Cracarea termică este o prelucrare la temperatură înaltă (încălzire fără acces la aer) a hidrocarburilor pentru a obține, de regulă, produse cu greutate moleculară mai mică. Cracarea termică a fracțiilor petroliere se realizează la o temperatură de 500–540°C și o presiune de 2–5 MPa pentru a obține componente combustibile și materii prime pentru industria chimică și petrochimică.
Odată cu scindarea hidrocarburilor grele în timpul cracării termice, au loc procese de polimerizare și condensare, ale căror produse sunt compuși policiclici și poliaromatici. În timpul cracării termice , se formează și hidrocarburi nesaturate , care sunt absente în uleiul natural, care au o stabilitate chimică relativ scăzută. Acești doi factori sunt principalele dezavantaje ale cracării termice și motivul pentru care acest proces este înlocuit cu alte metode de rafinare mai avansate, în special cracarea catalitică .
Primele studii științifice despre transformările uleiului la temperatură înaltă aparțin inginerului chimist autohton A. A. Letny , care a descoperit pentru prima dată că la temperaturi de peste 300 ° C, reziduurile de petrol grele se descompun parțial în produse mai ușoare - benzină, kerosen, gaze ("Distilarea uscată a bitumului). minerale", 1875). Această descoperire a stat la baza dezvoltării procesului de cracare.
Prima instalație industrială din lume pentru cracare termică continuă a fost creată și brevetată de inginerul rus V. G. Shukhov în 1891.
Cracarea termică este împărțită în trei tipuri principale [1] :
Dacă procesul de cracare se desfășoară la o presiune de 2-5 MPa și o temperatură de +470...540 °C, se numește cracare în fază lichidă și la o presiune de 0,2-0,6 MPa și o temperatură de 550 °C și peste - fază de vapori. De exemplu, dacă la 400 °C este nevoie de aproximativ 12 ore pentru a obține 30% benzină din păcură, atunci când este încălzită la +500 °C, timpul de proces este de numai 30 de minute.
De regulă, cracarea termică se desfășoară conform mecanismului lanțului radical cu ruperea legăturilor C–C în moleculele de hidrocarburi parafinice , naftenice , alchilaromatice și nesaturate cu punct de fierbere ridicat ale materiei prime petroliere și legături C–H în parafinice și cu greutate moleculară mică. alte hidrocarburi. În paralel cu ruperea legăturilor, au loc reacții de polimerizare și condensare , ducând la formarea unui reziduu de cracare a gudronului-asfaltenului cu punct de fierbere ridicat și a cocsului [2] .
Principalii factori de cracare sunt stabilitatea termică a materiei prime, temperatura, presiunea, durata procesului, precum și căldura de reacție și formarea cocsului [1] .