热裂解

热裂解（pyrolysis）又称热解、热裂、高温裂解，指有机物质於惰性气體[1][2]下（inert atmosphere，常为几近无氧状态）的高温分解[3]。此反应涉及了化学成分和物理相态的同时变化，且为不可逆反應。热裂解另一术语为脱挥发分（devolatilization）或去揮發作用，简称“脱挥”。

燃料（原物料）在熱裂解之後，會形成炭、裂解氣體與焦油。

热解与干馏及烷烃的裂化反应有相似之处，同属于熱分解反應；但由於細部的差異與專門用途的不同，因此有不同的稱呼，如干馏、破坏蒸馏，和裂化反应。如果热解的温度再升高，则会发生碳化反應，所有的反应物都会转变为碳。

热解与燃烧和水解等其他工艺不同之处在于它通常不涉及与氧、水或任何其它试剂的反应[4] ，但是在实作上，不一定會在完全无氧的环境下進行熱裂解反應，因为任何热解系统中都存在一些空氣（含有氧），因此會发生少量的氧化反應。此外，若着火时（如:火災）氧气供应较少，便會發生類似热解的反应，这也是目前研究热解反应机理和性质的重要原因。

類型

热解可分为以下几种主要类型：

  • 无水热解：在古代时无水热解用于将木材转化为木炭，现在可用该法从生物质能或塑料制取液体燃料。[5]
  • 含水热解：如油的蒸汽裂化（steam cracking）及由有机废料的熱解聚合反應制取轻质原油。
  • 真空热解：用于有机合成。
  • 甲烷热解：将甲烷直接转化为氢燃料和可分离的固体碳，有时使用熔融金属催化剂。
  • 热解聚：将塑料和其他聚合物分解成单体和低聚物。

應用

熱裂解工艺被大量使用在化学工业中，熱裂解反应可用于合成化工产品，比如二氯乙烷熱裂解可生成氯乙烯（VCM）。此外，也可用于将生物质能或废料转化为低害或可以利用的物质，例如用此法来制取合成气、碳煙、木醋液或生質柴油等生質燃料（生物能源）。

熱裂解也用于製造纳米颗粒[6]，氧化锆[7]，和氧化物[8]利用超声波喷嘴的超声喷雾熱裂解工艺（USP）。

熱裂解亦可運用於分析化学，以分析复杂化合物的结构，例如熱裂解气相色谱-质谱法和放射性碳定年法。事实上，许多重要的化学物质，例如磷和硫酸，最初是由该方法获得的。

参见
  • 熱分解
  • 干馏
  • 破壞蒸餾
  • 碳化反應
  • 气化反应（木煤气）
  • 熱解塗層
  • 培燒
  • 裂化反应

参考资料
  1. https://www.termonline.cn/word/1382944197123776521/1#
  2. http://terms.naer.edu.tw/detail/16504415/
  3. . . International Union of Pure and Applied Chemistry. 2009: 1824 [2018-01-10]. ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook.P04961. （原始内容存档于2018-01-10）.
  4. Cory A. Kramer, Reza Loloee, Indrek S. Wichman and Ruby N. Ghosh, 2009, Time Resolved Measurements of Pyrolysis Products From Thermoplastic Poly-Methyl-Methacrylate (PMMA) （页面存档备份，存于） ASME 2009 International Mechanical Engineering Congress and Exposition
  5. . US DOE. （原始内容存档于2007-08-14）.
  6. Pingali, Kalyana C.; Rockstraw, David A.; Deng, Shuguang. (PDF). Aerosol Science and Technology. 2005, 39: 1010–1014 [2016-04-26]. doi:10.1080/02786820500380255. （原始内容 (PDF)存档于2014-04-08）.
  7. Song, Y. L.; Tsai, S. C.; Chen, C. Y.; Tseng, T. K.; Tsai, C. S.; Chen, J. W.; Yao, Y. D. (PDF). Journal of the American Ceramic Society. 2004, 87 (10): 1864–1871 [2016-04-26]. doi:10.1111/j.1151-2916.2004.tb06332.x. （原始内容 (PDF)存档于2014-04-08）.
  8. Hoda Amani Hamedani, 2008, Investigation of Deposition Parameters in Ultrasonic Spray Pyrolysis for Fabrication of Solid Oxide Fuel Cell Cathode （页面存档备份，存于）, Georgia Institute of Technology
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