熱裂

熱裂化原料通常為原油蒸餾過程得到的重質餾分油或渣油，或其他石油煉製過程副產的重質油。

沿革 1912年熱裂化已被證實具有工業化價值。1913年，美國印第安納標準油公司將W.M.伯頓熱裂化法實現工業化。1920～1940年，隨著高壓縮比汽車發動機的發展，高辛烷值汽油用量激增，熱裂化過程得到較大發展。第二次世界大戰期間及戰後，熱裂化為催化裂化所取代，雙爐熱裂化大都改造為重質渣油的減粘熱裂化。

化學反應 熱裂化反應很複雜。每當重質油加熱到450℃以上時，其大分子分裂為小分子。同時，還有少量疊合(見烯烴疊合)、縮合發生，使一部分分子轉變為較大的分子，熱裂化是按自由基反應機理進行的。在400～600℃，大分子烷烴分裂為小分子的烷烴和烯烴；環烷烴分裂為小分子或脫氫轉化成芳烴,其側鏈較易斷裂；芳烴的環很難分裂，主要發生側鏈斷裂。熱裂化氣體的特點是甲烷、乙烷-乙烯組分較多；而催化裂化氣體中丙烷-丙烯組分、丁烷-丁烯組分較多。

工藝過程 工業裝置類型主要有雙爐熱裂化和減粘熱裂化兩種。前者的原料轉化率（輕質油收率）較高，大於45％，目的是從各種重質油製取汽油、柴油；後者的轉化率較低(20％～25％)，目的是降低減壓渣油的粘度和凝點，以提高燃料油質量，雙爐熱裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油，目前已不發展；減粘熱裂化在石油煉廠中仍有較廣泛的應用。

雙爐熱裂化 所謂雙爐，是指在流程中設置兩台爐子以分別加熱反應塔的輕重進料(圖1)，操作時原料油直接進入分餾塔下部，與塔進料油氣換熱蒸出原料中所含少量輕質油和反應產物中的汽油、柴油后，在塔中部抽出輕循環油。塔底為重循環油。兩者分別送往輕油、重油加熱爐（為避免在爐管中結焦，故將輕、重循環油分別在兩爐中加熱到不同溫度），然後進入反應塔進行熱裂化反應。反應溫度為485～500℃,壓力1.8～2.0MPa；反應產物經閃蒸塔分出裂化渣油后，進入分餾塔分餾。汽油和柴油總產率約為60％～65％。所得柴油凝點-20℃以至－30℃、十六烷值(見柴油)約60(比催化裂化柴油高約20個單位)；汽油辛烷值較低(馬達法辛烷值約55～60)且安定性差，熱裂化渣油是生產針狀焦(見石油焦)的良好原料。雙爐熱裂化的能耗約1900MJ/t原料（為催化裂化的65％～70％）。

減粘熱裂化 是一種淺度裂化過程，用以降低渣油的凝點和粘度以生產燃料油，從而可以減少燃料油中摻和輕質油的比例。同時，還生產裂化汽油和柴油。減粘熱裂化流程有加熱爐式和反應塔式（圖2）兩種類型，主要差別是前者不設反應塔，熱裂化反應在爐管中進行，加熱溫度高(約450～510℃)、停留時間短（決定於溫度）；後者在加熱爐後設反應塔，主要熱裂化反應在反應塔內進行，加熱溫度低（約445～455℃）、停留時間長(10～20min)。兩者產品產率基本相同，輕質油產率約為18％～20％。反應塔式減粘熱裂化的操作周期較長、能耗較低，是近年來應用較多的一種工藝。