石油炼制过程之一，是在热的作用下(不用催化剂)使重质油发生裂化反应，转变为裂化气(炼厂气的一种)、汽油、柴油的过程。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油，或其他石油炼制过程副产的重质油。
沿革1912年热裂化已被证实具有工业化价值。1913年，美国印第安纳标准油公司将W.M.伯顿热裂化法实现工业化。1920～1940年，随着高压缩比汽车发动机的发展，高辛烷值汽油用量激增，热裂化过程得到较大发展。第二次世界大战期间及战后，热裂化为催化裂化所取代，双炉热裂化大都改造为重质渣油的减粘热裂化。
化学反应热裂化反应很复杂。每当重质油加热到450℃以上时，其大分子分裂为小分子。同时,还有少量叠合(见烯烃叠合)、缩合发生，使一部分分子转变为较大的分子,热裂化是按自由基反应机理进行的。在400～600℃，大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃;环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃,其侧链较易断裂;芳烃的环很难分裂，主要发生侧链断裂。热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多；而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。
工艺过程工业装置类型主要有双炉热裂化和减粘热裂化两种。前者的原料转化率（轻质油收率）较高，大于45％，目的是从各种重质油制取汽油、柴油；后者的转化率较低(20％～25％)，目的是降低减压渣油的粘度和凝点，以提高燃料油质量，双炉热裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油，目前已不发展；减粘热裂化在石油炼厂中仍有较广泛的应用。
双炉热裂化所谓双炉,是指在流程中设置两台炉子以分别加热反应塔的轻重进料(图1)，data/attachment/portal/201111/06/151743x0b70vbnmmvqhxdd.jpg操作时原料油直接进入分馏塔下部，与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量轻质油和反应产物中的汽油、柴油后，在塔中部抽出轻循环油。塔底为重循环油。两者分别送往轻油、重油加热炉（为避免在炉管中结焦，故将轻、重循环油分别在两炉中加热到不同温度），然后进入反应塔进行热裂化反应。反应温度为485～500℃,压力1.8～2.0MPa；反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后,进入分馏塔分馏。汽油和柴油总产率约为60％～65％。所得柴油凝点-20℃以至－30℃、十六烷值(见柴油)约60(比催化裂化柴油高约20个单位)；汽油辛烷值较低(马达法辛烷值约55～60)且安定性差,热裂化渣油是生产针状焦(见石油焦)的良好原料。双炉热裂化的能耗约1900MJ/t原料（为催化裂化的65％～70％）。
减粘热裂化是一种浅度裂化过程，用以降低渣油的凝点和粘度以生产燃料油，从而可以减少燃料油中掺和轻质油的比例。同时，还生产裂化汽油和柴油。减粘热裂化流程有加热炉式和反应塔式（图2）data/attachment/portal/201111/06/151743g3zppmtmmz76i0tt.jpg两种类型，主要差别是前者不设反应塔，热裂化反应在炉管中进行，加热温度高(约450～510℃)、停留时间短（决定于温度）；后者在加热炉后设反应塔，主要热裂化反应在反应塔内进行,加热温度低（约445～455℃）、停留时间长(10～20min)。两者产品产率基本相同，轻质油产率约为18％～20％。反应塔式减粘热裂化的操作周期较长、能耗较低，是近年来应用较多的一种工艺。