加氢反应器配管设计的几个要点
加氢反应器的设计要求和结构分析

一.设计背景工程科学是关于工程实践的科学基础,现代过程装备与控制工程是工程科学的一个分支,因此,生产实习是工科学习的重要环节。
在兰州兰石集团实习期间,对化工设备的发展前景和各种化工容器如反应釜、换热器、储罐、分液器和塔器等的有所了解和学习。
生产实习的主要任务是学习化工设备的制造工艺和生产流程,将理论知识与生产实践相结合,理论应用于实际。
因此,过程装备与检测的课程设计的设置是十分必要的。
由于我们实习的加工车间正在进行加氢反应器的生产,而加氢反应器是石油化工行业的关键设备,其生产工艺和设计制造在化工设备中具有显著的代表性,为此,选择加氢反应器这一典型的化工设备作为课程设计的设计题目。
二加氢反应器的主要设计参数2.1:引用的主要标准及规范国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》(99)版GB150-1998 《钢制压力容器》GB6654-1996 压力容器用钢板(含1、2号修改单)JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定JB/T4709-2000 钢制压力容器焊接规程JB4744-2000 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验JB/T4730-2005 承压设备无损检测JB4726-2000 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件JB4728-2000 压力容器用不锈钢锻件GB/4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带GB/T3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T3077-1999 合金结构钢GB/T14976-2002 流体输送用不锈钢无缝钢管JB/T4711-2003 压力容器涂敷与运输包装2.2 主要技术参数表一设计压力8.4MPa设计温度400℃最高工作压力7.8MPa最高工作温度343℃容器类别三类容器容积225立方米腐蚀裕量 5水压试验立式7.47/卧式7.55MPa盛装介质石脑油、油气、氢气、硫化氢主体材质 2.25Cr-1Mo2.3 结构特点该加氢精制反应器为板焊结构,其内径φ4000㎜,壁厚96.5㎜,由2节组成;封头内半径2043.5㎜,壁厚96.5㎜,总重量94550Kg。
加氢处理装置工艺管道加工方案

加氢处理装置工艺管道加工方案一、管道选材1.加氢处理装置工艺管道选材需根据工艺要求来选择,一般选择耐高温、耐压、耐腐蚀的材料。
常见的选材有不锈钢、低合金钢等。
2.对于加氢处理装置中的高温管道,可选用耐高温合金钢材料,如Cr-Mo合金钢。
3.对于加氢处理装置中的腐蚀介质管道,可选用耐腐蚀材料,如316不锈钢。
二、管道制造1.加氢处理装置工艺管道制造需要确保管道的质量符合工艺要求。
要选择有经验的制造商来制造管道。
2.管道的焊缝要符合相关标准,如焊接工艺规程、焊接评定标准等。
3.在制造过程中,要进行适当的无损检测,如射线检测、超声波检测等,以确保管道的无缺陷。
三、管道安装1.加氢处理装置工艺管道安装需要遵循相关标准和规范,如焊接工艺规程、管道安装规范等。
2.在安装前,要对管道进行清洗、除垢等预处理工作,以确保管道内部洁净,并防止杂质对设备的腐蚀。
3.安装时,要确保管道的定位准确,连接牢固,避免管道之间的泄漏和变形。
4.安装后,要进行压力实验,检测管道的密封性和承压能力。
四、管道维护1.加氢处理装置工艺管道的维护包括定期检查、清洗、防腐、修复等工作。
2.定期检查管道的状态,如管道的腐蚀情况、焊接接头的泄漏情况等,及时采取措施修复。
3.定期清洗管道内部,除去污垢和沉积物,以保持管道的通畅。
4.定期进行防腐处理,如涂层、防腐蚀涂料等,以延长管道的使用寿命。
五、管道安全管理1.加氢处理装置工艺管道在使用中需要建立完善的安全管理制度,明确责任人,并进行培训和考核。
2.加氢处理装置工艺管道应与其他设备、管线进行有效隔离,以防止交叉污染和事故发生。
3.对管道进行定期的安全检查,及时发现问题并进行处理,确保管道的安全运行。
总之,加氢处理装置工艺管道的加工方案需要从选材、制造、安装、维护和安全管理等多个方面进行综合考虑,以确保管道的质量和安全性,保障加氢处理装置的正常运行。
氢气管道设计规范

氢气管道设计规范一、设计依据本项目旨在设计一条4500Nm3/h输配送项目管道,以实现氢气的输送。
设计依据包括管道规格、法兰选用、标高等方面的规定。
二、设计范围本项目的设计范围为4500Nm3/h输配送项目管道施工图设计。
三、项目统一规定1)生产装置主项编号为J,分项编号为478,工艺编号为PS/PD/VL。
2)本次设计中,管道规格选用HG-93标准中的Ⅱ系列管道,法兰选用PN系列(HG~-2009)。
3)装置的标高均为相对标高。
四、设计采用标准本设计采用了多项标准,包括《化工装置工艺系统工程设计规定》、《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》、《化工企业安全卫生设计规定》、《建筑设计防火规范》、《石油化工企业设计防火规范》、《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》、《流体输送用无缝钢管》、《石油裂化用无缝钢管》、《钢制对焊无缝管件》、《钢制管法兰、垫片、紧固件》、《管架标准图》、《化工装置管道布置设计规定》、《化工装置设备布置设计规定》、《石油化工管道设计器材选用通则》、《化工设备、管道外防腐设计规定》、《工业设备及管道绝热工程设计规范》、《工业金属管道工程施工及验收规范》、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》、《化工金属管道工程施工及验收规范》、《氢气站设计规范》、《氢气使用安全技术规程》、《工业管路的基本识别色、识别符号和安全标识》。
这些标准规范将为本项目提供指导和支持。
五、设备安装本文档未提及设备安装,因此此段落删除。
本文介绍了泄漏量试验和管道防雷防静电的相关内容。
试验介质可以是空气或氮气,试验压力为1.0P(P为氢气管道设计压力)。
需要注意的是,试验介质不应含油,以空气或氮气做强度试验时,应制定安全措施,并在达到试验压力后保压5min,以无变形、无泄漏为合格。
以水做强度试验时,应在试验压力下保持10min,以无变形、无泄漏为合格。
气密性试验达到规定试验压力后,保压10min,然后降至设计压力,对爆缝及连接部位进行泄漏检查,以无泄漏为合格。
加氢反应炉布置及其两相流进出口管道设计

第4期 收稿日期:2020-11-24作者简介:张文识(1986—),河南信阳人,工程师,主要从事石油化工装置的管道设计工作。
加氢反应炉布置及其两相流进出口管道设计张文识(中石化广州工程有限公司,广东广州 510000)摘要:加热炉是各种加氢装置中的主要热源设备,其进出口管道具有高温、临氢、厚壁及相连设备管嘴受力严苛等特点。
本文以某汽油加氢改造装置为例,结合标准规范阐述了炼油装置中加热炉平面布置的基本要求,对反应加热炉因基础承载问题而引起平面位置调整做了说明。
通过不同管道布置方案的对比,从对称布置、管道柔性以及加热炉管嘴允许受力等方面对两相流加热炉进出口管道的设计提出了建议,为加氢装置中同类型混相流管道的规划设计提供了参考。
关键词:加氢装置;加热炉;两相流管道;布置;管嘴受力中图分类号:TE624.432 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2021)04-0189-04 反应加热炉作为加氢装置的主要设备之一,为加氢反应必要的高温环境提供热源保证,是实现工艺过程的重要环节。
作为明火设备,反应加热炉在加氢装置平面中的方位布置应优先确定,然后依据进料关系和防火间距布置相关设备和设施。
除某些高压加氢裂化装置采用氢气加热炉外,大部分加氢装置采用炉前混氢工艺[1],反应进料加热炉炉管内介质为氢油混相,这类加热炉操作条件苛刻,进、出口管道内介质为高温高压的两相流,如果管道布置不合理,极易引起振动,给装置的平稳运行带来安全隐患。
现结合某汽油加氢改造装置,对反应炉的平面方位布置,气液两相流进、出口管线合理化布置和管嘴允许受力限制等方面进行分析探讨。
1 加热炉的平面布置要求1.1 加热炉方位布置要求加热炉通常被布置在装置的边缘地区,宜布置在可燃气体、液化烃及甲B、乙A类可燃液体设备的全年最小频率风向的下风侧,以免泄露的可燃物触及明火,发生事故。
以某炼油厂汽油加氢装置为例:装置为长条形布置,西侧为主管桥,设备主要分布在装置的东侧,其中三台加氢反应器等设备布置在装置北侧区域,详见下图1所示。
加氢反应器的管道设计要点

加氢反应器的管道设计要点发布时间:2023-03-06T03:34:45.262Z 来源:《中国科技信息》2022年第10月19期作者:姜强凌胡杨[导读] 加氢是我国重油深加工、提质和精制的主要技术,因此各种加氢装置(如汽油加氢、柴油加氢、渣油加氢、加氢裂化、加氢精制等)姜强凌胡杨新疆天利石化股份有限公司新疆克拉玛依市 833699摘要:加氢是我国重油深加工、提质和精制的主要技术,因此各种加氢装置(如汽油加氢、柴油加氢、渣油加氢、加氢裂化、加氢精制等)。
已经成为炼油厂的重要组成部分。
加氢反应器是加氢装置的核心设备,具有高温、高压和临氢的特点。
其管道设计的合理性对反应器的正常操作和维护、整个装置的安全生产以及投资的降低起着重要的作用。
本文对设备的布置、框架和平台的布置、开孔的朝向和附属管道的布置进行了简要的论述。
关键词:加氢反应器;管道;设计要点1反应器的平面布局加氢反应器的布置不仅要考虑反应器本身的布置,还要考虑与装置内进料加热炉、产品换热器和管廊的协调。
反应器的平面布置应满足工艺设计的要求。
为了控制反应系统的压力降和温度降,进料加热炉和反应器通常彼此靠近布置。
根据石油化工企业设计防火标准,加氢反应器和进料加热炉宜布置在装置边缘,并应位于可燃气体、液态烃和甲、乙、乙类设备全年最小频率风向的下风侧。
加氢反应器和加热炉属于一个系统,对防火间距没有要求。
规范中规定的间距不应小于4.5m。
进料加热炉和反应器之间留有空间,用于通道和管道的布置和维护。
本项目进料加热炉和反应器布置在管廊的同一侧,位于装置边缘的西南角。
三个反应堆的中心线对齐排列成一个框架,南侧是维修区。
2急冷氢管道的配管注意事项反应器急冷氢管线的流程通常如下:从混氢母线或支线引出,设置流量计和根部闸阀,闸阀后设置调节阀组控制催化剂床层温度。
通常在床的同一高度设置3 ~ 4个热电偶或一个多点热电偶,取每个热电偶的平均值作为温度信号。
调节阀和反应器之间设有Y形阀和止回阀。
加氢反应器管道设计要点

介质 温度 不高并且 布置在平台上 ,而反应器 注氢管嘴 处会随反 应 器 的热 涨 而 升 高 ,为保 证 注 氢 管 嘴 法 兰 安 全 无 泄 漏 ,避 免 反 应器对管道进 行拉 扯 ,冷氢管 道设 计时应 考虑管 道 的柔 性 J 。 虽然冷氢管道 温度不 高 ,但在管 道设 计 中也应 进行详 细的管道 应力计算 ,并 在适 当位 置设 置弹簧支 吊架 。由于靠近 冷氢注人
周期安全运行至关重要 。 参 考 文 献
[ 1 ] 唐永 进. 压 力 管道 应力 分 析 [ M] . 北京 : 中国石 化 出版 社 , 2 0 0 3 :
防蒸汽 圈管 ,消防蒸汽 圈管 固定 于法兰处 ,圈管下侧开有 左右 4 5 。 孑 L 。消防蒸汽 切断 阀 的设 置应 集 中布置 在 明显 、安全 和开 启方便 的地方 ,通 常布 置在 地面处 。根据 《 石油化工 企业设计
反应器的安 装 就位 。各反 应 器操 作平 台的标 高 应尽 量 保 持一 致 ,以便于检修 、操作及管道布 置。反应 器基础 与反应器 框架 的基础应没有相对 沉降量。反应 器 的基 础与管桥 和加氢 反应产 物换热器 的基础相对沉 降量 不得大 于 1 0 mm。反 应器框架 顶平 台及每隔 4层 中间平 台应考虑选 用复合 钢格栅板 。为保证 电动 葫芦的使用完好 ,在 吊车梁上部 及反应器 头盖放 置区侧设 置 吊 车防雨雪棚 ,并在 吊车梁下 部及 反应器 头盖放置 区侧设 置 电动 葫芦检修平 台。
布管
应 位 于入 口 管 道 顶 部 ,以 避 免 注 入 结 束 后 ,残 液 对 管 道 的 腐 蚀 。 管道 注入 点不 应 与 测压 管 道 的 开 口合 并 为 一 个 ,以 避 免 在
浅析加氢反应器急冷氢管系设计

33反应器是加氢裂化装置中的核心设备,在高温(操作温度约410℃) 、高压(操作压力约18MPa) 、临氢及H 2S腐蚀条件下操作,配管设计的合理性对反应器的安全运行、检修以及整个装置的正常运行都至关重要。
介质在反应器中反应会释放大量的热,为控制催化剂床层温度,维持其活性,需向反应器注入冷氢,从而控制反应器的温度,以保证反应的顺利进行。
本文从管口方位、管道布置、柔性、支架等方面,对加氢反应器急冷氢管系的设计进行分析。
1 开口方位的确定急冷氢入口在反应器床层的上部,一般开在设备的侧面。
方位的确定要根据急冷氢管口内构件与热电偶的相对关系要求统一进行规划。
为方便检修时抽出和插入,急冷氢管口水平方向应留有一定的操作空间,且竖直方向应与上下平台横梁保持足够的空间,以保证生产过程中反应器本体受热向上膨胀时,管道不会与框架平台梁相碰。
此外,还应考虑急冷氢调节阀组的安放位置和管道的走向。
2 管道的布置冷氢注入管线设计温度与压力一般以止回阀为界,止回阀后设计温度与同反应器内的介质温度一致,设计压力为15.9MPa;单向阀前设计温度为89℃、设计压力为16.62MPa。
由于止回阀本身不可能完全止回的特点,造成止回阀前操作温度可能大于200℃,所以急冷氢管道上的止回阀应尽量靠近反应器的急冷氢管口,以减小热介质在急冷氢管道中的行程,从而减小管道的受力及降低投资。
急冷氢管道上的盲板尽量靠近反应器布置,开停车检修时能够把反应器单独隔离,但因盲板法兰处常作为材质分界点(盲板后管道材质一般为不锈钢,盲板前管道材质为碳钢),故要求盲板距离止回阀有足够的长度,使工艺介质冷却至200℃以下从而降低材质要求。
因而须根据工艺热力衰减核算确定盲板位置。
急冷氢管道上的调节阀组应尽量安装于地面,以便在紧急状态下方便操作。
调节阀组的切断阀有单阀、双阀两种,安装双阀时宜紧密相连,手轮错开这样既减少焊口又便于操作。
3 柔性设计急冷氢注入反应器前的温度为200℃左右,反应器内的油气温度为420℃,一冷一热交汇使得管道受力不均,另外反应器筒体受热向上膨胀会把急冷氢管道(靠近反应器部分)提起来,造成管道倾斜,局部地方应力集中,易使管道产生裂纹及法兰泄漏。
浅谈加氢反应器的设计要点

浅谈加氢反应器的设计要点范强强#(安徽实华工程技术股份有限公司)摘要加氢反应器是石油化工行业加氢装置中的关键设备,高温、高压以及苛刻的工艺介质 环境导致了加氢反应器设计时具有特殊性。
主要从材料选择、结构设计、制造要求等方面简要 介绍了加氢反应器的设计要点。
在设计过程中,充分优化设计结构,可以较好地提高设备的质 量和使用寿命。
关键词加氢反应器设计要点优化结构中图分类号 T E 966D O I : 10.16759/j .cn k i .issn .1007-7251.2021.04.008Key Points of Hydrogenation Reactor DesignFAN QiangqiangAbstract: Hydrogenation reactor w a s the k ey equipment of hydrogenation unit in petrochemical industry.T h e high temperature, high pressure and harsh process m e d i u m environment h ad led to the special design of the hydrogenation reactor. T h e design points of hydrogenation reactor w e r e discussed f r o m the aspects of material selection, structural design a nd manufacturing requirements. In the design process, fully optimizing the design structure could better improve the quality a nd service life of the equipment.Key words: Hydrogenation reactor; Design Point; Structure optimization0刖自随着节能减排、环境保护的要求日益严格,各行 业对油品质量的要求也不断提高,给石化行业的工艺 和设备带来了挑战。
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加氢反应器配管设计的几个要点
摘要:加氢反应器的配管设计是整个加氢装置配管设计的关键部分。
本文针对加氢反应器配管设计中容易忽视的几个要点进行了阐述,旨在提醒配管工程师在设计中提高重视,并尽可能进行设计优化,以满足装置设计的多方面要求。
关键词:加氢装置;反应器;配管
前言:加氢反应器是加氢装置的核心设备。
加氢反应器的配管设计不但要满足工艺要求,还要达到节省投资,方便操作、检修,满足消防和长周期安全运行的目的,是整个装置配管设计的重中之重。
本文结合柴油加氢精制装置的管道设计进行了一些探讨。
本套装置是以直馏柴油、焦化汽油和焦化柴油的混合油为原料,经过催化加氢反应进行脱硫、脱氮、烯烃饱和,用以生产精制石脑油和精制柴油。
加氢装置火灾危险性分类属甲类,主要工艺特点是高温、高压、临氢。
为了确保设计产品质量,我们应该在以下几个方面加强认识:
一、反应器平面布置
(1)反应器布置应满足建设地区的自然条件和地理位置的要求。
反应器和反应进料加热炉是装置中潜伏火灾危险性比较大的设备,一般布置在装置区的边缘并靠近消防通道,且位于可燃气体、液化烃、甲B类液体介质设备的全年最小频率风向的下风侧,同时考虑将反应器布置于地质条件好的地段,确保其基础牢固可靠。
(2)反应器的布置应满足工艺设计的要求。
为控制反应系统的温降,压降,避免发生副反应,一般将反应器,换热器和反应进料加热炉等靠近布置,同时在反应器管嘴和其相关管道的应力不超过许用应力的前提下,反应器布置应使管道长度尽量短。
(3)反应器布置应满足安全的要求。
反应器与其进料加热炉之间或取走反应热的换热器,可视为一个系统,没有防火间距的要求[1],一般联合集中布置在装置的一端或一侧。
反应器与其进料加热炉的间距应尽量缩短,考虑到反应器与其进料加热炉之间的安全通道,管道布置及检修需要的空间,其距离不应小于4.5m[3]。
反应器与其无关设备和加热炉一般分开布置,其间距应满足防火和防爆规范的要求。
(4)反应器布置应满足操作和检修要求。
反应器一般按一条直线成组布置在构架内,构架顶部设置吊运机具,装催化剂和检修用的平台,构架下部有卸催化剂的空间,构架一侧有堆放和运输催化剂所需要的场地和道路。
(5)反应器布置应满足施工安装要求。
为方便可施工,应提供必要的反应器吊装、运输或在现场进行组装所需要的场地和通道[2]。
二、反应器框架及平台的设置
1.应充分考虑反应器的热膨胀
(1)给土建专业提反应器框架结构设计条件时,应充分考虑反应器的热胀量,仔细计算反应器顶部框架平台的高度及开洞大小,要特别注意避免因反应器受热向上膨胀时其封头(包括设备保温层)与框架平台梁相碰,以免土建框架梁
限制了反应器的热胀,影响反应器的正常运行。
因此提反应器的框架结构设计条件时,应特别注明此设计条件,如图一所示。
(2)反应器框架其它各层平台的设置,在满足操作和检修要求的同时,应保证在反应器的热膨胀的时候,反应器各个嘴子(包括进料口,出料口,冷氢注入口,催化剂卸料口,热电偶口)均不会与框架平台梁相碰。
尤其是热电偶口,经常容易被忽视,往往容易出问题,因而应提高重视。
2.应满足操作检修的要求
根据反应器结构特点合理确定管口方位,如反应器催化剂卸料口应朝向检修侧或空场地,冷氢管口应考虑其安装检修时需要的插人和抽出空间。
反应器顶部需要拆卸顶盖时,考虑设置永久式吊柱、吊梁或吊车,并可在平台上进行操作。
阀门应布置在可拆卸区的外侧,并位于不影响检修的地方。
3.应满足催化剂装填需要
(1)确定催化剂的吊装方式。
反应器的催化剂装填一般有3种方式:使用吊车起吊;使用电动葫芦;吊车与电动葫芦相结合。
设计时应在顶层框架上设置放置催化剂料桶的区域。
在反应器框架设计前,应与业主进行讨论沟通,以确定催化剂装填方式。
(2)若使用电动葫芦的吊装方式,应根据催化剂料桶的满载重量和反应器头盖重量中较重者选择电动葫芦的型号,并根据催化剂料桶尺寸和装料操作方式来确定电动葫芦轨底标高。
4.各反应器基础顶面标高应保持一致
当一个反应框架中有两个或两个以上反应器时,各反应器的基础顶面标高宜保持一致,以方便反应器的安装就位。
各反应器操作平台的标高也应尽量统一,以便于检修、操作及管道布置。
三、反应器的管道布置
1.反应器进出口管道
(1)因介质的反应环境高温、高压且临氢,导致管道材料等级较高,且管壁较厚,往往需到国外采购。
为节省管道材料和减少管道压力降,应在满足工艺要求的情况下,在管道及设备(加热炉,反应器)允许的受力范围内,管道要尽量短和少拐弯。
(2)设计时要充分考虑管道的热位移,避免和框架的梁及斜撑相碰。
(3)反应器进出口法兰处均设有“8”字盲板和消防蒸汽盘管,应设置检修平台。
消防蒸汽切断阀的设置应满足防火规范的要求。
2.冷氢管道
为了控制反应温度,催化剂床层间需要注入冷氢。
(1)冷氢管道的特点是:管道介质温度不高,在反应器嘴子处随反应器的热胀而升高。
为避免对管道进行
拉扯,设计时应考虑管道的柔性。
(2)由于靠近冷氢注入管嘴处温度较高,为了降低阀门材料等级和方便操作,冷氢管道上的温控阀组应远离冷氢注入管嘴布置(距离应满足工艺流程要求),一般置于地面上。
(3)如果冷氢嘴子检修和安装时需要抽出和插入,在冷氢管嘴方位设计时应考虑抽出空间。
3.注硫线和注氨线
如果工艺流程要求在靠近反应器入口处注硫和注氨,管道设计时应注意以下几点。
(1)注入管嘴应布置在管道顶部,以避免残夜对管道造成腐蚀。
(2)注硫、注氨与测压管嘴应各自单独设置,不能混用。
(3)由于反应器向上热胀量很大,而注硫线和注氨线本身为常温,基本不膨胀,因此应当注意管道的柔性,并在适当的位置设置弹簧支吊架。
4.测压管道
测压管道应从主管顶部接出,不可从管底接出,以免堵塞和腐蚀。
差压变送器应高于测压点,安装于反应器上层平台。
四、管道支架
(1)高压管道及不锈钢管道应尽量采用卡箍型管托、管吊,尽量避免或减少焊接型的管托、管吊。
(2)对于热位移较大的管道,支吊架中经常用到较多的弹簧支吊架和导向支架。
其中吊架应注意吊杆的长度不宜过短,保证热态吊杆的偏移角度不超过4°。
而导向支架不宜选用管卡式,应选用框式,以避免限制管道的轴向位移。
五、结语
本文根据加氢装置反应器配管设计的特点,从设备平面布置、管道布置等方面,针对几个容易忽视的设计细节进行了论述。
因反应器配管设计的优劣对整个装置的投资、操作、检修、消防和长周期安全平稳运行至关重要,配管设计工程师应在设计过程中对这些要点给与充分重视,避免造成重大损失。
参考文献:
[1]张德姜,王怀义,刘绍叶.石油化工装置工艺管道安装设计手册第一篇设计与计算(第四版),2011,8
[2]陈让曲,周爱显,张煜.石油化工装置管道设计安全[J].炼油工程与技术,2010,4
[3] 中华人民共和国工业和信息化部,石油化工工艺装置布置设计规范SH 3011-2011。