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炼油概念
第一章炼油基础篇
1.什么是石油?
石油的一般性质是什么?
石油是由碳、氢两种元素组成的化合物的混合物
天然石油又称为原油.原油是淡黄色到黑色、流动或半流动的、带有浓烈气味的粘稠液体,比重一般都小于1,但世界各地所产的原油从外观到性质都有不同程度的差异.从颜色看,绝大多数原油都是黑色的,但也有暗黑、暗绿、暗褐色;从凝固点来看也有很大差异,我国沈北混合原油高达54℃,而**克拉玛依原油则低于-50℃.
2.石油由哪些主要元素组成?
石油中各元素组成的大致含量是多少?
石油的主要元素是碳(C)和氢(H),它们占元素总量的96-99%.其中碳元素含量占83-87%,氢元素占11-14%;其次,含有硫、氮、氧,它们在石油中的含量占1-4%;再就是微量的重金属元素,如钒(V)、镍(Ni)、钠(Na)、铜(Cu)、铁(Fe)、铅(Pb)……,其含量只有PPm级;以及微量的非金属元素,如砷(As)、磷(P)、氯(Cl)……,其含量只有PPm级或PPb级.
3.石油馏分中烃类分布有何规律?
汽油馏分(低于200℃)中含有C6-C11的正构烷烃以及异构烷烃,单环环烷烃以及单环芳香烃;
煤、柴油馏分(200-350℃)中,含有C11-C20的正构烷烃及异构烷烃,单环、双环、三环环烷烃,以及单环、双环、三环芳香烃;
蜡油馏分(350-520℃)中,含有C20-C36左右的正构烷烃及异构烷烃,单环、双环、三环以上的环烷烃和芳香烃.
4.石油中的非烃类化合物有哪些?
1)含硫化合物{中性含硫化合物:
RSR、RSSR(硫醚、二硫化物);热稳定高的含硫化合物(噻吩及其同系物);酸性含硫化合物:
H2S、RSH(硫化氢、硫醇)
2)氧化物 { 中性氧化物:
醛、酮;酸性氧化物:
石油酸
3)氮化物 { 中性氮化物:
吡咯;碱性氮化物:
吡啶
4)胶质沥青质{ 沥青质;胶质
5.石油中氧化物分布规律怎样?
环烷酸占石油中酸性氧化物的90%左右,在中间馏分(250-350℃)中含量最高,从煤油馏分开始,随馏分沸点升高而含量增加,到轻质润滑油馏分及中质润滑油馏分其含量达到最高点,以后又逐渐下降.
6.怎样区别含硫石油和低硫石油?
含硫量大于2%的为高硫石油,小于0.5%为低硫石油,介于0.5%-2%之间的为含硫石油.
7.石油中含氮化物的分布规律怎样?
含氮化物随馏分沸点升高而增加,因此,大部分的含氮化物存在于渣油中.
8.石油中胶质和沥青质分布怎样?
从煤油馏分中开始,随馏分沸点升高,其含量不断增加,渣油中含量最大,沥青质全部集中在渣油中.
9.简述硫化物、氮化物、氧化物和胶质沥青质对石油加工及产品的影响?
硫化物:
石油炼制时各种硫化物受热产生的H2S与水共存时,对金属设备造成严重腐蚀;产品使用时,含硫化物对零部件造成腐蚀;炼厂在加工过程中生成H2S恶臭、有毒气体造成污染,危害健康.
氧化物:
有强烈的腐蚀性,严重腐蚀设备.
氮化物:
氮化物对加工产品豆油一定影响.碱性氮化物能使某些催化剂中毒;油品贮存中氮化物与空气接触氧化生胶,而使油品颜色变深,气味变臭,降低有品安定性.
胶质沥青质:
能降低润滑油粘度指数,容易积炭堵塞管路.
10.什么叫粘度?
有几种方法表示?
各自单位是什么?
粘度是衡量流体流动性的指标,表示流体流动的分子间摩擦而产生阻力的大小,有三种表达方法:
1)动力粘度(η):
面积各为1m2的两层流体,以1m/s的速度作相对运动时所产生的内摩擦力.
单位:
国际单位Pa.S(帕.秒),常用单位P(泊),百分之一P为CP(厘泊).
换算关系:
1Pa.S=1000CP
2)运动粘度(γ):
动力粘度与同温度下该流体密度ρ之比,即γ=η/ρ.
单位:
国际单位m2/s(米2/秒),常用单位st(斯),百分之一s为cst(厘斯).
换算关系:
1m2/s=104st=106cst
3)恩式粘度(0E):
某温度下,在恩式粘度计中流出200ml液体所需要的时间与20℃流出同体积蒸馏水所需要的时间之比.
11.油品的运动粘度是用什么测定的?
油品的运动粘度是用毛细管粘度计进行测定的.
12.液体粘度、气体粘度随温度变化将如何变化?
液体粘度随温度上升而下降;气体粘度随粘度上升而上升.
13.粘度在生产和使用中的意义如何?
1)大部分润滑油油牌号是以某温度下粘度值划分的;
2)润滑油在作用中粘度对润滑油效果影响很大;
3)在输送过程中粘度值决定其输送温度和压力等参数;
4)粘度可判断油品组分是否发生变化;
5)燃料油粘度决定其燃烧的雾化性.
14.什么叫蒸发和冷凝?
任何液体内部分子都在不停的运动着,分子运动的速度受外界条件影响很大,靠近液面的分子,由于受到热运动速度快,就有可能克服相邻分子的吸引力跑到液面之上的空间,这就是蒸发.
任何液体在受热蒸发过程中,如果发生在密闭的容器中,则蒸发出来的分子不逸散,而是骤集在液体表面上的空间,形成一个汽相,汽相中的分子也是不停地运动,有些分子还能跑回到液相中去,这就是冷凝.
15.冷凝与冷却有什么区别?
冷凝有相变化,冷却无相变化.
16.什么叫温度?
有几种表达方法?
其关系如何?
温度是定量表示物体冷热程度的物理量.有摄氏温度(℃)、华氏温度(℉)、绝对温度(K).
摄氏温度℃=5/9(华氏温度℉-32)
绝对温度K=摄氏温度℃+273
17.什么是压强?
什么是表压、真空度和绝对压力?
物体单位表面上所受到的力称压力强度,简称压强,习惯称为压力.压力表的读数只是超过大气压的那部分数值称为表压.压力表指示的是低于大气压力的差值,此值称为真空度.
关系:
P表=P绝-P大气或P真=P大气-P绝
18.不同压力单位之间的换算关系如何?
Latm(标准大气压)=1.033Kg(f)/cm2=760mmHg=10.33mH2O=1.0133×105Pa =1kg(f)/cm2≈1.0×105Pa=0.10Mpa
19.什么是油品的馏程?
有何意义?
在规定的条件下切割出来的油品,以初馏点到终馏点(干点)的温度范围称为馏程.
馏程的数据可以用来判断油品轻重馏分所占的比例及蒸发性能的好坏.初馏点和10%点馏出温度的高低影响发动机的启动性能,过高冷车不容易启动,过低则容易形成“气阻”而中断油路;50%点馏出温度的高低影响发动机的加速性能;90%点馏出温度和干点馏出温度表示油品不易挥发和不完全燃烧的重质馏分含量多少.
20.何谓初馏点、干点?
初馏点(HK):
油品在恩氏蒸馏仪中,受热蒸发流出一滴油时的汽相温度.
干点(KK):
当油品蒸馏到最后达到的最高汽相温度称为终馏点或干点.
21.什么叫凝固点?
在规定的实验室条件下,当油品在试管中被冷却到某一温度时,将试管倾斜45度角度经1分钟后,液面未见有位置移动,此种现象称为凝固,产生此现象的最高温度称为油品的凝固点.
22.什么是油品的闪点?
有何意义?
闪点是在规定的试验条件下,加热油品时逸出的整齐和空气组成的混合物与火焰接触产生瞬间闪火时的最低温度.用℃表示.
根据测量方法和一起的不同,分开口和闭口2种测量方法,前者用以测量重质油品,后者用以测量轻质油品.
闪点常用来划定油品的危险等级,例如闪点在45℃以上称为可燃品,45℃以下称为易燃品.
23.什么是油品的燃点?
在规定的试验条件下,油品蒸汽和空气混合物在接近火焰时着火并持续至少5分钟所需的最低温度
24.什么是油品的自然点?
油品在不需要明火作用而发生自行着火的最低温度.
25.油品的闪点、燃点标志着油品的什么样的特性?
闪点标志着油品的抗爆性;燃点标志着油品的安定性.
26.什么叫特性因素?
有何意义?
特性因素(K)是表示石油或石油产品的化学性质的一种指数,按下式计算:
K=1.216?
3√Tv/D
式中:
K—石油或产品特性因素.
Tv—石油或产品的立方平均沸点(K).
D—石油或产品比重.
特性因素用“K”表示,K值高说明了烷烃含量多,K值低说明芳烃含量高.特性因素可用于原油的分类和评价,还可以用于油品其他物理性质的求定.例如:
粘度﹑蒸发潜热﹑热焓等.
27.什么叫泡点温度?
什么叫泡点压力?
泡点温度是在恒定压力条件下加热液体混合物,当液体混合物开始汽化出现第一个气泡的温度.
泡点压力是在恒定温度条件下逐步降低系统压力,当液体混合物开始出现汽化并产生第一个气泡时的压力.
28.什么叫露点温度?
什么叫露点压力?
露点温度是在恒定压力条件下冷却气体混合物,当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的温度.
露点压力是在恒定温度条件下压缩气体混合物,当气体混合物开始出现冷凝并产生第一个液滴时的压力.
29.什么叫热焓?
它与油品的那些因素有关?
油品的热焓指1公斤油品在基准状态下加热到某一温度﹑压力时所需要的热量,其中包括相变热.焓值单位以千卡/公斤表示.
焓值的影响因素有油品的温度﹑压力﹑比重以及特性因素.
30.什么叫比热?
比热又被称为比容,它是指单位物质(按重量或分子)当温度升高了1℃时所需吸收的热量,单位是千卡/公斤?
℃或千卡/摩尔?
℃.液体油品的比热低于水的比热,油气的比热低于水蒸汽的比热.
31.什么叫汽化潜热?
汽化潜热又称蒸发潜热,它是指单位物质在一定温度下由液态转化为气态所需要的热量,单位以千卡/公斤表示.当温度和压力升高时,汽化潜热逐渐减少,到临界点时,汽化潜热值为零.
32.什么是油品的酸值和酸度?
中和1克油品所需要的氢氧化钾(KOH)毫克数,成为酸值,单位是mgKOH/g.
中和100毫升油品所需要的氢氧化钾(KOH)毫克数,成为酸度,单位是mgKOH/100ml.
33.什么叫溴价或碘价?
每100毫升的油品中所含的不饱和烃与溴或碘进行加成反应所消耗的溴或碘的克数或碘的克数称为溴价或碘价.
34.什么是辛烷值?
辛烷值就是以纯正庚烷的辛烷值为零,以纯异辛烷(2﹑2﹑4--三甲基戊烷)的辛烷值为100而定出一种测定抗爆性能的相对标准.
35.什么叫MON?
什么叫RON?
什么叫抗爆指数?
汽油的抗爆性用辛烷值来表示。
评定辛烷值的方法有马达法(MON)和研究法(RON)两种,评定用的发动机转速分别为900转/分和600转/分,马达辛烷值表示高转速时汽油的抗爆性,研究法辛烷值表示低转速时汽油的抗爆性,也有的用抗爆指数即研究法辛烷值和马达法辛烷值的数值平均值来表示抗爆性能的。
36.什么是十六烷值?
十六烷值是评定柴油抗爆性的指标,它是采取与标准燃料对比的办法得到的。
以纯正十六烷的十六烷值为100,纯α-甲基萘的十六烷值为零,以不同的比例混合起来,可以得到十六烷值从零到100的不同抗爆性能等级的标准燃料并在一样结构的单缸试验机上与待测柴油对比。
37.什么叫饱和蒸汽压?
饱和蒸汽压的大小主要与什么因素有关?
在某一温度下,液体与在它液面上的蒸汽呈平衡状态时,蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压,简称蒸汽压。
蒸汽压的高低表明了液体中的分子离开液体汽化或蒸发的能力大小,蒸汽压越高,就说明了液体越容易汽化。
蒸汽压的大小主要与系统的温度有关,温度越高,蒸汽压就越大。
38.什么叫“相”?
所谓“相”就是指系统(体系)内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分。
相与相之间在指定的条件下有明显的界面,在界面上,从宏观的角度来看,性质的改变是飞跃式的。
39.什么叫“相平衡”?
所谓“相平衡”,就是指体系的性质不随时间的变化而发生变化。
在这种状态下,液相表面分子不断逸出进入气相与气相分子不断进入液相的分子数是相等的,是动态的,所以这种状态的保持也是相对的、暂时的、有条件的。
40.什么叫平衡汽化?
进料以某种方式被加热到部分汽化,经过减压设施,在一定的空间、温度和压力下,气、液两相有充足的时间密切接触,达到了平衡状态,则此种状态称作平衡汽化。
41.什么是蒸馏?
蒸馏是将一种混合物反复地使用加热汽化和去热冷凝相结合的手段使其部分或完全分离的过程。
它是利用液体混合物中各组分沸点和蒸汽压(即相对挥发度)的不同,在精馏塔内,轻组分不断汽化上升而提浓,重组分不断冷凝下降而提浓,相互间不断进行传热传质,在塔顶得到纯度较高的轻组分产物,在塔底得到纯度较高的重组分产物。
它是实现分离目的的一种最基本也是最重要的手段。
42.什么是实沸点蒸馏?
实沸点蒸馏是一种间歇精馏过程,塔釜加入油样加热汽化,上部冷凝品提供回流,塔内装有填料供气、液相接触进行传热、传质,塔顶按沸点高低依次切割出轻、重不同的馏分。
实沸点蒸馏主要用于原油评价试验。
43.什么是恩氏蒸馏?
恩氏蒸馏也叫微分蒸馏。
油样放在标准的蒸馏烧瓶中,严格控制加热速度,蒸发出来的油气经专门的冷凝器冷凝后在量筒中收集,以确定不同馏出体积所对应的馏出温度。
恩氏蒸馏的试验简单、速度快,主要用于石油产品质量的考核和控制。
44.什么叫回流比?
回流比的大小对塔的操作有何影响?
塔顶回流量与塔顶产品量之比称为回流比。
一般情况下,回流比越大,则分馏效果越好,但也应有一定适度,回流比过大,势必造成塔顶液相超负荷,严重时引起塔顶雾沫夹带,或塔盘漏液,塔顶产品收率大大减少,侧线产品变轻。
45.什么是密度、比重?
密度指物质单位体积内所具有的质量。
比重:
分为液体比重和气体比重。
液体比重是指相同体积液体重量与水的重量之比(常以4℃的水为基准);气体比重是指相同体积的气体重量与标准状态(1物理大气压0℃)下的空气重量之比,它随温度压力而变化。
46.何谓流量和流速?
单位时间内流过管道任一截面的流体量,称为流量。
单位时间内流体在流动方向上所流过的距离,称为流速。
47.何为流体输送?
在生产实践中,大多数情况需要流体从能量低处流向能量高处,在这种情况下,流体不能按指定方向流动,需要用液体输送机械向它提供一定的能量,这种由液体输送机械向液体提供能量,使之能按指定方向流动的过程称为流体输送。
48.流体流动的机械能的三种形式?
1)位能;2)动能;3)静压能。
49.石油化工生产的特点是什么?
1)工艺上具有高温、高压、深度冷冻的特点。
2)生产方式上具有高度自动化、连续化、密闭化。
3)使用的原材料,大多属易燃易爆品。
50.石油产品的生产过程有哪些?
1)原油的常减压蒸馏过程:
原油按产品需要的馏分组成进行常减压蒸馏,它是石油加工的第一步。
2)裂化、焦化加工过程:
热裂化和催化过程是以化学的方式改变油品的化学结构,增大原料的加工深度;焦化加工过程是将减压蒸馏剩余的含胶质较多的残油,通过焦化加工得到焦化馏出油和石油焦。
3)重整加工过程:
它是提高汽油质量和生产轻质芳烃的主要加工手段,为改质的加工过程。
4)油品的精制:
包括脱沥青、溶剂精制、溶剂脱油、脱蜡,加氢和电化学精制。
5)化工生产过程:
以炼厂气和石油芳烃为原料,通过不同的化学加工手段,制取不同性能的多种石油化工产品。
6)油品的调合过程:
根据产品的质量要求,进行油品的组份及添加剂调合。
51.炼油厂的三废是指什么?
三废指:
废水、废气、废渣。
52.什么是软化水?
除去钙、镁等离子的水叫软化水。
53.蒸汽发生器或锅炉给水为何要用软化水和除氧水?
天然水中含有较多钙、镁等离子,它们在高温下会从水中结晶出来,沉积于受热面上形成坚硬的水垢,从而影响传热效果和使用寿命。
而软化水和除氧水中只含有微量钙、镁等离子,所以蒸汽发生器或锅炉给水要用软化水和除氧水。
54.生产装置内的水冷器为什么要用循环水而不用新鲜水?
1)节约用水 2)循环水是经过加药处理的,它可以阻止结垢,防止设备腐蚀和减少污垢沉积、微生物生长。
55.何谓气密试验?
用N2和H2分别将各个部分充到操作压力,然后用肥皂水对各密封点,如法兰、阀门大盖和盘根等进行仔细检查观察,有无泄漏处,并作好记录,观察压降。
56.ppm、ppb的意义?
ppm、ppb都是浓度单位
ppm=百万分之一=10-6
ppb=十亿分之一=10-9
57.玻璃板液面计的作用?
指示液面,配合仪表液面测量,检查仪表液面测量的准确性,当仪表失灵时,靠玻璃板液面计维持生产。
58.英寸与毫米是什么关系,英寸与公称直径的关系?
1英寸=25.4mm
3/4英寸=DN20
2英寸=DN50
3英寸=DN80
59.热传递的三种基本方式及其定义是什么?
热传递的三种基本方式:
传导、对流和辐射。
热传导:
物体上的两部分连续存在着温度差,则热将从高温部分自动地流向低温部分,直至整个物体各部分的温度相同为止,此种传热方式为热传导。
对流传热:
指流体中质点发生相对位移而引起的热交换。
辐射传热:
因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射。
60.传递系数的物理意义是什么?
传热系数K的物理意义指流体在单位面积和单位时间内,温度每变化一度所传递的热量。
即K=Q/(A?
Δtm)
式中:
Q-传热速率,千卡/小时;A-传热面积,m2;
Δtm-平均温差,℃。
61.润滑油的作用是什么?
润滑油具有润滑、冷却、冲洗、密封、减振、卸荷、保护作用。
62.换热器的换热方式有几种?
1)并流换热;2)逆流换热;3)错流换热;4)折流换热。
63.压力表的选用有什么要求?
最大压力值不应超过满量程的3/4,被测量压力的最小值不应低于满量程的1/3。
什么叫公称直径?
公称压力、试验压力和操作压力?
公称直径是为了设计、制造、安装和检修的方便而人为地规定的一种标准直径DN,公称压力是为了设计制造和使用方便而人为地规定的一种标准压力PN。
试验压力是对设备和管线进行水压强度和密封性试验而规定的一种压力Ps,操作压力就是实际操作时的压力P。
64.法兰密封原理是什么?
两片法兰间的表面总是粗糙不平的,若在其间放一较软的垫片,用螺栓拧紧,使垫片受压产生变形,填满两密封的凹凸不平的间隙,就可阻止介质漏出,达到密封的目的。
65.引起法兰泄漏的原因有哪些?
如何防止?
引起法兰泄漏的原因有垫片的种类,厚度、宽度选用不当;法兰密封面有凹坑,不清洁;法兰密封面不平或法兰装错口;螺栓紧力不匀、不够或过度,螺栓材质弄错;温度突然大幅度变化等。
66.什么是轴封机构?
有几种形式?
轴封是防止气缸内压缩介质通过静止缸壁与转轴间隙泄漏的密封机构。
常见的有迷宫式密封、浮环密封、机械端面密封、水环密封、干气密封等。
67.节流式流量计的原理是什么?
节流式流量计是由节流装置(孔板、喷嘴、文氏管)引压导管和差压计三部分组成,流体通过孔板或其它节流装置时,流通面积缩小,流速增加静压减小。
依据节流装置两侧的压差,可以测出流速,并可折算为流量,由于流量和压差成平方关系,所以用这种流量计测流量时,流量标尺为不均匀刻度。
68.硫化亚铁为什么会自燃,如何防止?
由于硫化亚铁化学性质不稳定,遇到氧气(空气)会发生氧化反应,当反应热积累到其自燃点时,硫化亚铁就会发生自燃。
防止的方法是阻止氧气(空气)与硫化亚铁的接触,如发现有硫化亚铁自燃现象,应立采取水冲洗、隔离氧气(空气)等措施,保证设备安全。
69.常用的管子按材质分为哪几种?
按材质分为铸铁管、碳钢管、合金钢管、有色金属管和非金属管等。
70.管线的连接方式分哪几种?
1)螺纹连接;2)法兰连接;3)插套连接;4)焊接。
71.设备上安装安全阀的意义是什么?
在生产过程中,由于某种原因,当设备内的压力超出该设备允许的操作压力时,容易引起设备的损坏。
为此在设备上安装安全阀,当其压力升至其定压值时,就会自动开启泄压,从而可以保护设备不受损坏。
72.装置的三大平衡是什么?
物料平衡、热量平衡、压力平衡。
73.单向阀的作用是什么?
单向阀又称止回阀,安装在管线上可使液体只向一个方向流动而不能返回,一般安装在两种介质管线的连接处,可以防止流体互相窜入。
泵出口安装单向阀,最为常见。
74.换热器的投用步骤是什么?
1)检查换热器是否达到投用条件。
2)检查无误,与岗位联系,打开冷流的进出口阀,逐步关小冷流的副线阀,注意前后压力变化,无问题关闭副线阀。
3)开热流的进出口阀,逐渐关小热流的副线阀,如无问题关闭热流的副线阀。
75.换热器的停运步骤?
1)将热流甩掉走副线,将热流进出口阀关死。
2)将冷流甩掉走副线,将冷流进出口阀关死。
3)将壳程或管程压力泄掉,如需检修则用蒸汽吹扫。
76.为何开工时冷换系统要先冷后热的开?
停工时又要先热后冷的停?
冷换系统的开工顺序,冷却器要先进冷水,换热器要先进冷油。
这是由于先进热油会造成各部件热涨,后进冷介质会使部件急剧收缩。
这种温差应力可使静密封点产生泄漏,故开工时不允许先进热油。
反之,停工时要先停热油后停冷油,道理相同。
77.水冷却器是控制入口水量好还是出口好?
对油品冷却器而言,用冷却水入口阀控制弊多利少。
控制入口可节省冷水,但入口水量限死可引起冷却器内水流短路或流速减慢,造成上热下凉。
采用出口控制能保证流速和换热效果。
一般不宜使用入口控制。
78.加热炉的三大设计参数指什么?
指加热炉的热负荷、热强度和热效率。
79.什么叫加热炉有效热负荷?
加热炉炉管内各种物料升温、汽化、反应等所需要的总热量就叫加热炉的有效热负荷。
80.什么叫炉管表面热强度?
该指标有何意义?
单位面积炉管(m2)在单位时间内(s)所传递的热量即为炉管表面热强度,其单位是瓦每平方米(w/m2),按炉管在加热炉内所处部位不同,分为对流管热强度和辐射管热强度两种,炉管表面热强度是表明炉管传热速率的一个重要工艺指标。
在设计时,对于热负荷一定的加热炉,随着热强度的增大,可减少炉管用量,缩小炉体,节省钢材和投资。
但炉管表面热强度过高,将引起炉管局部过热,从而导致炉管结焦、破裂等不良后果。
81.什么叫加热炉的热效率?
影响加热炉热效率的主要因素有哪些?
加热炉炉管内物料所吸收的热量占燃料燃烧所发出的热量及其它供热之和的百分数即为加热炉的热效率。
它是表明燃料有效利用率的一个指标,是加热炉操作的一个主要工艺参数。
通常以符号“η”表示。
热效率η随烟气排出温度的高低、过剩空气系数大小、炉体保温情况及燃料完全燃烧程度而不同,变化范围很大。
82.什么叫燃料发热值?
发热值有哪几种?
单位重量或体积的燃料完全燃烧时所放出的热量称之为燃料的发热值,其相应的单位为J/kg或J/Nm3,液体燃料通常以重量发热值表示;气体燃料则通常以体积发热值表示。
发热值根据燃料产物中水分所处的状态不同,又分为高、低发热值两种,
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