塔和热泵制冷压缩系统典型取样分析项目(495)
二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议(497)
第八节丙烯制冷系统(500)
一、丙烯制冷系统典型取样分析项目(500)
二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议(500)
第九节其他分析(501)
一、其他典型取样分析项目(501)
二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议(502)
参考文献(503)
第十二章节能与环保(504)
第一节节能(504)
一、各专利商的节能技术(505)
二、通用节能措施(509)
三、特殊节能技术和节能措施(512)
第二节环保(522)
一、污染物排放(522)
二、污染治理措施(525)
三、排放标准(526)
参考文献(528)
第十三章安全、健康与卫生(529)
第一节概述(529)
第二节危险性分析(529)
一、物质的危险性(529)
二、泄漏(531)
三、火灾、爆炸(531)
四、中毒(533)
五、其他危害(533)
第三节安全与职业病防控措施(534)
一、防泄漏(534)
二、防火、防爆(537)
三、防中毒(539)
四、其他防控措施(540)
参考文献(540)
第十四章控制与仪表(542)
第一节概述(542)
第二节控制系统与仪表选型(542)
一、乙烯工厂管控一体化架构(542)
二、过程控制系统(543)
三、仪表选型(546)
第三节过程控制与紧急停车方案(550)
一、过程控制方案(550)
二、紧急停车联锁方案(560)
第四节控制系统设计(562)
一、集成控制系统网络架构(562)
二、控制系统组态(564)
三、现场总线控制系统在乙烯装置中的应用(564)
第五节先进过程控制与实时优化(567)
一、概述(567)
二、先进控制与实时优化的基本原理(567)
三、先进控制与实时优化技术简介(568)
四、乙烯装置先进控制与实时优化设计(569)
五、乙烯装置先进控制与优化实例(572)
第六节乙烯装置智能化(574)
一、技术背景(574)
二、发展态势(575)
三、乙烯装置智能化关键技术进展(576)
四、未来发展展望(579)
参考文献(580)
第十五章电气(581)
第一节概述(581)
第二节供配电(581)
一、配电系统设置(581)
二、应急电源、不间断电源(588)
三、电源故障和分批再启动(589)
第三节变电所设置(591)
一、负荷分配原则(591)
二、所址选择(591)
三、变电所的形式和建筑布置(592)
四、配电装置的布置(592)
五、对建筑物的要求(592)
六、抗震措施(593)
七、变电站微机综合自动化系统(593)
八、电气作业安全管控一体化系统(593)
第四节爆炸危险区与电气设备选型(597)
一、爆炸危险区(597)
二、防爆设备选型及供电(600)
第五节防雷与接地(600)
一、一般原则(600)
二、常用工频接地电阻值(600)
三、建构筑物的防雷分类(601)
四、户外装置区防雷(601)
五、压缩机厂房防雷(603)
六、变电所、机柜间防雷(604)
七、防静电接地(604)
第六节节能与减碳(605)
一、节能的主要措施(605)
二、“双碳”背景下的技术发展(605)
参考文献(607)
第十六章乙烯装置设备布置与配管(608)
第一节设备布置(608)
一、装置总平面布置(608)
二、急冷区设备布置(613)
三、压缩区设备布置(615)
四、冷区设备布置(618)
五、热区设备布置(620)
第二节管道布置(622)
一、管道布置一般规定(622)
二、管廊上管道布置(623)
三、急冷油系统管道布置(624)
四、反应器和干燥器管道布置(626)
五、压缩机管道布置(626)
六、汽轮机蒸汽管道布置(627)
七、段间换热器管道布置(629)
八、冷箱管道布置(630)
九、丙烯塔系统管道布置(633)
第三节管道材料设计(634)
一、乙烯装置管道材料选用概述(634)
二、乙烯装置的管道连接(637)
三、乙烯装置的阀门选用(638)
四、管道特殊件选用(641)
五、乙烯装置管道材料等级规定(642)
第四节管道应力分析(650)
一、管道应力分析的安全评定(650)
二、设备接管许用外载荷(650)
三、管道支吊架的分类(651)
四、关键管线的应力分析(653)
参考文献(656)
第十七章分离系统开停工、正常运行操作与异常事故处理(657)
第一节开工操作(657)
一、急冷单元开车操作(657)
二、压缩单元开车操作(663)
三、分离单元开车操作(672)
四、20000m3低温罐单元开车操作(685)
第二节停车操作(692)
一、急冷单元停车操作(692)
二、压缩单元停车操作(701)
三、分离单元停车操作(707)
第三节正常运行(711)
一、急冷单元正常运行操作(711)
二、压缩单元正常运行操作(716)
三、分离单元正常运行操作(719)
四、低温罐单元正常运行操作(725)
第四节异常事故处理(728)
一、急冷单元不正常现象和事故处理(728)
二、压缩单元不正常现象和事故处理(731)
三、分离单元不正常现象和事故处理(740)
四、低温罐区不正常现象和事故处理(746)
第十八章塔器计算及设计(749)
第一节乙烯装置中塔器的特点(749)
第二节塔内件选型(750)
一、板式塔和填料塔的比较和选型(750)
二、各类板式塔的选型(752)
三、填料塔的选型(752)
第三节板式塔(753)
一、板式塔的分类(753)
二、塔板结构参数(756)
三、板式塔的性能指标和典型变量(757)
四、筛孔塔板(763)
五、浮阀塔板(764)
六、固定阀型塔板(772)
七、泡罩塔板(777)
八、穿流塔板(778)
九、多降液管塔板(780)
十、板式塔的设计(781)
十一、板式塔的优化设计(797)
十二、板式塔的其他辅助装置(800)
第四节填料塔(818)
一、填料塔的分类(818)
二、填料的几何特性(820)
三、填料塔的性能参数(821)
四、乙烯装置中常用的散装填料(824)
五、乙烯装置中常用的规整填料(829)
六、塔内件与辅助装置(838)
七、填料塔的设计(866)
参考文献(872)
第十九章传热计算及换热设备设计(873)
第一节管壳式热交换器(873)
一、管壳式热交换器特点(873)
二、管壳式热交换器类型(874)
三、GB/T 151热交换器(875)
四、热交换器选型导则(880)
五、热交换器的传热设计方法(881)
第二节冷凝器(888)
一、冷凝器型式和特性(888)
二、传热计算(889)
三、压降计算(893)
四、乙烯分离装置重要冷凝器(894)
第三节再沸器(895)
一、再沸器型式和特性(895)
二、传热计算(898)
三、压降计算(900)
四、乙烯分离装置重要再沸器(900)
第四节高效热交换器(901)
一、高热通量管热交换器(902)
二、高效冷凝热交换器(907)
三、螺旋折流板热交换器(910)
四、螺旋槽管热交换器(913)
五、高效热交换器应用建议(914)
第五节空冷器(915)
一、空冷器(915)
二、复合型高效空冷器(917)
第六节热交换器金属学问题(919)
参考文献(920)
第二十章流体输送设备(921)
第一节过程流体机械概述(921)
一、过程流体机械的含义(921)
二、流体机械的分类(921)
三、石油、石化行业流体机械发展趋势(922)
四、乙烯装置主要流体机械(923)
第二节压缩机(924)
一、压缩机类型及基本计算(924)
二、离心式压缩机(930)
三、活塞式压缩机(958)
四、螺杆式压缩机(968)
第三节泵(973)
一、泵的分类(973)
二、离心泵(976)
三、计量泵(987)
四、乙烯装置典型泵(989)
第四节驱动机(1002)
一、电动机(1002)
二、工业汽轮机(1004)
参考文献(1004)
第二十一章静设备(1008)
第一节概述(1008)
第二节材料选择(1008)
一、一般材料选择(1008)
二、低温材料选择(1008)
第三节塔器(1009)
一、概述(1009)
二、大高径比塔器设计(1010)
三、塔内件设计(1016)
四、塔内件支撑结构(1017)
五、大直径塔盘的防吹翻设计(1020)
六、乙烯装置中塔器的典型结构设计(1024)
七、高耸塔器的气液组合试验(1028)
八、塔器制造(1029)
第四节换热器(1030)
一、高效换热器的应用(1030)
二、换热器结构优化设计(1032)
三、波齿密封垫片的应用(1037)
第五节反应器和干燥器(1037)
一、反应器的选材(1037)
二、分析设计的应用(1038)
三、高效支撑内件的应用(1039)
第六节聚结器和急冷油旋液分离器(1040)
一、聚结器(1040)
二、急冷油旋液分离器和过滤器(1040)
第七节球罐(1042)
一、概述(1042)
二、选材(1043)
三、结构设计(1043)
四、工厂制造及现场组焊(1043)
五、分析设计应用(1045)
六、乙烯球罐的国产化过程(1047)
第八节双壳低温储罐(1048)
一、概述(1048)
二、低温罐的类型及其选择(1049)
三、乙烯低温罐的结构及材料(1051)
四、乙烯低温罐的设计(1051)
参考文献(1054)
第二十二章冷箱及板翅式换热器(1055)
第一节概述(1055)
第二节冷箱(1057)
一、冷箱工作原理(1057)
二、乙烯冷箱介绍(1057)
三、乙烯冷箱设计(1060)
第三节板翅式换热器(1064)
一、概述(1064)
二、板翅式换热器的结构特点(1065)
三、板翅式换热器的工艺设计(1071)
四、板翅式换热器的制造与检验(1073)
五、热虹吸换热器(1076)
六、乙烯装置板翅式换热器的两相流设计(1079)
第四节冷箱及板翅式换热器的安装、运行和维护(1081)
一、设备安装简述(1081)
二、设备运行(1083)
三、冷箱的日常维护(1085)
四、检修(1086)
五、经验和建议(1086)
参考文献(1088)
第二十三章催化剂(1090)
第一节乙炔选择加氢(1090)
一、概述(1090)
二、乙炔选择加氢反应的机理(1091)
三、乙炔选择加氢催化剂研究进展(1093)
四、碳二前脱丙烷前加氢催化技术(1095)
五、碳二前脱乙烷前加氢催化技术(1099)
六、碳二后加氢催化技术(1101)
第二节丙烯和丙二烯选择加氢(1103)
一、概述(1103)
二、丙烯和丙二烯选择加氢反应的机理(1103)
三、丙炔和丙二烯选择加氢催化剂研究进展(1105)
四、丙炔和丙二烯气相选择加氢催化技术(1106)
五、丙炔和丙二烯液相选择加氢催化技术(1107)
第三节甲烷化催化剂(1111)
一、甲烷化反应(1111)
二、甲烷化工艺(1113)
三、低温甲烷化反应的影响因素(1114)
四、甲烷化装置开停车注意事项(1115)
五、商业化甲烷化催化剂(1115)
第四节净化催化剂(1116)
一、脱砷催化剂(1117)
二、脱汞催化剂(1118)
三、脱磷催化剂(1120)
四、脱硫催化剂(1120)
五、结语(1121)
参考文献(1121)
第二十四章乙烯装置改扩建(1124)
第一节概述(1124)
一、改造的必要性及意义(1124)
二、改造的一般原则(1127)
第二节乙烯装置扩能50%项目简介(1127)
一、燕山石化乙烯装置改造的方案研究(1127)
二、燕山石化乙烯装置改造的主要内容(1136)
三、燕山石化乙烯装置改造效果(1141)
四、两头一尾改造模式总结(1141)
第三节百万吨级乙烯装置改造项目简介(1142)
一、概况(1142)
二、改造方案确定及改造涉及设备汇总(1142)
三、分离回收系统主要工艺设备改造说明(1144)
四、性能考核及总结(1149)
五、百万吨级乙烯装置改造成套技术推广应用(1149)
参考文献(1154)
第二十五章低碳烯烃其他生产技术(1155)
第一节丙烷脱氢制烯烃(1155)
一、移动床PDH技术(1156)
二、固定床PDH技术(1158)
三、流化床PDH技术(1159)
第二节催化裂解技术(1159)
一、DCC/CPP(1159)
二、K-COT(1170)
第三节甲醇制烯烃(1176)
一、生产技术(1176)
二、工艺流程简介(1178)
三、经济性及前景展望(1184)
第四节甲醇制丙烯(1184)
一、反应机理(1185)
二、工艺技术简介(1186)
第五节甲烷氧化偶联制乙烯(1189)
一、技术背景(1189)
二、OCM反应机理(1190)
三、OCM反应催化剂(1190)
四、OCM反应器(1191)
五、OCM产物分离工艺(1191)
六、OCM工业应用(1192)
七、OCM技术展望(1192)
第六节由合成气制乙烯(1193)
一、技术现状(1193)
二、费托合成路线(1193)
三、合成气耦合转化制烯烃(1194)
四、结论与展望(1195)
第七节炼厂干气回收技术(1196)
一、深冷分离法(1196)
二、吸收分离法(1197)
三、吸附分离法(1202)
四、其他方法(1203)
五、小结(1203)
参考文献(1203)
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