裂解，也可稱為熱裂解、裂化或熱烈化。指的是有機(jī)化合物受熱分解和縮合生成相對(duì)分子質(zhì)量不同的產(chǎn)品的過(guò)程。按照是否采用催化劑,可分為熱裂化和催化裂化;按照存在的介質(zhì),又可分為加氫裂化、氧化裂化、加氨裂化和蒸氣裂化等。裂解狹義上主要是指石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，以比裂化更高的溫度（700℃~800℃，有時(shí)甚至高達(dá)1000℃以上），使石油分餾產(chǎn)物（包括石油氣）中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過(guò)程。

當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)使分子中的化學(xué)鍵被打斷，這一過(guò)程被稱為熱烈化?；瘜W(xué)鍵的斷裂引起的一個(gè)主要結(jié)果是小分子化合物增多。但是化學(xué)鍵斷裂時(shí)還會(huì)生成自由基，導(dǎo)致縮聚反應(yīng)的發(fā)生。這些反應(yīng)會(huì)形成相對(duì)分子質(zhì)量更大、縮合程度更高的分子。

熱裂化過(guò)程還會(huì)發(fā)生許多副反應(yīng)，如脫氫反應(yīng)、脫烷基反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)和加氫反應(yīng)。盡管這些反應(yīng)中有些是可逆反應(yīng)，但實(shí)際上綜合結(jié)果是不可逆的。

熱裂化反應(yīng)很復(fù)雜。每當(dāng)重質(zhì)油加熱到450℃以上時(shí)，其大分子分裂為小分子。同時(shí)，還有少量疊合、縮合發(fā)生，使一部分分子轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的分子,熱裂化是按自由基反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的。在400～600℃，大分子烷烴分裂為小分子的烷烴和烯烴；環(huán)烷烴分裂為小分子或脫氫轉(zhuǎn)化成芳烴，其側(cè)鏈較易斷裂;芳烴的環(huán)很難分裂，主要發(fā)生側(cè)鏈斷裂。熱裂化氣體的特點(diǎn)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。

催化裂解，是在催化劑存在的條件下，對(duì)石油烴類進(jìn)行高溫裂解來(lái)生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴，并同時(shí)兼產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的過(guò)程。由于催化劑的存在，催化裂解可以降低反應(yīng)溫度，增加低碳烯烴產(chǎn)率和輕質(zhì)芳香烴產(chǎn)率，提高裂解產(chǎn)品分布的靈活性。

催化裂化特點(diǎn)：

1、催化裂解是碳正離子反應(yīng)機(jī)理和自由基反應(yīng)機(jī)理共同作用的結(jié)果，其裂解氣體產(chǎn)物中乙烯所占的比例要大于催化裂化氣體產(chǎn)物中乙烯的比例。

2、在一定程度上，催化裂解可以看作是高深度的催化裂化，其氣體產(chǎn)率遠(yuǎn)大于催化裂化，液體產(chǎn)物中芳烴含量很高。

3、催化裂解的反應(yīng)溫度很高，分子量較大的氣體產(chǎn)物會(huì)發(fā)生二次裂解反應(yīng)，另外，低碳烯烴會(huì)發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成烷烴，也會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)或者芳構(gòu)化反應(yīng)生成汽柴油。

催化劑選擇：

催化裂解催化劑分為金屬氧化物型裂解催化劑和沸石分子篩型裂解催化劑兩種。催化劑是影響催化裂解工藝中產(chǎn)品分布的重要因素。裂解催化劑應(yīng)具有高的活性和選擇性，既要保證裂解過(guò)程中生成較多的低碳烯烴，又要使氫氣和甲烷以及液體產(chǎn)物的收率盡可能低，同時(shí)還應(yīng)具有高的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于沸石分子篩型裂解催化劑，分子篩的孔結(jié)構(gòu)、酸性及晶粒大小是影響催化作用的三個(gè)最重要因素；而對(duì)于金屬氧化物型裂解催化劑，催化劑的活性組分、載體和助劑是影響催化作用的最重要因素。

氧化裂化即氧化熱裂解又稱部分氧化裂解法或部分燃燒裂解法。是一種將氧化劑混入原料烴，使部分原料烴燃燒，生成的熱髦用來(lái)維持原料烴裂解反應(yīng)所需熱H`-的自熱裂解法。所用的氧化劑可以是氧氣或空氣裂解產(chǎn)物，一氧化碳含最很高(達(dá)20%)，產(chǎn)物分離能耗較大，產(chǎn)品分離困準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)效益不理想等問(wèn)題制約了此項(xiàng)技本發(fā)展。

加氫裂化是催化裂化技術(shù)的改進(jìn)。在臨氫條件下進(jìn)行催化裂化，可抑制催化裂化時(shí)發(fā)生的脫氫縮合反應(yīng)，避免焦炭的生成。操作條件為壓力6.5~13.5 MPa,溫度340~420 9C，可以得到不含烯烴的高品位產(chǎn)品，液體收率可高達(dá)100%以上(因有氫加入油料分子中)。它是一種石化工業(yè)中的工藝，即石油煉制過(guò)程中在較高的壓力和溫度下，氫氣經(jīng)催化劑作用使重質(zhì)油發(fā)生加氫、裂化和異構(gòu)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烴的原料）的加工過(guò)程。它與催化裂化不同的是在進(jìn)行催化裂化反應(yīng)時(shí)，同時(shí)伴隨有烴類加氫反應(yīng)。加氫裂化實(shí)質(zhì)上是加氫和催化裂化過(guò)程的有機(jī)結(jié)合，能夠使重質(zhì)油品通過(guò)催化裂化反應(yīng)生成汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油品。

工業(yè)上，烴類裂化過(guò)程是在加熱，或同時(shí)有催化劑存在，或在臨氫的條件下進(jìn)行，這就是石油煉制過(guò)程中常用的熱裂化、催化裂化和加氫裂化。

石油煉制過(guò)程 之一，是在熱的作用下（不用催化劑）使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹猓拸S氣的一種）、汽油、柴油的過(guò)程。熱裂化原料通常為原油蒸餾過(guò)程得到的重質(zhì)餾分油或渣油，或其他石油煉制過(guò)程副產(chǎn)的重質(zhì)油。熱裂化過(guò)程廣泛應(yīng)用于石油煉制過(guò)程，用于將大分子裂化為小分子。裂化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但是某些生成焦炭的縮合反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

熱裂化反應(yīng)的凈反應(yīng)速率遵循阿倫尼烏斯（Arrhenius）方程：

k=A·e-E/RT

其中，k是單位時(shí)間的反應(yīng)速率，A是頻率因子，E是活化能，T是溫度，R是氣體常數(shù)。Nelson提供了從乙烷到瀝青質(zhì)的所有烴類的熱裂化反應(yīng)速率數(shù)值。

工業(yè)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(zhuǎn)化率（輕質(zhì)油收率）較高，大于45%，目的是從各種重質(zhì)油制取汽油、柴油；后者的轉(zhuǎn)化率較低（20%～25%），目的是降低減壓渣油的粘度和凝點(diǎn)，以提高燃料油質(zhì)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(fā)展；減粘熱裂化在石油煉廠中仍有較廣泛的應(yīng)用。

工業(yè)上，裂解反應(yīng)可用于合成化工產(chǎn)品，比如二氯乙烯裂解可生成聚氯乙烯，即PVC。此外，也可用于將生物質(zhì)能或廢料轉(zhuǎn)化為低害或可以利用的物質(zhì)，例如用此法來(lái)制取合成氣。

裂解與干餾及烷烴的裂化反應(yīng)有相似之處，同屬于熱分解反應(yīng)。如果裂解的溫度再升高，則會(huì)發(fā)生碳化反應(yīng)，所有的反應(yīng)物都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘肌?/p>

催化裂解，是在催化劑存在的條件下，對(duì)石油烴類進(jìn)行高溫裂解來(lái)生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴，并同時(shí)兼產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的過(guò)程。由于催化劑的存在，催化裂解可以降低反應(yīng)溫度，增加低碳烯烴產(chǎn)率和輕質(zhì)芳香烴產(chǎn)率，提高裂解產(chǎn)品分布的靈活性。

一般來(lái)說(shuō)，催化裂解過(guò)程既發(fā)生催化裂化反應(yīng)，也發(fā)生熱裂化反應(yīng)，是碳正離子和自由基兩種反應(yīng)機(jī)理共同作用的結(jié)果，但是具體的裂解反應(yīng)機(jī)理隨催化劑的不同和裂解工藝的不同而有所差別。

與按自由基反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的熱裂化不同，催化裂化是按碳正離子機(jī)理進(jìn)行的，催化劑促進(jìn)了裂化、異構(gòu)化和芳構(gòu)化反應(yīng)，裂化產(chǎn)物比熱裂化具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，氣體中C3和C4較多，異構(gòu)物多；汽油中異構(gòu)烴多，二烯烴極少，芳烴較多。

①分解，使重質(zhì)烴轉(zhuǎn)變?yōu)檩p質(zhì)烴；②異構(gòu)化；③氫轉(zhuǎn)移；④芳構(gòu)化；⑤縮合反應(yīng)、生焦反應(yīng)。異構(gòu)化和芳構(gòu)化使低辛烷值的直鏈烴轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝镣橹档漠悩?gòu)烴和芳烴。

催化裂解反應(yīng)過(guò)程中生成的焦炭沉積于催化劑上，使催化劑失去活性。吹入空氣燒去焦炭可使催化劑再生，循環(huán)使用。熱的再生催化劑可以提供反應(yīng)所需熱量。

催化裂化原料是原油通過(guò)原油蒸餾（或其他石油煉制過(guò)程）分餾所得的重質(zhì)餾分油;或在重質(zhì)餾分油中摻入少量渣油,或經(jīng)溶劑脫瀝青后的脫瀝青渣油；或全部用常壓渣油或減壓渣油。在反應(yīng)過(guò)程中由于不揮發(fā)的類碳物質(zhì)沉積在催化劑上，縮合為焦炭，使催化劑活性下降，需要用空氣燒去（見(jiàn)催化劑再生），以恢復(fù)催化活性，并提供裂化反應(yīng)所需熱量。催化裂化是石油煉廠從重質(zhì)油生產(chǎn)汽油的主要過(guò)程之一。所產(chǎn)汽油辛烷值高（馬達(dá)法80左右），裂化氣（一種煉廠氣）含丙烯、丁烯、異構(gòu)烴多。

催化裂解裝置核心設(shè)備為反應(yīng)器及再生器，常見(jiàn)形式為同軸式和并列式。同軸式是指反應(yīng)器（沉降器）和再生器設(shè)備中心在一個(gè)豎直軸線上，兩個(gè)設(shè)備連接為一個(gè)整體，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、節(jié)省空間及制