Termisk krackning är en högtemperaturbearbetning (uppvärmning utan lufttillgång) av kolväten för att som regel erhålla produkter med lägre molekylvikt. Termisk krackning av petroleumfraktioner utförs vid en temperatur på 500–540°C och ett tryck på 2–5 MPa för att erhålla bränslekomponenter och råvaror för den kemiska och petrokemiska industrin.
Tillsammans med spjälkning av tunga kolväten under termisk krackning sker polymerisations- och kondensationsprocesser, vars produkter är polycykliska och polyaromatiska föreningar. Vid termisk krackning bildas även omättade kolväten , som saknas i naturlig olja, vilka har en relativt låg kemisk stabilitet. Dessa två faktorer är de största nackdelarna med termisk krackning och anledningen till att denna process ersätts av andra, mer avancerade raffineringsmetoder, i synnerhet katalytisk krackning .
De första vetenskapliga studierna av högtemperaturoljeomvandlingar tillhör den inhemska kemiingenjören A. A. Letny , som först upptäckte att vid temperaturer över 300 ° C sönderfaller tungoljerester delvis till lättare produkter - bensin, fotogen, gaser ("Torr destillation av bituminösa ämnen). mineraler", 1875). Denna upptäckt låg till grund för utvecklingen av krackningsprocessen.
Världens första industriella installation för kontinuerlig termisk sprickbildning skapades och patenterades av den ryske ingenjören V. G. Shukhov 1891.
Termisk sprickbildning är indelad i tre huvudtyper [1] :
Om krackningsprocessen utförs vid ett tryck på 2-5 MPa och en temperatur på +470...540 °C kallas det för vätskefassprickning och vid ett tryck på 0,2-0,6 MPa och en temperatur på 550 °C. °C och uppåt - ångfas. Till exempel, om det vid 400 °C tar cirka 12 timmar att få 30 % bensin från eldningsolja, är processtiden endast 30 minuter när den värms upp till +500 °C.
Som regel fortskrider termisk krackning enligt radikalkedjemekanismen med brytning av C–C-bindningar i molekylerna av paraffiniska , nafteniska , alkylaromatiska och högkokande omättade kolväten av petroleumråvara och C–H-bindningar i lågmolekylära paraffiniska och andra kolväten. Parallellt med brytningen av bindningar uppstår polymerisations- och kondensationsreaktioner , vilket leder till bildandet av en högkokande tjära-asfaltenkrackningsrester och koks [ 2] .
De viktigaste krackningsfaktorerna är råvarans termiska stabilitet, temperatur, tryck, processlängd, såväl som reaktionsvärme och koksbildning [1] .