一、催化劑失活原因有哪些

催化劑的失活(huo)(huo)原因一(yi)般(ban)分(fen)為(wei)中(zhong)毒、燒結(jie)和(he)熱失活(huo)(huo)、結(jie)焦和(he)堵(du)塞三大類。

1、中毒引起的失活

（1）暫時中毒（可逆中毒）

毒(du)(du)物在活(huo)性中心上吸附或化合時，生成的(de)鍵強度相對較弱可以采取適當的(de)方(fang)法除去毒(du)(du)物，使(shi)催(cui)(cui)化劑活(huo)性恢復(fu)而不會影響催(cui)(cui)化劑的(de)性質，這(zhe)種中毒(du)(du)叫做可逆中毒(du)(du)或暫時中毒(du)(du)。

（2）永久中毒（不可逆中毒）

毒物與催化劑活性組份相(xiang)互作(zuo)用，形(xing)成很強的(de)的(de)化學鍵，難以(yi)用一般的(de)方(fang)法將毒物除去以(yi)使催化劑活性恢復，這種中(zhong)毒叫做不可逆(ni)中(zhong)毒或永久中(zhong)毒。

（3）選擇性中毒

催化劑中(zhong)毒(du)之后(hou)可能失(shi)去(qu)對某一(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的催化能力，但(dan)對別的反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)仍有催化活性，這種現象稱為(wei)選(xuan)擇中(zhong)毒(du)。在(zai)連串反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)中(zhong)，如果(guo)毒(du)物僅使導致(zhi)后(hou)繼反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的活性位中(zhong)毒(du)，則可使反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)停留在(zai)中(zhong)間階段，獲得高產(chan)率的中(zhong)間產(chan)物。

2、結焦和堵塞引起的失活

催(cui)化劑(ji)表(biao)面(mian)上的含碳(tan)(tan)沉(chen)積(ji)物(wu)稱為(wei)(wei)(wei)結(jie)焦(jiao)。以(yi)有機物(wu)為(wei)(wei)(wei)原料以(yi)固體為(wei)(wei)(wei)催(cui)化劑(ji)的多相催(cui)化反應(ying)(ying)過程幾乎都可能(neng)發生(sheng)結(jie)焦(jiao)。由(you)于(yu)含碳(tan)(tan)物(wu)質和/或(huo)(huo)其它物(wu)質在催(cui)化劑(ji)孔(kong)(kong)中(zhong)沉(chen)積(ji)，造成孔(kong)(kong)徑(jing)減小（或(huo)(huo)孔(kong)(kong)口縮小），使反應(ying)(ying)物(wu)分子不能(neng)擴散進入孔(kong)(kong)中(zhong)，這(zhe)種現象(xiang)稱為(wei)(wei)(wei)堵塞。所以(yi)常把堵塞歸(gui)并為(wei)(wei)(wei)結(jie)焦(jiao)中(zhong)，總的活(huo)(huo)性衰退稱為(wei)(wei)(wei)結(jie)焦(jiao)失(shi)(shi)(shi)活(huo)(huo)，它是催(cui)化劑(ji)失(shi)(shi)(shi)活(huo)(huo)中(zhong)最普遍和常見的失(shi)(shi)(shi)活(huo)(huo)形(xing)式。通(tong)常含碳(tan)(tan)沉(chen)積(ji)物(wu)可與水(shui)蒸氣或(huo)(huo)氫(qing)氣作用(yong)經氣化除去，所以(yi)結(jie)焦(jiao)失(shi)(shi)(shi)活(huo)(huo)是個可逆過程。

與催化劑(ji)中(zhong)毒相比(bi)(bi)，引起催化劑(ji)結(jie)焦(jiao)(jiao)和堵塞的(de)物質要比(bi)(bi)催化劑(ji)毒物多得多。在實(shi)際的(de)結(jie)焦(jiao)(jiao)研究中(zhong)，人(ren)們發現催化劑(ji)結(jie)焦(jiao)(jiao)存在一個(ge)很快的(de)初(chu)期(qi)失(shi)(shi)活，然后是在活性方(fang)面的(de)一個(ge)準(zhun)平穩(wen)態，有(you)(you)報道稱結(jie)焦(jiao)(jiao)沉積主要發生在最初(chu)階段（在0.15s內(nei)），也(ye)有(you)(you)人(ren)發現大約有(you)(you)50%形成的(de)碳在前20s內(nei)沉積。結(jie)焦(jiao)(jiao)失(shi)(shi)活又是可逆(ni)的(de)，通過控制反(fan)應(ying)前期(qi)的(de)結(jie)焦(jiao)(jiao)，可以極大改善催化劑(ji)的(de)活性，這也(ye)正是結(jie)焦(jiao)(jiao)失(shi)(shi)活研究日益(yi)活躍的(de)重(zhong)要因素。

3、燒結和熱失活（固態轉變）

催(cui)化(hua)劑的(de)(de)(de)燒結和(he)熱失(shi)活(huo)是指由高溫(wen)引(yin)起的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑結構和(he)性(xing)能的(de)(de)(de)變化(hua)。高溫(wen)除(chu)了引(yin)起催(cui)化(hua)劑的(de)(de)(de)燒結外，還會引(yin)起其它變化(hua)，主要包括：化(hua)學組(zu)成(cheng)和(he)相組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)變化(hua)，半熔，晶粒長大，活(huo)性(xing)組(zu)分被載體包埋，活(huo)性(xing)組(zu)分由于生成(cheng)揮(hui)發性(xing)物質或可升華的(de)(de)(de)物質而流失(shi)等。

事實(shi)上，在高(gao)溫下所(suo)有的(de)(de)催化劑(ji)(ji)都將逐漸發(fa)生不(bu)可逆(ni)的(de)(de)結(jie)(jie)構變化，只是這種變化的(de)(de)快慢程度隨著催化劑(ji)(ji)不(bu)同而異。燒結(jie)(jie)和(he)熱失活與多種因(yin)素有關，如(ru)與催化劑(ji)(ji)的(de)(de)預處理(li)、還原和(he)再生過(guo)程以(yi)及(ji)所(suo)加的(de)(de)促進劑(ji)(ji)和(he)載體等有關。

當然催(cui)化(hua)劑失活的(de)(de)(de)原因是錯綜復雜的(de)(de)(de)，每一(yi)種(zhong)催(cui)化(hua)劑失活并不僅僅按上述分類的(de)(de)(de)某(mou)一(yi)種(zhong)進行(xing)，而往往是由兩種(zhong)或兩種(zhong)以(yi)上的(de)(de)(de)原因引起的(de)(de)(de)。

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二、催化劑失活了怎么再生

一般工(gong)業(ye)催(cui)化劑(ji)再(zai)生(sheng)的規(gui)律是每再(zai)生(sheng)一次(ci)其活性都要(yao)比原有(you)活性有(you)所下降(jiang)，再(zai)生(sheng)后催(cui)化劑(ji)的操作溫度明(ming)顯高于再(zai)生(sheng)前的，此(ci)外(wai)，失活催(cui)化劑(ji)也不可能頻繁地(di)無止境地(di)一次(ci)次(ci)進行再(zai)生(sheng)，最終(zhong)還是要(yao)被更換的。

1、結焦（積炭）失活后再生

催化劑在使用(yong)過程(cheng)中，因表面逐(zhu)漸形成炭(tan)的(de)沉積物(wu)從(cong)而使催化劑活性(xing)下降的(de)過程(cheng)。

燒炭(tan)再生(sheng)（空氣+水汽），是工(gong)業(ye)催(cui)化劑在積炭(tan)失(shi)活后普(pu)遍采用的。通過將(jiang)催(cui)化劑孔隙(xi)中的含炭(tan)沉(chen)積物氧化為一氧化碳和二氧化碳出去，可恢復催(cui)化活性。

吹(chui)掃法(fa)，不很嚴重的積(ji)炭有機副(fu)產物、機械粉(fen)塵和雜質堵塞催(cui)(cui)化劑細(xi)孔或覆蓋了催(cui)(cui)化劑表面(mian)活性(xing)中心，可以(yi)在原位(wei)用吹(chui)掃法(fa)加以(yi)除去。

再(zai)生中注意事項：再(zai)生溫度(du)(du)與(yu)時間調整(zheng)好，防止催(cui)化劑燒(shao)結(jie)；再(zai)生周期(qi)隨(sui)結(jie)焦積累速度(du)(du)而異。

2、金屬污染失活再生

金屬(shu)污染的(de)來源(yuan)是原油或煤直接(jie)液(ye)化(hua)的(de)液(ye)體中的(de)金屬(shu)化(hua)合物，金屬(shu)卟啉(lin)絡合物或非(fei)卟啉(lin)化(hua)合物，主(zhu)要是V、Ni、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、K等。

防治方法：化(hua)學法或(huo)吸附法去除原料中(zhong)的(de)卟(bu)啉，加入添加劑(ji)（銻的(de)化(hua)合(he)物），與金屬雜(za)質形成(cheng)合(he)金，使之鈍化(hua)。

3、中毒失活再生

催化(hua)(hua)劑所接觸的(de)流體中(zhong)的(de)少量(liang)雜質吸附在(zai)催化(hua)(hua)劑的(de)活性位上，使催化(hua)(hua)劑的(de)活性顯(xian)著(zhu)下降，甚至消失。

中毒分為：可(ke)逆中毒、可(ke)以(yi)再生(sheng)的、暫(zan)時性的中毒。

防治(zhi)辦法：進入反(fan)應工段之前除去毒物(wu)。

4、燒結失活后再生

催化劑的燒(shao)結，在使用過程中(zhong)，未晶尺寸逐漸增大或原生顆粒長大的現象。

防(fang)治措施(shi)：使用條(tiao)件選(xuan)擇(ze)：工(gong)作溫(wen)度(du)低于(yu)泰(tai)曼(Tammann）溫(wen)度(du)，常(chang)為(wei)0.5Tm。載體(ti)選(xuan)擇(ze)：Ni/Cr2O3催(cui)化(hua)劑Ni/Cr2O3-Al2O3的結構，加入助劑（隔離劑）。

再(zai)生辦(ban)法：大晶粒的金(jin)屬被氧氣(qi)氧化后，經(jing)H2還(huan)原。