1.本发明属于石油化工企业的液化烃储运技术领域，涉及一种液化烃装船装置与装船方法。
背景技术：
2.液化烃是石油化工企业重要的产品之一，液化石油气、丙烯、丙烷及丁烷等均属于液化烃的范畴。石油化工企业大多采用压力储罐储存液化烃，液化烃的轮船运输是液化烃出厂的主要运输方式之一。目前常用的液化烃装船工艺有两种：一种是有气相连通，另一种是无气相连通。
3.(一)有气相连通：将船罐内气相空间的上部与液化烃储罐内气相空间的上部之间通过气相连通管道相连通，使用液化烃装船泵从液化烃储罐底部抽出液化烃液相，并通过液相鹤管将其从船罐的底部送至船罐内。随着船罐内液化烃液相液位的逐渐升高，船罐内气相空间中被压缩升压后的液化烃气相通过气相连通管道返回至液化烃储罐内的气相空间。此种装船工艺存在以下问题和缺点：1、当船罐内存在与液化烃储罐内不同的液化烃介质时，在装船作业过程中，船罐内与液化烃储罐内不同的液化烃气相会通过气相连通管道进入液化烃储罐内，造成液化烃储罐内纯度要求较高的液化烃(例如丙烯、丁烷)受到污染，影响物料质量。2、在装船过程中，进入船罐的液化烃液相的流量用流量计计量。但是，一部分液化烃液相进入船罐后，伴随着液化烃液相液位的上升，船罐内的液化烃气相会通过气相连通管道返回至液化烃储罐。受限于液化烃气相的计量精度，无法实现液化烃装船的贸易级交接计量，即无法将液化烃装船的质量误差控制在正负2
‰
以内。3、当船罐距离液化烃储罐较远时，气相连通管道较长，投资较高。液化烃气相从船罐返回至液化烃储罐时所要克服的管道阻力降增大，船罐内液化烃气相的压力随之增大，给液化烃装船泵造成较高的背压，需要增加泵的扬程，故泵的轴功率也会增加，导致泵的运行费用升高。
4.(二)无气相连通：取消气相连通管道，使用液化烃装船泵从液化烃储罐底部抽出液化烃液相，并通过液相鹤管将其从船罐的底部送至船罐内。此种装船工艺存在以下问题：船罐内气相空间中的液化烃气相受热后温度升高较多。在装船过程中以及液化烃运输轮船的行驶过程中，夏季较高的环境温度或其它季节的长时间日晒均会造成船罐内气相空间中的液化烃气相的温度上升，从而导致船罐内液化烃气相的压力较高。受此影响，在进行液化烃装船作业时，液化烃初始装船的速度较慢。随着进入船罐内的液化烃液相的增多，会对船罐内的液化烃气相起到一定的降温和降压作用，装船速度会略有提高。伴随着液化烃液相液位的逐步上升，船罐内液化烃气相的温度渐趋平稳，但上升的液化烃液相的液面会持续地压缩船罐内的液化烃气相，液化烃气相受压后压力也会逐渐升高。当船罐内液化烃气相的压力升高到一定程度后，给液化烃装船泵造成较高的背压，导致装船速度变慢。当液化烃气相压力逼近船罐顶部的安全阀的定压时，由于船罐内的气相空间无降温手段，液化烃气相压力易处于高位，存在安全阀起跳的风险，就无法继续装船了。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种液化烃装船装置与装船方法，以解决现有的液化烃装船工艺所存在的如下问题：设置气相连通管道时，船罐内的液化烃气相进入液化烃储罐内而造成液化烃储罐内的液化烃受到污染，无法实现液化烃装船的贸易级交接计量，船罐距离液化烃储罐较远时气相连通管道投资较高、给液化烃装船泵造成较高的背压。不设置气相连通管道时，夏季较高的环境温度或其它季节的长时间日晒造成船罐内气相空间中液化烃气相的压力较高而影响装船。
6.为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种液化烃装船装置，设有液化烃装船泵、第一液相鹤管，液化烃装船泵的入口与液化烃储罐之间设有液化烃装船泵入口管道，液化烃装船泵的出口与液化烃装船泵出口管道的入口相连，第一液相鹤管的出口与船罐罐壁的下部相连，其特征在于：液化烃装船装置还设有第二液相鹤管、液相管，液化烃装船泵出口管道的出口通过调节阀和管道分别与第一液相鹤管和第二液相鹤管的入口连通，第二液相鹤管的出口与液相管的入口相连，液相管的出口位于船罐内的上部、船罐内的气相空间中。
7.本发明液化烃装船装置的进一步特征在于：液相管的出口设有用于喷射液化烃液相的喷射器，喷射器位于船罐内的上部、船罐内的气相空间中。
8.调节阀可以是三通分流调节阀，三通分流调节阀设有三通分流调节阀入口、三通分流调节阀第一出口和三通分流调节阀第二出口，液化烃装船泵出口管道的出口设有一个，与三通分流调节阀入口相连，三通分流调节阀第一出口与第一液相鹤管的入口之间设有三通分流调节阀第一出口管道，三通分流调节阀第二出口与第二液相鹤管的入口之间设有三通分流调节阀第二出口管道。
9.调节阀还可以是第一二通调节阀和第二二通调节阀，液化烃装船泵出口管道的出口设有二个，一个出口与第一二通调节阀的入口之间设有第一装船管道，另一个出口与第二二通调节阀的入口之间设有第二装船管道，第一二通调节阀的出口与第一液相鹤管的入口相连，第二二通调节阀的出口与第二液相鹤管的入口相连。
10.采用本发明上述的装船装置进行液化烃装船的方法，其特征在于：启动液化烃装船泵，当船罐内气相空间中的液化烃气相的压力超过船罐内的液化烃在42～48℃时的饱和蒸气压时，调节调节阀的开度，使来自液化烃储罐、进入船罐内下部的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零，同时使来自液化烃储罐、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大，液化烃液相从喷射器喷出，与船罐内气相空间中的液化烃气相混合，将液化烃气相降温、降压；
11.喷射器喷出的液化烃液相将船罐内气相空间中的液化烃气相的压力降低至船罐内的液化烃在20～40℃(优选30～40℃)时的饱和蒸气压时，调节调节阀的开度，使来自液化烃储罐、进入船罐内下部的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大，同时使来自液化烃储罐、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零。
12.调节阀为三通分流调节阀时，船罐罐壁的上部设有压力表，当压力表检测到船罐内气相空间中的液化烃气相的压力超过船罐内的液化烃在42～48℃时的饱和蒸气压时，三通分流调节阀第一出口的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐、进入船罐内下部的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零，同时，三通分流调节阀第二出口的开度逐
渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大；
13.当压力表检测到船罐内气相空间中的液化烃气相的压力降低至船罐内的液化烃在20～40℃时的饱和蒸气压时，三通分流调节阀第一出口的开度逐渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐、进入船罐内下部的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大，同时，三通分流调节阀第二出口的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零。
14.调节阀为第一二通调节阀和第二二通调节阀时，船罐罐壁的上部设有压力表，当压力表检测到船罐内气相空间中的液化烃气相的压力超过船罐内的液化烃在42～48℃时的饱和蒸气压时，第一二通调节阀的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐、进入船罐内下部的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零，同时，第二二通调节阀的开度逐渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大；
15.当压力表检测到船罐内气相空间中的液化烃气相的压力降低至船罐内的液化烃在20～40℃时的饱和蒸气压时，第一二通调节阀的开度逐渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐、进入船罐内下部的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大，同时，第二二通调节阀的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零。
16.采用本发明，具有如下的有益效果：(1)本发明在船罐与液化烃储罐之间不设置气相连通管道，不存在设置气相连通管道所造成的问题。采用本发明，液化烃储罐内的液化烃不会受到污染，可以实现液化烃装船的贸易级交接计量，不存在因为气相连通管道较长而使其投资较高、并且给液化烃装船泵造成较高背压的问题。(2)在船罐内气相空间中的液化烃气相的压力较高时，本发明可使来自液化烃储罐的温度较低的液化烃液相从喷射器喷出，与船罐内气相空间中的液化烃气相混合，将液化烃气相降温、降压。因此，在夏季较高的环境温度下或在其它季节的长时间日晒条件下，本发明可进行正常的液化烃装船作业，不会因为船罐内液化烃气相的压力较高而影响装船，能降低船罐上安全阀起跳的风险。(3)本发明液化烃装船装置比较简单、投资小，采用本发明装船装置的液化烃装船方法简洁、安全高效，可实施性强，能实现快速装船。
17.本发明主要用于石油化工企业中，进行液化烃装船。
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。
附图说明
19.图1是本发明液化烃装船装置的第一个实施方式的示意图。
20.图2是本发明液化烃装船装置的第二个实施方式的示意图。
21.图1和图2中，相同附图标记表示相同的技术特征。附图标记表示：1—液化烃储罐；2—船罐；3—液化烃装船泵；4—液化烃装船泵入口管道；5—液化烃装船泵出口管道；6—流量计；7—数控阀；8—三通分流调节阀；80—三通分流调节阀入口；81—三通分流调节阀第一出口；82—三通分流调节阀第二出口；9—三通分流调节阀第一出口管道；10—三通分流
调节阀第二出口管道；11—第一液相鹤管；12—第二液相鹤管；13—液相管；14—安全阀；15—喷射器喷杆；16—压力表；17—第一装船管道；18—第二装船管道；19—第一二通调节阀；20—第二二通调节阀。
具体实施方式
22.图1所示的本发明液化烃装船装置(简称为装船装置)，设有液化烃装船泵3、第一液相鹤管11。液化烃装船泵3的入口与液化烃储罐1罐壁的下部之间设有液化烃装船泵入口管道4，液化烃装船泵3的出口与液化烃装船泵出口管道5的入口相连，液化烃装船泵出口管道5上设有流量计6和数控阀7。液化烃装船泵入口管道4上设有泵用过滤器，液化烃装船泵出口管道5上还设有止回阀、温度及压力测量仪表等，图略。液化烃储罐1设于地上，船罐2设于液化烃运输轮船上，液化烃储罐1和船罐2一般均为球形罐，第一液相鹤管11的出口与船罐2罐壁下部的液相入口通过法兰相连。装船装置还设有第二液相鹤管12、三通分流调节阀8，三通分流调节阀8设有三通分流调节阀入口80、三通分流调节阀第一出口81和三通分流调节阀第二出口82。
23.液化烃装船泵出口管道5的出口设有一个，与三通分流调节阀入口80相连。三通分流调节阀第一出口81与第一液相鹤管11的入口之间设有三通分流调节阀第一出口管道9，三通分流调节阀第二出口82与第二液相鹤管12的入口之间设有三通分流调节阀第二出口管道10。装船装置设有液相管13，液相管13的出口位于船罐2内的上部、船罐2内的气相空间中。液相管13的入口位于船罐2外部，第二液相鹤管12的出口与液相管13的入口通过法兰相连。可将现有的液化烃装船装置中的气相鹤管用作本发明的第二液相鹤管12。液相管13的出口最好设有用于喷射液化烃液相的喷射器，喷射器上设有喷孔、喷嘴或喷槽，喷射器位于船罐2内的上部、船罐2内的气相空间中。船罐2内聚集的液化烃液相的液面的上方为船罐2内的气相空间，气相空间最小时不低于船罐2容积的10％，气相空间最大时不高于船罐2容积的97％。
24.喷射器可选用现有的喷射液体的喷射器。图1所示的喷射器设有喷射器喷杆15，喷射器喷杆15为圆环形，与液相管13的出口相连。多个喷孔、喷嘴或喷槽设置于喷射器喷杆15上。或者是，在喷射器喷杆15上设置若干个分支杆，多个喷孔、喷嘴或喷槽设置于分支杆上。喷孔、喷嘴或喷槽的出口面积(指所有喷孔、喷嘴或喷槽的出口面积总和)为喷射器喷杆15横截面积的1～3倍。喷射器喷杆15一般是横截面为圆形的管，其内径与液相管13的内径相同，喷射器喷杆15的横截面积按内径计算。
25.船罐2罐壁的上部设有压力表16，可以检测船罐2内气相空间中的液化烃气相的压力。压力表16与三通分流调节阀8之间设有信号线，流量计6与数控阀7之间设有信号线。图1和图2中，信号线用虚线表示。船罐2罐壁的上部还设有安全阀14。液化烃装船泵3一般使用现有的筒袋泵或滑片泵。
26.图2所示本发明装船装置与图1所示装船装置的不同之处是：不设置三通分流调节阀8，而设置第一二通调节阀19和第二二通调节阀20。液化烃装船泵出口管道5的出口设有二个，一个出口与第一二通调节阀19的入口之间设有第一装船管道17，另一个出口与第二二通调节阀20的入口之间设有第二装船管道18。第一二通调节阀19的出口与第一液相鹤管11的入口相连，第二二通调节阀20的出口与第二液相鹤管12的入口相连。船罐2罐壁的上部
设有压力表16，压力表16与第一二通调节阀19和第二二通调节阀20之间分别设有信号线。
27.本发明液化烃装船装置，包括图1和图2中除去液化烃储罐1和船罐2的所有设备、管道、仪表、信号线。
28.采用图1所示本发明装船装置进行液化烃装船的方法是，启动液化烃装船泵3。当压力表16检测到船罐2内气相空间中的液化烃气相的压力超过船罐2内的液化烃在42～48℃(优选45℃)时的饱和蒸气压时，三通分流调节阀第一出口81的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐1、进入船罐2内下部的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零。
29.同时，三通分流调节阀第二出口82的开度逐渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐1、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大。参见图1，上述的液化烃液相从液化烃储罐1的下部流出，经液化烃装船泵入口管道4、液化烃装船泵3、液化烃装船泵出口管道5、流量计6、数控阀7、三通分流调节阀入口80、三通分流调节阀第二出口82、三通分流调节阀第二出口管道10、第二液相鹤管12、液相管13进入喷射器喷杆15，从喷射器喷出。液化烃液相从喷射器喷出，实际上是从喷射器上的喷孔、喷嘴或喷槽喷出。喷出的温度较低的液化烃液相与船罐2内气相空间中温度较高的液化烃气相混合，液化烃液相将液化烃气相降温、降压。喷射器喷出的液化烃液相的流量最大时，所述的液化烃液相最好是能够将喷射器下方的船罐2内气相空间的水平截面覆盖；该水平截面位于船罐2内的气相空间占船罐2容积的10％时、船罐2内的气相空间的底部水平面上方100～500毫米处。
30.液化烃液相流过液化烃装船泵3时，液化烃装船泵3将液化烃液相升压。
31.当压力表16检测到船罐2内气相空间中的液化烃气相的压力降低至船罐2内的液化烃在20～40℃(优选30～40℃)时的饱和蒸气压时，三通分流调节阀第一出口81的开度逐渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐1、进入船罐2内下部的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大。参见图1，上述的液化烃液相从液化烃储罐1的下部流出，经液化烃装船泵入口管道4、液化烃装船泵3、液化烃装船泵出口管道5、流量计6、数控阀7、三通分流调节阀入口80、三通分流调节阀第一出口81、三通分流调节阀第一出口管道9、第一液相鹤管11进入船罐2内的下部，进行正常装船。
32.同时，三通分流调节阀第二出口82的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐1、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零。
33.进入船罐2内下部的液化烃液相，以及从喷射器喷出的液化烃液相，聚集在船罐2内，都是液化烃运输轮船要运输的。
34.三通分流调节阀第一出口81和三通分流调节阀第二出口82的开启与关闭、开度的增加与减小，由压力表16通过信号线控制。
35.采用图2所示本发明装船装置进行液化烃装船的方法是，启动液化烃装船泵3。当压力表16检测到船罐2内气相空间中的液化烃气相的压力超过船罐2内的液化烃在42～48℃(优选45℃)时的饱和蒸气压时，第一二通调节阀19的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐1、进入船罐2内下部的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零。
36.同时，第二二通调节阀20的开度逐渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐1、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大。参见图2，上述的液化烃液相从液化烃储罐1的下部流出，经液化烃装船泵入口管道4、液化烃装船泵3、液化烃装船泵
出口管道5、流量计6、数控阀7、第二装船管道18、第二二通调节阀20、第二液相鹤管12、液相管13进入喷射器喷杆15，从喷射器喷出。喷出的温度较低的液化烃液相与船罐2内气相空间中温度较高的液化烃气相混合，液化烃液相将液化烃气相降温、降压。
37.当压力表16检测到船罐2内气相空间中的液化烃气相的压力降低至船罐2内的液化烃在20～40℃(优选30～40℃)时的饱和蒸气压时，第一二通调节阀19的开度逐渐增加，直至增加至最大，使来自液化烃储罐1、进入船罐2内下部的液化烃液相的流量逐渐增加，直至增加至最大。参见图2，上述的液化烃液相从液化烃储罐1的下部流出，经液化烃装船泵入口管道4、液化烃装船泵3、液化烃装船泵出口管道5、流量计6、数控阀7、第一装船管道17、第一二通调节阀19、第一液相鹤管11进入船罐2内的下部，进行正常装船。
38.同时，第二二通调节阀20的开度逐渐减小，直至减小为零，使来自液化烃储罐1、从喷射器喷出的液化烃液相的流量逐渐减小，直至减小为零。
39.第一二通调节阀19和第二二通调节阀20的开启与关闭、开度的增加与减小，由压力表16通过信号线控制。
40.在本发明液化烃装船过程中，液化烃储罐1内的液化烃液相的温度一般比船罐2内气相空间中的降温后的20～40℃(优选30～40℃)的液化烃气相的温度低2～5℃。更具体地说是，对于20～40℃(优选30～40℃)温度范围内任意一个具体的船罐2内液化烃气相的温度，液化烃储罐1内的液化烃液相的温度均比上述任意一个具体的温度相应地低2～5℃。从喷射器喷出的液化烃液相的温度与液化烃储罐1内的液化烃液相的温度相同。液化烃储罐1内的液化烃液相相对较多、气相空间相对较小，气相空间中液化烃气相的量相对较小。与液化烃气相相比，液化烃液相受热后温度升高较少，使液化烃储罐1内的液化烃液相的温度较低。
41.各种液化烃在不同温度下的饱和蒸气压可在有关的工具书中查到。例如，45℃时，丙烷的饱和蒸气压为1.51mpa(绝压)，丁烷的饱和蒸气压为0.431mpa(绝压)。40℃时，丙烷的饱和蒸气压为1.35mpa(绝压)，丁烷的饱和蒸气压为0.376mpa(绝压)。本发明不一一列举。液化石油气的饱和蒸气压由各组分的液体体积组成比例和饱和蒸气压加权计算而得。当船罐2内残留的液化烃液相介质与来自液化烃储罐1的液化烃液相介质不同时，船罐2内液化烃的饱和蒸气压为液化烃混合物的饱和蒸气压，理论上应根据船罐2内各种液化烃介质的液体体积组成比例和饱和蒸气压加权计算而得。由于实际生产中，待装料的船罐2内残留的液化烃液相较少，约为船罐2容积的3％～10％，在计算液化烃混合物的饱和蒸气压时，为便于操作，可将船罐2内的液化烃混合物视作与来自液化烃储罐1的液化烃介质相同。
42.流量计6通过信号线控制数控阀7的启闭。当液化烃装船量达到流量计6设定的液化烃装船量时，流量计6通过信号线控制关闭数控阀7。