در طی شکست حرارتی هیدروکربن ها، معمولا کربن(کک) بر روی دیواره های راکتور یا در فاز گازی تشکیل می شود. تشکیل کک معمولا یک فرآیند غیرمطلوب و ناخواسته می باشد، از این رو معمولا از ترکیبات سولفوردار به عنوان یک اضافه کننده به منظور جلوگیری از تشکیل کک و تولید مونوکسیدکربن استفاده می شود. در این پروژه در ابتدا شکست حرارتی هیدروکربن ها و اثر ترکیبات سولفوردار بر روی شکست و تشکیل کک مورد بررسی قرار گرفته است. سپس مکانیسم های کک و مدل های سرعت کک پیشنهاد شده از گزارشات قبلی مورد مطالعه قرارگرفته اند. مهم ترین مکانیسم در تشکیل کک اولیه در شکست حرارتی هیدروکربن ها، مکانیسم کاتالیستی کک می باشد. در این تحقیق مکانیسم کاتالیستی تشکیل کک در حضور h_2 s در شکست حرارتی اتان مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تعیین مدل قابل قبول، از داده های آزمایشگاهی موجود در مقالات مربوط به خوراک اتان در حضور h_2 s استفاده شده است. دو مکانیسم و معادله ی سرعت به منظور بررسی تشکیل کک پیشنهاد شده است. مکانیسم اول شامل دو گام جذب شیمیایی و واکنش شیمیایی سطحی برای تشکیل کک از اتان و اما مکانیسم دوم شامل سه گام جذب شیمیایی، واکنش سطحی و دفع می باشد. هم چنین مکانیسم برای h_2 s در هر دو حالت یکسان است و شامل سه گام جذب شیمیایی، واکنش سطحی و دفع سولفور می باشد. ضرایب سرعت موجود در مدل ها با استفاده از روش بهینه سازی غیر خطی مارکوارت-لونبرگ تعیین شده اند. مجموع مربعات انحرافات بین داده های آزمایشگاهی و مدل به عنوان تابع هدف انتخاب شده است و به حداقل مقدار خود رسیده است. در آخر، برای هر مکانیسم، نتایج خروجی آزمایشگاهی و مدل با هم مقایسه شدند و بهترین مدل شناسائی شده است.

با توجه به معایب شکست حرارتی، فرآیند اصلی تولید اولفین های سبک، در دهه ی اخیر تلاش های بسیاری به منظور تولید اتیلن و پروپیلن به روش شکست کاتالیزوری در مجاورت کاتالیزورzsm-5 صورت پذیرفته است. گازهای مایع پالایشگاهی (ال.پی.جی) سوخت مناسبی برای تولید انرژی محسوب می شود و با توجه به این که ترکیب این خوراک عمدتاً از پروپان و بوتان تشکیل شده است، می تواند منبع مهمی برای تولید اولفین های سبک باشد. یکی از اقدامات عمده در راستای صنعتی شدن این فرآیند، بررسی مکانیسم و سینتیک شکست کاتالیزوری در مجاورت زئولیت های اصلاح شده می باشد. در این رساله، ابتدا فعالیت کاتالیزوریla/hzsm-5 درشکست بوتان و پروپان مورد بررسی قرار گرفته و شرایط مناسب برای واکنش های شکست کاتالیزوری تعیین گردیده است. بازده تولید الفین های سبک در مجاورت la/hzsm-5 به حدود 48% جرمی رسیده است. سپس، مکانیسم کامل شکست کاتالیزوری بوتان و پروپان در مجاورت la/hzsm-5، شامل مراحل شکست (پروتولیتیک، شکست ?)، انتقال هیدرید، الیگومرشدن، جذب و دفع اولفین ها و ایزومرشدن به صورت واکنش های ابتدایی بر روی سطح کاتالیزور پیشنهاد شده است. با توجه به مکانیسم پیچیده شکست کاتالیزوری، یک روش ریاضی برای مشخص نمودن سرعت های واکنشگرها و محصولات مولکولی توسعه داده شده است، که برای تعیین معادلات سرعت بکار گرفته شد. در این تحقیق ارتباط بین درصد وزنی تمامی ترکیبات خروجی از راکتور، با متغیرهای دما، نسبت رقیق ساز و شدت جریان (متغیرهای مستقل)، با استفاده از معادلات ریاضی حاصل از نتایج تجربی و با بکارگیری روش برازش خطی، تعیین گردیده است. در ادامه، با روش حداقل سازی مجموع مربعات خطا بین سرعت های آزمایشگاهی و سرعت ها تئوری پارامترهای سرعت محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد در مجاورت la/hzsm-5 برای هر دو نوع خوراک بوتان و پروپان، مکانیسم شکست پروتولیتیک حاکم است که سرعت واکنش های شکست در حدود دو برابر هیدروژن زدایی است. هم چنین، سرعت واکنش های شکست و هیدروژن زدایی بوتان، حدود 6 برابر از سرعت واکنش های شکست و هیدروژن زدایی پروپان بالاتر است.