市场监管局对工业丙烷掺混二甲醚非法充装行为的处罚，主要依据《中华人民共和国特种设备安全法》以及《危险化学品安全管理条例》等相关法律法规。以下是对此问题的详细分析：
《中华人民共和国特种设备安全法》的相关规定：
- 该法明确规定了特种设备的生产、经营、使用、检验、检测应当遵守的安全规范。工业丙烷作为特种设备（如压力容器）中可能使用的气体，其充装行为必须严格遵守该法的规定。
- 若工业丙烷掺混二甲醚进行非法充装，可能因违反特种设备的安全使用规范而受到处罚。具体处罚可能包括责令改正、没收违法充装的气瓶、罚款等，情节严重的还可能面临停产停业整顿、吊销充装许可证等更严厉的处罚。
《危险化学品安全管理条例》的相关规定：
- 工业丙烷和二甲醚均属于危险化学品，其生产、储存、使用、经营和运输必须遵守该条例的规定。
- 非法充装工业丙烷掺混二甲醚，可能因违反危险化学品的安全管理规定而受到处罚。处罚措施可能包括责令停止经营活动、没收违法所得、罚款等，构成犯罪的还将依法追究刑事责任。
其他可能的法律依据：
- 除了上述两部主要法律外，市场监管局在处罚时还可能依据《中华人民共和国产品质量法》、《中华人民共和国标准化法》等相关法律法规，具体取决于非法充装行为是否涉及产品质量问题或是否违反了相关标准。
法律后果与建议：
- 法律后果：非法充装工业丙烷掺混二甲醚的行为，不仅可能面临市场监管局的行政处罚，还可能因违反危险化学品安全管理规定而承担刑事责任。此外，若因非法充装行为导致安全事故或环境污染等严重后果，还将面临更严厉的法律制裁。
- 建议：对于涉及特种设备或危险化学品的企业和个人，应严格遵守相关法律法规和安全规范，确保生产、经营、使用活动的合法性和安全性。若存在非法充装等违法行为，应立即停止并主动向市场监管局等相关部门报告，积极配合调查处理，以减轻或避免法律责任。
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