Terminen krakkaus on hiilivetyjen korkean lämpötilan prosessointi (kuumennus ilman pääsyä ilmaan), jotta saadaan yleensä tuotteita, joilla on pienempi molekyylipaino. Öljyjakeiden lämpökrakkaus suoritetaan 500–540°C:n lämpötilassa ja 2–5 MPa:n paineessa polttoainekomponenttien ja raaka-aineiden saamiseksi kemian- ja petrokemianteollisuudelle.
Raskaiden hiilivetyjen halkeamisen ohella lämpökrakkauksen aikana tapahtuu polymerointi- ja kondensaatioprosesseja, joiden tuotteet ovat polysyklisiä ja polyaromaattisia yhdisteitä. Terminen krakkauksen aikana muodostuu myös tyydyttymättömiä hiilivetyjä , joita luonnonöljyssä ei ole ja joilla on suhteellisen alhainen kemiallinen stabiilisuus. Nämä kaksi tekijää ovat lämpökrakkauksen tärkeimmät haitat ja syy, miksi tämä prosessi korvataan muilla, edistyneemmillä jalostusmenetelmillä, erityisesti katalyyttisellä krakkauksella .
Ensimmäiset korkean lämpötilan öljyn muunnoksia koskevat tieteelliset tutkimukset kuuluvat kotimaiselle kemianinsinöörille A. A. Letnylle , joka havaitsi ensin, että yli 300 °C:n lämpötiloissa raskasöljyjäämät hajoavat osittain kevyemmiksi tuotteiksi - bensiiniksi, kerosiiniksi, kaasuiksi ("Bitumisien kuivatislaus" mineraalit", 1875). Tämä löytö muodosti perustan krakkausprosessin kehitykselle.
Venäläinen insinööri V. G. Shukhov loi ja patentoi maailman ensimmäisen teollisen laitteiston jatkuvaan lämpökrakkaukseen vuonna 1891.
Terminen krakkaus jaetaan kolmeen päätyyppiin [1] :
Jos krakkaus suoritetaan paineessa 2-5 MPa ja lämpötilassa +470...540 °C, sitä kutsutaan nestefaasikrakkaukseksi ja paineessa 0,2-0,6 MPa ja lämpötilassa 550 °C. °C ja yli - höyryfaasi. Jos esimerkiksi 400 °C:ssa kestää noin 12 tuntia saada 30 % bensiiniä polttoöljystä, niin +500 °C:een kuumennettaessa prosessiaika on vain 30 minuuttia.
Pääsääntöisesti lämpökrakkaus etenee radikaaliketjumekanismin mukaisesti, jolloin C-C-sidokset katkeavat öljyn raaka-aineen parafiinisista , nafteenisista , alkyyliaromaattisista ja korkealla kiehuvista tyydyttymättömien hiilivetyjen molekyyleistä sekä C-H-sidoksista pienimolekyylisissä parafiinisissa ja muut hiilivedyt. Rinnakkain sidosten katkeamisen kanssa tapahtuu polymerointi- ja kondensaatioreaktioita , jotka johtavat korkealla kiehuvan terva-asfalteenin krakkausjäännöksen ja koksin muodostumiseen [2] .
Tärkeimmät krakkaustekijät ovat raaka-aineen lämpöstabiilisuus, lämpötila, paine, prosessin kesto sekä reaktiolämpö ja koksin muodostus [1] .