JPH0441454A - メタクロレインの製造方法 - Google Patents
メタクロレインの製造方法Info
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- JPH0441454A JPH0441454A JP2146297A JP14629790A JPH0441454A JP H0441454 A JPH0441454 A JP H0441454A JP 2146297 A JP2146297 A JP 2146297A JP 14629790 A JP14629790 A JP 14629790A JP H0441454 A JPH0441454 A JP H0441454A
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Classifications
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- B01J23/8871—Rare earth metals or actinides
-
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
- C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
- C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
- C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
-
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- C07C45/37—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups
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- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はイソブチレン又は三級ブタノールを分子状酸素
により気相接触酸化してメタクロレインを製造する方法
に関する。
により気相接触酸化してメタクロレインを製造する方法
に関する。
(従来の技術)
イソブチレン又は三級ブタノールを分子状酸素により気
相接触酸化してメタクロレインを製造スる際に用いられ
る触媒に関して、従来から数多くの提案がなされている
。しかし、触媒活性、メタクロレイン選択性、触媒の安
定性、触媒寿命などの触媒性能の点で従来提案の触媒は
まだ十分とはいえず、その改良が望まれていた。
相接触酸化してメタクロレインを製造スる際に用いられ
る触媒に関して、従来から数多くの提案がなされている
。しかし、触媒活性、メタクロレイン選択性、触媒の安
定性、触媒寿命などの触媒性能の点で従来提案の触媒は
まだ十分とはいえず、その改良が望まれていた。
(発明が解決しようとする課B)
本発明の目的は、触媒活性、メタクロレイン選択性、触
媒の安定性にすぐれた触媒を提供することにある。
媒の安定性にすぐれた触媒を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、イソブチレン又は三級ブタノールを分子
状酸素により気相接触酸化してメタクロレインを製造す
る際に用いられる触媒、特にMOlBiを必須成分とし
て含有し、好ましくはFe、NiおよびCOの中から選
ばれる1種以上の元素を含有する触媒について、活性、
メタクロレイン選択性に優れた触媒を開発すべく、触媒
成分、組成、調製法について鋭意検討を進めた結果、こ
れら成分を含む組成物とCeとMoを含有する複合酸化
物とを機械的に混合し、焼成して得られる触媒が、活性
、メタクロレイン選択性において非常に優れたものであ
ることを見出し本発明を完成させるに至った。
状酸素により気相接触酸化してメタクロレインを製造す
る際に用いられる触媒、特にMOlBiを必須成分とし
て含有し、好ましくはFe、NiおよびCOの中から選
ばれる1種以上の元素を含有する触媒について、活性、
メタクロレイン選択性に優れた触媒を開発すべく、触媒
成分、組成、調製法について鋭意検討を進めた結果、こ
れら成分を含む組成物とCeとMoを含有する複合酸化
物とを機械的に混合し、焼成して得られる触媒が、活性
、メタクロレイン選択性において非常に優れたものであ
ることを見出し本発明を完成させるに至った。
即ち本発明は、
イソブチレン又は三級ブタノールを分子状酸素を用いて
気相接触酸化してメタクロレインを製造するに際し、一
般式(I) Moa B ib F ec Xd Ye Zf Og
[式中、XはNi、Coの中から選ばれる1種以上の元
素、Yはに、Rb、Cs、、T Iの中から選ばれる1
種以上の元素、ZはW、Be、Mg、S、Ca、Sr、
Ba、Te、Se、Ce、Ge。
気相接触酸化してメタクロレインを製造するに際し、一
般式(I) Moa B ib F ec Xd Ye Zf Og
[式中、XはNi、Coの中から選ばれる1種以上の元
素、Yはに、Rb、Cs、、T Iの中から選ばれる1
種以上の元素、ZはW、Be、Mg、S、Ca、Sr、
Ba、Te、Se、Ce、Ge。
Mn、Zn、Cr、Ag、Sb、Pb、As5B、P、
Nb5Cu、Cd、Sn、AI、Zr、Tiの中から選
ばれる1種以上の元素を表わす。a、b、c、+L e
、f、gは各元素の原子比率を表わし、a=12のとき
、b =0.1〜10、C= 0〜20、d=0〜20
、e=0〜2、f=0〜4であり、gは前記各成分の原
子価を満足するに必要な酸素の原子数である。]で示さ
れる組成物(1)と−般式(n) Lnh Moi Oj [式中、Lnは希土類元素から選ばれる1種以上の元素
を表わす、h、i、j は各元素の原子比率を表わし、
i =1のとき、h =0.2〜1.5 、j は各成
分の原子価を満足するに必要な原子数である。]で示さ
れる組成物(II)との混合物を含有する触媒の存在下
、イソブチレン又は三級ブタノールを分子状酸素を用い
て気相接触酸化することを特徴とするメタクロレインの
製造方法である。
Nb5Cu、Cd、Sn、AI、Zr、Tiの中から選
ばれる1種以上の元素を表わす。a、b、c、+L e
、f、gは各元素の原子比率を表わし、a=12のとき
、b =0.1〜10、C= 0〜20、d=0〜20
、e=0〜2、f=0〜4であり、gは前記各成分の原
子価を満足するに必要な酸素の原子数である。]で示さ
れる組成物(1)と−般式(n) Lnh Moi Oj [式中、Lnは希土類元素から選ばれる1種以上の元素
を表わす、h、i、j は各元素の原子比率を表わし、
i =1のとき、h =0.2〜1.5 、j は各成
分の原子価を満足するに必要な原子数である。]で示さ
れる組成物(II)との混合物を含有する触媒の存在下
、イソブチレン又は三級ブタノールを分子状酸素を用い
て気相接触酸化することを特徴とするメタクロレインの
製造方法である。
本発明の効果を得るには、組成物(II)の組成は限定
的であり、組成物(1)と組成物(If)の混合割合も
限定的である。即ち、組成物(II)の希土類元素Ln
とモリブデンMoの原子比は0.2〜1.5の範囲、好
ましくは0.5〜1.0の範囲である。L n / M
o原子比が0.2以下では選択性の向上は認められる
が、Lnが含有されていないものと比べ活性の向上は認
められない。また、Ln/Mo比が1.5以上では、活
性の向上は認められるが、選択性が低下する。
的であり、組成物(1)と組成物(If)の混合割合も
限定的である。即ち、組成物(II)の希土類元素Ln
とモリブデンMoの原子比は0.2〜1.5の範囲、好
ましくは0.5〜1.0の範囲である。L n / M
o原子比が0.2以下では選択性の向上は認められる
が、Lnが含有されていないものと比べ活性の向上は認
められない。また、Ln/Mo比が1.5以上では、活
性の向上は認められるが、選択性が低下する。
更に、組成物(1)と組成物(II)の混合割合は、重
量比(組成物(■)/組成物(I))が0.001〜0
.2の範囲、より好ましくは0.O1〜0.1の範囲で
ある。重量比0.001以下では選択性の向上は認めら
れるが、活性の向上は認められない。
量比(組成物(■)/組成物(I))が0.001〜0
.2の範囲、より好ましくは0.O1〜0.1の範囲で
ある。重量比0.001以下では選択性の向上は認めら
れるが、活性の向上は認められない。
また、重量比0.2以上では、活性の向上は認められる
が、選択性が低下する。
が、選択性が低下する。
本発明の方法で使用する組成物(1)および組成物(n
)は、この分野で通常用いられる公知の方法、例えば次
のような方法で調製することができる。
)は、この分野で通常用いられる公知の方法、例えば次
のような方法で調製することができる。
組成物(1)は、適当なモリブデン酸塩、例えばモリブ
デン酸アンモンを純水に加熱熔解し、必要に応してに、
Rh、CsおよびTIから選ばれる少なくとも1種の塩
を加え、水溶液のBiの化合物を加え、必要に応して、
水溶液のFe、C。
デン酸アンモンを純水に加熱熔解し、必要に応してに、
Rh、CsおよびTIから選ばれる少なくとも1種の塩
を加え、水溶液のBiの化合物を加え、必要に応して、
水溶液のFe、C。
および/またはNiの化合物を加え、さらに必要があれ
ば、Be5Mg、S、Ca、5rSBa、Te、5eS
Ce、Ge、Mn、Zn%Cr。
ば、Be5Mg、S、Ca、5rSBa、Te、5eS
Ce、Ge、Mn、Zn%Cr。
Ag、Sb、Pb、As5B、P、Nb、Cu。
W、Cd、、Sn、Al、Zr、Tiの中から選ばれる
1種以上の元素の化合物を加え、また必要に応じて5i
ntなどの担体を加え、得られる泥状懸濁液を乾燥し、
仮焼し、400〜650℃の温度範囲で焼成する。
1種以上の元素の化合物を加え、また必要に応じて5i
ntなどの担体を加え、得られる泥状懸濁液を乾燥し、
仮焼し、400〜650℃の温度範囲で焼成する。
また、組成物(n)は以下の方法によって得られる。
(1)適当なモリブデン酸塩、例えばモリブデン酸アン
モンを純水に加熱溶解し、目的の希土類の硝酸塩水溶液
を加え、アンモニア水で中和後、加熱処理し、得られた
沈殿物を水洗した後、500’C以下で焼成する。
モンを純水に加熱溶解し、目的の希土類の硝酸塩水溶液
を加え、アンモニア水で中和後、加熱処理し、得られた
沈殿物を水洗した後、500’C以下で焼成する。
(2) 目的の希土類の硝酸塩水溶液をアンモニア水
で中和し、得られた沈殿物とモリブデン酸を、必要に応
して蒸留水を加えて、加熱混合し、混合物を500°C
以下で焼成する。
で中和し、得られた沈殿物とモリブデン酸を、必要に応
して蒸留水を加えて、加熱混合し、混合物を500°C
以下で焼成する。
本発明の方法で用いる触媒は、前記した組成物(1)と
組成物(II)を重量比(All成物酸物)/組成物(
I))が0.001〜0.2の範囲、より好ましくは0
.01〜0.1の範囲で混合し、必要に応じて水を加え
、加熱混合し、蒸発乾量し、焼成して調製される。
組成物(II)を重量比(All成物酸物)/組成物(
I))が0.001〜0.2の範囲、より好ましくは0
.01〜0.1の範囲で混合し、必要に応じて水を加え
、加熱混合し、蒸発乾量し、焼成して調製される。
本発明の触媒の原料は、触媒調製過程で酸化物の形に分
解されうる化合物が望ましい。そのような化合物として
は、例えば硝酸塩、アンモニウム塩、有機酸塩、水酸化
物、酸化物、金属酸、金属酸アンモニウム塩などである
。
解されうる化合物が望ましい。そのような化合物として
は、例えば硝酸塩、アンモニウム塩、有機酸塩、水酸化
物、酸化物、金属酸、金属酸アンモニウム塩などである
。
シリカの原料としては、シリカゾル、シリカゲル、珪酸
エステル、珪酸塩などが用いられる。
エステル、珪酸塩などが用いられる。
触媒は粒状または成形体として同定床で使用される6本
触媒は移動床または流動床にも使用できる。
触媒は移動床または流動床にも使用できる。
本発明による接触気相酸化反応は原料ガス組成として1
〜10容量%のインブチレンまたは三級ブタノール、3
〜20容量%の分子状酸素および70〜96容量%の希
釈ガスからなる混合ガスを前記した触媒上に250〜4
50″Cの温度範囲および常圧〜10気圧の圧力下、空
間速度300〜5000/h rで導入することで実施
される。
〜10容量%のインブチレンまたは三級ブタノール、3
〜20容量%の分子状酸素および70〜96容量%の希
釈ガスからなる混合ガスを前記した触媒上に250〜4
50″Cの温度範囲および常圧〜10気圧の圧力下、空
間速度300〜5000/h rで導入することで実施
される。
分子状酸素としては通常空気が使用されるが、純酸素を
使用してもよい。
使用してもよい。
希釈ガスとしては窒素、炭酸ガスなどの不活性ガスが使
用される0反応ガスに含まれる非凝縮性ガスの一部を循
環して希釈ガスとして使用してもよい。
用される0反応ガスに含まれる非凝縮性ガスの一部を循
環して希釈ガスとして使用してもよい。
希釈ガスとして水蒸気を併せて使用することが活性、選
択性を高める上で好ましい、その場合、原料ガス中の水
蒸気は通常6o容量%まで添加される。
択性を高める上で好ましい、その場合、原料ガス中の水
蒸気は通常6o容量%まで添加される。
(実施例)
実施例および比較例によって本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
実施例および比較例中の反応率19選択率、収率は次の
通り定義される。
通り定義される。
ここで、1−C4°はイソブチレン、TBAは三級ブタ
ノールである。
ノールである。
実施例1
水1200m1を加熱撹拌しつつ、モリブデン酸アンモ
ン127.2gを溶解しA液とした。水180m1 に
硝酸コバルト139.6g、硝酸第二鉄72.20gを
溶解しB液トじ7’、:、60%6M酸15m1 ト水
150m1 トかラナ<) 6#酸水溶液に硝酸ビスマ
ス28.57gを溶解しC液とした。
ン127.2gを溶解しA液とした。水180m1 に
硝酸コバルト139.6g、硝酸第二鉄72.20gを
溶解しB液トじ7’、:、60%6M酸15m1 ト水
150m1 トかラナ<) 6#酸水溶液に硝酸ビスマ
ス28.57gを溶解しC液とした。
A液にB液、C液を順次滴下混合し、得られたスラリー
溶液を噴霧乾燥し仮焼して、Mo/Bi/F e /
CO原子比が12/1/3/8なる組成物(1)を得た
。
溶液を噴霧乾燥し仮焼して、Mo/Bi/F e /
CO原子比が12/1/3/8なる組成物(1)を得た
。
水300m1を加熱撹拌しつつ、モリブデン酸アンモン
31.8gを溶解しD液とした。60%硝酸10+wl
と水100m1 とからなる硝酸水溶液に硝酸セリウム
35.2gを溶解しE液とした。D液にE液を滴下混合
した後、アンモニア水で中和し、100℃で8時間加熱
撹拌し、得られた沈殿を良く水洗した後、乾燥し仮焼し
て、Ce / M o原子比が0.5/1なる組成物(
If)を得た。
31.8gを溶解しD液とした。60%硝酸10+wl
と水100m1 とからなる硝酸水溶液に硝酸セリウム
35.2gを溶解しE液とした。D液にE液を滴下混合
した後、アンモニア水で中和し、100℃で8時間加熱
撹拌し、得られた沈殿を良く水洗した後、乾燥し仮焼し
て、Ce / M o原子比が0.5/1なる組成物(
If)を得た。
組成物(I)と組成物(If)を、それらの重量比(組
成物(■)/組成物(I))が0.01となるように混
合し、更に蒸留水を加え、16時間加熱下撹拌混合し、
120℃で12時間乾燥し、次いで540℃で4時間焼
成して触媒を得た。
成物(■)/組成物(I))が0.01となるように混
合し、更に蒸留水を加え、16時間加熱下撹拌混合し、
120℃で12時間乾燥し、次いで540℃で4時間焼
成して触媒を得た。
得られた触媒1mlを通常の流通式反応器に充填し、イ
ソブチレン8.3容量%、酸素16.7容量%、水蒸気
8.3容量%、残り66.7容量%が窒素という原料ガ
ス組成、反応温度300°C2空間速度3600/hr
という条件で反応を行い、触媒の性能を評価した。
ソブチレン8.3容量%、酸素16.7容量%、水蒸気
8.3容量%、残り66.7容量%が窒素という原料ガ
ス組成、反応温度300°C2空間速度3600/hr
という条件で反応を行い、触媒の性能を評価した。
評価結果を表1に示した。
実施例2〜13および比較例1〜3
実施例1と同様にして調製した組成物(1)と表1に示
した原子比を持ち実施例1と同様にして調製した組成物
(If)を表1に示した重量比(組成物(■)/組成物
(I))となるように混合し実施例1と同様の方法で触
媒を調製した。
した原子比を持ち実施例1と同様にして調製した組成物
(If)を表1に示した重量比(組成物(■)/組成物
(I))となるように混合し実施例1と同様の方法で触
媒を調製した。
得られた触媒の性能を実施例1と同様の方法で評価した
。結果を表1に示した。
。結果を表1に示した。
実施例14〜16および比較例4.5
実施例1と同様にしてM o / B i / F e
/ C。
/ C。
原子比が2/31010となるように調製した組成物(
1)と表2に示した原子比を持ち実施例1と同様にして
調製した組成物(If)を表2に示した重量比(組成物
(■)/組成物(■))となるように混合し実施例1と
同様の方法で触媒を調製した。
1)と表2に示した原子比を持ち実施例1と同様にして
調製した組成物(If)を表2に示した重量比(組成物
(■)/組成物(■))となるように混合し実施例1と
同様の方法で触媒を調製した。
得られた触媒の性能を実施例1と同様の方法で評価した
。結果を表2に示した。
。結果を表2に示した。
(発明の効果)
組成物(1)のみからなる触媒は、本発明の触媒に比べ
活性が低く高い反応温度が必要で、またメタクロレイン
への選択性も低かった(比較例1.2)。
活性が低く高い反応温度が必要で、またメタクロレイン
への選択性も低かった(比較例1.2)。
また、組成物(II)のみからなる触媒は、活性が低く
、またメタクロレインへの選択性はまったくなかった(
比較例3)。
、またメタクロレインへの選択性はまったくなかった(
比較例3)。
これら組成物(I)、(II)を混合して得られる本発
明の触媒は、触媒活性が高いため、従来の触媒より低い
反応温度で目的反応が進行し、高温で起こり続ちなメタ
クロレインなどの目的物の酸化が起りにくいため、選択
性が優れていた。
明の触媒は、触媒活性が高いため、従来の触媒より低い
反応温度で目的反応が進行し、高温で起こり続ちなメタ
クロレインなどの目的物の酸化が起りにくいため、選択
性が優れていた。
特許出願人 三井東圧化学株式会社
Claims (3)
- (1)イソブチレン又は三級ブタノールを分子状酸素を
用いて気相接触酸化してメタクロレインを製造するに際
し、一般式( I ) MoaBibFecXdYeZfOg [式中、XはNi、Coの中から選ばれる1種以上の元
素、YはK、Rb、Cs、Tlの中から選ばれる1種以
上の元素、ZはW、Be、Mg、S、Ca、Sr、Ba
、Te、Se、Ce、Ge、Mn、Zn、Cr、Ag、
Sb、Pb、As、B、P、Nb、Cu、Cd、Sn、
Al、Zr、Tiの中から選ばれる1種以上の元素を表
わす。a、b、c、d、e、f、gは各元素の原子比率
を表わし、a=12のとき、b=0.1〜10、c=0
〜20、d=0〜20、e=0〜2、f=0〜4であり
、gは前記各成分の原子価を満足するに必要な酸素の原
子数である。]で示される組成物( I )と一般式(II
) LnhMoiOj [式中、Lnは希土類元素から選ばれる1種以上の元素
を表わす。h、i、jは各元素の原子比率を表わし、i
=1のとき、h=0.2〜1.5、jは各成分の原子価
を満足するに必要な原子数である。]で示される組成物
(II)との混合物を含有する触媒の存在下、イソブチレ
ン又は三級ブタノールを分子状酸素を用いて気相接触酸
化することを特徴とするメタクロレインの製造方法。 - (2)組成物( I )と組成物(II)との重量比が1:
0.001〜1:0.2の範囲である請求項1に記載の
方法。 - (3)組成物(II)がXRD測定でd=3.4〜3.8
Å付近に相当する所に強い回折線を示す複合酸化物を含
むものである請求項1に記載の方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2146297A JP2841324B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | メタクロレインの製造方法 |
EP91304898A EP0460870B1 (en) | 1990-06-06 | 1991-05-30 | Method for preparing methacrolein |
DE69105630T DE69105630T2 (de) | 1990-06-06 | 1991-05-30 | Verfahren zur Herstellung von Methacrolein. |
US07/711,198 US5138100A (en) | 1990-06-06 | 1991-06-06 | Method for preparing methacrolein |
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---|---|
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WO2012063771A1 (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | 日本化薬株式会社 | メタクロレインおよびメタクリル酸製造用触媒、ならびにその製造方法 |
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FR2756499B1 (fr) * | 1996-12-03 | 1999-01-22 | Atochem Elf Sa | Systeme catalytique notamment pour l'oxydation menagee et selective des alcanes en alcenes et aldehydes insatures |
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US7649112B2 (en) | 2005-07-25 | 2010-01-19 | Saudi Basic Industries Corporation | Integrated plant for producing 2-ethyl-hexanol and methacrylic acid and a method based thereon |
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US8722940B2 (en) | 2012-03-01 | 2014-05-13 | Saudi Basic Industries Corporation | High molybdenum mixed metal oxide catalysts for the production of unsaturated aldehydes from olefins |
CN111389410A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-10 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种复合金属氧化物催化剂及其制备方法 |
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1990
- 1990-06-06 JP JP2146297A patent/JP2841324B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-30 EP EP91304898A patent/EP0460870B1/en not_active Expired - Lifetime
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- 1991-06-06 US US07/711,198 patent/US5138100A/en not_active Expired - Fee Related
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EP0460870A3 (en) | 1992-01-08 |
DE69105630D1 (de) | 1995-01-19 |
EP0460870B1 (en) | 1994-12-07 |
US5138100A (en) | 1992-08-11 |
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