一、催化劑失活原因有哪些

催化劑的失活原因(yin)一般分為中毒(du)、燒(shao)結(jie)和(he)熱失活、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）

毒物在活性中心上(shang)吸附或(huo)化合時，生成的(de)鍵強(qiang)度相對較弱可以采(cai)取適當(dang)的(de)方法(fa)除去毒物，使催(cui)化劑活性恢(hui)復而不會(hui)影響催(cui)化劑的(de)性質(zhi)，這種中毒叫做可逆(ni)中毒或(huo)暫(zan)時中毒。

（2）永久中毒（不可逆中毒）

毒(du)(du)物與催化劑(ji)活(huo)性組份相互(hu)作(zuo)用，形(xing)成很強的(de)(de)的(de)(de)化學鍵，難以(yi)用一般的(de)(de)方(fang)法將毒(du)(du)物除去以(yi)使催化劑(ji)活(huo)性恢復，這種中(zhong)毒(du)(du)叫做(zuo)不可逆中(zhong)毒(du)(du)或(huo)永(yong)久中(zhong)毒(du)(du)。

（3）選擇性中毒

催(cui)化劑中毒(du)之(zhi)后(hou)(hou)可能失去對某一反應的(de)催(cui)化能力(li)，但對別(bie)的(de)反應仍(reng)有催(cui)化活(huo)性(xing)(xing)，這(zhe)種現象稱為(wei)選(xuan)擇中毒(du)。在(zai)連串反應中，如果毒(du)物僅使(shi)(shi)導致后(hou)(hou)繼反應的(de)活(huo)性(xing)(xing)位中毒(du)，則可使(shi)(shi)反應停(ting)留在(zai)中間階段，獲得高產率的(de)中間產物。

2、結焦和堵塞引起的失活

催化劑(ji)表面(mian)上的(de)(de)含碳(tan)(tan)沉積(ji)物(wu)稱為(wei)(wei)結(jie)焦。以有機物(wu)為(wei)(wei)原料以固(gu)體(ti)為(wei)(wei)催化劑(ji)的(de)(de)多相催化反(fan)應過(guo)程(cheng)(cheng)幾(ji)乎都(dou)可能(neng)發生(sheng)結(jie)焦。由于含碳(tan)(tan)物(wu)質和(he)/或其它物(wu)質在催化劑(ji)孔(kong)中(zhong)(zhong)沉積(ji)，造成孔(kong)徑減小(xiao)（或孔(kong)口(kou)縮小(xiao)），使反(fan)應物(wu)分子不能(neng)擴散進(jin)入(ru)孔(kong)中(zhong)(zhong)，這(zhe)種現(xian)象稱為(wei)(wei)堵塞。所以常(chang)把堵塞歸(gui)并為(wei)(wei)結(jie)焦中(zhong)(zhong)，總(zong)的(de)(de)活(huo)(huo)性衰退稱為(wei)(wei)結(jie)焦失活(huo)(huo)，它是催化劑(ji)失活(huo)(huo)中(zhong)(zhong)最普遍和(he)常(chang)見的(de)(de)失活(huo)(huo)形式(shi)。通常(chang)含碳(tan)(tan)沉積(ji)物(wu)可與(yu)水蒸氣(qi)(qi)或氫(qing)氣(qi)(qi)作(zuo)用(yong)經氣(qi)(qi)化除去，所以結(jie)焦失活(huo)(huo)是個可逆過(guo)程(cheng)(cheng)。

與催(cui)化(hua)劑(ji)中(zhong)毒相比(bi)，引起催(cui)化(hua)劑(ji)結焦和堵(du)塞的(de)(de)(de)(de)物質要比(bi)催(cui)化(hua)劑(ji)毒物多得多。在(zai)實際的(de)(de)(de)(de)結焦研究中(zhong)，人們發現(xian)催(cui)化(hua)劑(ji)結焦存在(zai)一(yi)個很快的(de)(de)(de)(de)初(chu)期(qi)失活(huo)，然后是在(zai)活(huo)性方面的(de)(de)(de)(de)一(yi)個準平穩態(tai)，有(you)報道稱結焦沉積主要發生在(zai)最初(chu)階段（在(zai)0.15s內），也有(you)人發現(xian)大約(yue)有(you)50%形(xing)成的(de)(de)(de)(de)碳在(zai)前20s內沉積。結焦失活(huo)又是可(ke)逆的(de)(de)(de)(de)，通過控制反應前期(qi)的(de)(de)(de)(de)結焦，可(ke)以極大改(gai)善催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)活(huo)性，這也正是結焦失活(huo)研究日益活(huo)躍的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要因(yin)素。

3、燒結和熱失活（固態轉變）

催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)燒(shao)結(jie)和(he)(he)熱失活(huo)是指由高溫(wen)引起的(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑結(jie)構和(he)(he)性(xing)能(neng)的(de)(de)變化(hua)(hua)。高溫(wen)除了引起催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)燒(shao)結(jie)外，還會引起其它變化(hua)(hua)，主(zhu)要包(bao)括：化(hua)(hua)學組成和(he)(he)相組成的(de)(de)變化(hua)(hua)，半熔，晶(jing)粒長大，活(huo)性(xing)組分被載體包(bao)埋，活(huo)性(xing)組分由于生成揮發性(xing)物(wu)質或可升華的(de)(de)物(wu)質而流失等。

事實(shi)上(shang)，在高(gao)溫下所(suo)有(you)(you)的催(cui)化(hua)劑(ji)都將逐漸發生(sheng)不可逆的結(jie)構(gou)變(bian)化(hua)，只(zhi)是這種(zhong)變(bian)化(hua)的快慢程度隨著催(cui)化(hua)劑(ji)不同(tong)而異。燒結(jie)和(he)(he)熱失活與(yu)多種(zhong)因素有(you)(you)關(guan)，如與(yu)催(cui)化(hua)劑(ji)的預處理、還原和(he)(he)再生(sheng)過程以及所(suo)加的促進劑(ji)和(he)(he)載(zai)體(ti)等有(you)(you)關(guan)。

當(dang)然催化劑失(shi)活的(de)原(yuan)因是錯綜(zong)復雜的(de)，每(mei)一種(zhong)催化劑失(shi)活并不僅(jin)僅(jin)按上(shang)述分類的(de)某一種(zhong)進(jin)行，而往(wang)往(wang)是由兩種(zhong)或兩種(zhong)以上(shang)的(de)原(yuan)因引(yin)起(qi)的(de)。

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二、催化劑失活了怎么再生

一般(ban)工業催化(hua)(hua)劑再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的規(gui)律(lv)是每(mei)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)一次其活(huo)性(xing)都要比(bi)原有(you)活(huo)性(xing)有(you)所下降，再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)后催化(hua)(hua)劑的操作溫(wen)度明顯高于(yu)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)前的，此外，失活(huo)催化(hua)(hua)劑也不可(ke)能頻繁地(di)無(wu)止境地(di)一次次進行再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，最終還是要被更(geng)換的。

1、結焦（積炭）失活后再生

催(cui)化(hua)劑在使用(yong)過程(cheng)中，因表面逐漸形(xing)成炭的(de)沉(chen)積物從而使催(cui)化(hua)劑活性下降的(de)過程(cheng)。

燒炭再生(sheng)（空氣+水汽(qi)），是工業催(cui)化(hua)劑在積炭失(shi)活后(hou)普遍采用的。通過將催(cui)化(hua)劑孔隙中(zhong)的含炭沉積物氧(yang)化(hua)為(wei)一(yi)氧(yang)化(hua)碳和(he)二氧(yang)化(hua)碳出(chu)去，可恢復(fu)催(cui)化(hua)活性(xing)。

吹掃法，不很嚴重(zhong)的積炭有機副產物、機械粉塵和雜質(zhi)堵塞催(cui)化(hua)劑細孔或(huo)覆蓋了催(cui)化(hua)劑表面活性(xing)中(zhong)心，可以在原位用吹掃法加以除去。

再(zai)生中注意事項：再(zai)生溫(wen)度(du)(du)與時間調(diao)整好(hao)，防(fang)止催化(hua)劑燒結(jie)；再(zai)生周期隨結(jie)焦積累(lei)速度(du)(du)而異。

2、金屬污染失活再生

金屬(shu)(shu)污(wu)染的(de)來源是原油或(huo)煤直接液化(hua)的(de)液體中(zhong)的(de)金屬(shu)(shu)化(hua)合物(wu)，金屬(shu)(shu)卟啉絡合物(wu)或(huo)非(fei)卟啉化(hua)合物(wu)，主要是V、Ni、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、K等。

防治方(fang)法：化學法或吸(xi)附法去(qu)除(chu)原料中(zhong)的卟啉(lin)，加入添加劑（銻的化合物），與金屬雜(za)質(zhi)形成(cheng)合金，使之(zhi)鈍化。

3、中毒失活再生

催(cui)化(hua)劑所(suo)接觸的流體中(zhong)的少量雜質吸附在催(cui)化(hua)劑的活(huo)性(xing)位上，使催(cui)化(hua)劑的活(huo)性(xing)顯著(zhu)下降，甚至消失。

中(zhong)(zhong)毒(du)分為：可逆中(zhong)(zhong)毒(du)、可以再生(sheng)的(de)、暫時性的(de)中(zhong)(zhong)毒(du)。

防治辦法：進(jin)入(ru)反應工段之(zhi)前除去(qu)毒物。

4、燒結失活后再生

催化劑的(de)燒結(jie)，在(zai)使用過程中(zhong)，未晶(jing)尺寸(cun)逐漸增大(da)或原生(sheng)顆(ke)粒長大(da)的(de)現(xian)象。

防治措施：使(shi)用條件選(xuan)擇：工(gong)作溫度低于泰曼(Tammann）溫度，常為(wei)0.5Tm。載體選(xuan)擇：Ni/Cr2O3催化劑(ji)Ni/Cr2O3-Al2O3的(de)結構，加入助劑(ji)（隔離劑(ji)）。

再生辦法：大晶(jing)粒的金屬(shu)被氧氣氧化后，經H2還原。