一、催化劑失活原因有哪些

催化劑的失活(huo)原(yuan)因一般分(fen)為中毒(du)、燒結和(he)(he)熱失活(huo)、結焦和(he)(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)物在活性中(zhong)心上吸附或化合時(shi)，生成的(de)鍵強度相對較(jiao)弱可(ke)以采取適當的(de)方法(fa)除去毒(du)物，使催化劑(ji)活性恢復而不(bu)會影響催化劑(ji)的(de)性質，這種中(zhong)毒(du)叫做(zuo)可(ke)逆中(zhong)毒(du)或暫時(shi)中(zhong)毒(du)。

（2）永久中毒（不可逆中毒）

毒物與催化(hua)劑活性組份相(xiang)互作(zuo)用(yong)，形成很(hen)強(qiang)的的化(hua)學(xue)鍵，難以用(yong)一般的方(fang)法將毒物除去(qu)以使催化(hua)劑活性恢復(fu)，這種(zhong)中(zhong)毒叫(jiao)做(zuo)不可逆中(zhong)毒或(huo)永久中(zhong)毒。

（3）選擇性中毒

催(cui)化(hua)劑中(zhong)(zhong)毒(du)之后可能失去對某一反(fan)應(ying)的(de)(de)催(cui)化(hua)能力，但對別的(de)(de)反(fan)應(ying)仍(reng)有催(cui)化(hua)活性，這(zhe)種現象(xiang)稱為選(xuan)擇中(zhong)(zhong)毒(du)。在連串反(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)，如(ru)果毒(du)物僅使(shi)導致后繼反(fan)應(ying)的(de)(de)活性位(wei)中(zhong)(zhong)毒(du)，則可使(shi)反(fan)應(ying)停留在中(zhong)(zhong)間階段，獲得高產(chan)率(lv)的(de)(de)中(zhong)(zhong)間產(chan)物。

2、結焦和堵塞引起的失活

催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑表面上的(de)(de)含(han)碳沉積物(wu)(wu)稱(cheng)為(wei)(wei)結焦(jiao)。以有機物(wu)(wu)為(wei)(wei)原料(liao)以固體為(wei)(wei)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑的(de)(de)多相催(cui)(cui)(cui)化(hua)反應過程幾乎(hu)都可能發生結焦(jiao)。由于含(han)碳物(wu)(wu)質和(he)/或其它(ta)物(wu)(wu)質在催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑孔中沉積，造成(cheng)孔徑減小（或孔口縮(suo)小），使反應物(wu)(wu)分子不能擴散進入孔中，這(zhe)種現象稱(cheng)為(wei)(wei)堵塞(sai)。所以常把堵塞(sai)歸并為(wei)(wei)結焦(jiao)中，總的(de)(de)活性衰退稱(cheng)為(wei)(wei)結焦(jiao)失活，它(ta)是(shi)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑失活中最普遍和(he)常見的(de)(de)失活形式(shi)。通(tong)常含(han)碳沉積物(wu)(wu)可與水蒸(zheng)氣(qi)或氫氣(qi)作用經氣(qi)化(hua)除去，所以結焦(jiao)失活是(shi)個可逆過程。

與催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)毒(du)相比(bi)，引(yin)起催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)焦和堵塞的(de)(de)(de)物質要比(bi)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)毒(du)物多得多。在(zai)實際(ji)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)焦研究中(zhong)，人們發現(xian)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)焦存在(zai)一個很快的(de)(de)(de)初期(qi)失(shi)(shi)活，然后(hou)是(shi)在(zai)活性(xing)方面的(de)(de)(de)一個準平(ping)穩態，有報道稱(cheng)結(jie)(jie)(jie)焦沉積(ji)主要發生在(zai)最初階段(duan)（在(zai)0.15s內），也有人發現(xian)大約有50%形(xing)成的(de)(de)(de)碳在(zai)前20s內沉積(ji)。結(jie)(jie)(jie)焦失(shi)(shi)活又是(shi)可(ke)逆的(de)(de)(de)，通過控制(zhi)反應前期(qi)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)焦，可(ke)以極(ji)大改(gai)善催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)活性(xing)，這也正是(shi)結(jie)(jie)(jie)焦失(shi)(shi)活研究日益(yi)活躍的(de)(de)(de)重要因(yin)素(su)。

3、燒結和熱失活（固態轉變）

催(cui)化(hua)劑的(de)(de)燒(shao)結和(he)熱失活(huo)是指由高(gao)溫引(yin)(yin)起的(de)(de)催(cui)化(hua)劑結構和(he)性(xing)(xing)能的(de)(de)變化(hua)。高(gao)溫除了(le)引(yin)(yin)起催(cui)化(hua)劑的(de)(de)燒(shao)結外，還會引(yin)(yin)起其它變化(hua)，主(zhu)要包括：化(hua)學組成(cheng)和(he)相組成(cheng)的(de)(de)變化(hua)，半(ban)熔，晶粒長大(da)，活(huo)性(xing)(xing)組分被(bei)載(zai)體包埋，活(huo)性(xing)(xing)組分由于生成(cheng)揮發性(xing)(xing)物(wu)質或可(ke)升華的(de)(de)物(wu)質而(er)流失等。

事實上(shang)，在高(gao)溫下所(suo)有的催化(hua)(hua)劑都將逐(zhu)漸發生(sheng)不可逆的結構變化(hua)(hua)，只是這種變化(hua)(hua)的快慢程度隨著催化(hua)(hua)劑不同而(er)異。燒結和(he)熱(re)失活(huo)與(yu)多種因素有關，如與(yu)催化(hua)(hua)劑的預處理、還原和(he)再生(sheng)過程以及所(suo)加的促進劑和(he)載體等有關。

當然(ran)催化劑(ji)失活的原因(yin)是(shi)錯綜復雜的，每(mei)一(yi)種(zhong)催化劑(ji)失活并(bing)不(bu)僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)按上述(shu)分類的某(mou)一(yi)種(zhong)進行(xing)，而往(wang)往(wang)是(shi)由(you)兩種(zhong)或兩種(zhong)以上的原因(yin)引(yin)起的。

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二、催化劑失活了怎么再生

一般(ban)工(gong)業催化劑再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)的(de)規律(lv)是(shi)每再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)一次(ci)其活(huo)性(xing)都要比(bi)原有活(huo)性(xing)有所下降(jiang)，再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)后催化劑的(de)操作溫度明(ming)顯高于再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)前的(de)，此外，失(shi)活(huo)催化劑也(ye)不可能頻繁地無(wu)止境地一次(ci)次(ci)進行再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)，最終還是(shi)要被更換的(de)。

1、結焦（積炭）失活后再生

催化劑在使(shi)用過(guo)程中，因(yin)表面逐(zhu)漸形成炭的沉積物(wu)從而使(shi)催化劑活性(xing)下降的過(guo)程。

燒炭再生（空氣+水汽(qi)），是(shi)工業催化劑(ji)在(zai)積炭失(shi)活(huo)后(hou)普遍采(cai)用的。通(tong)過將催化劑(ji)孔(kong)隙中的含炭沉(chen)積物氧化為一氧化碳和二(er)氧化碳出去，可恢復催化活(huo)性。

吹(chui)掃法，不很(hen)嚴重的(de)積炭(tan)有機副產物(wu)、機械粉塵(chen)和(he)雜質堵塞(sai)催(cui)化劑細孔或覆(fu)蓋了催(cui)化劑表(biao)面活性(xing)中(zhong)心，可以在原位用吹(chui)掃法加以除去。

再生(sheng)中注(zhu)意事項：再生(sheng)溫度與時間調整好，防止催(cui)化劑燒(shao)結(jie)；再生(sheng)周期隨結(jie)焦積累(lei)速度而異。

2、金屬污染失活再生

金(jin)屬污染的來源是(shi)原油(you)或(huo)(huo)煤直接液化的液體中的金(jin)屬化合(he)物(wu)，金(jin)屬卟啉絡合(he)物(wu)或(huo)(huo)非卟啉化合(he)物(wu)，主要是(shi)V、Ni、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、K等。

防治方(fang)法(fa)：化(hua)學法(fa)或吸附法(fa)去除(chu)原料(liao)中的卟啉，加入(ru)添加劑（銻的化(hua)合(he)物），與金(jin)屬雜(za)質形成(cheng)合(he)金(jin)，使之鈍(dun)化(hua)。

3、中毒失活再生

催化(hua)劑(ji)所接觸的(de)(de)流體中的(de)(de)少量雜質(zhi)吸附在催化(hua)劑(ji)的(de)(de)活(huo)性位上，使(shi)催化(hua)劑(ji)的(de)(de)活(huo)性顯(xian)著下降，甚至(zhi)消失。

中毒(du)(du)(du)分(fen)為：可逆(ni)中毒(du)(du)(du)、可以再生的、暫時性的中毒(du)(du)(du)。

防治辦法：進入(ru)反應工段之前(qian)除去毒物(wu)。

4、燒結失活后再生

催化劑的(de)(de)燒結，在使用過程中，未晶尺寸逐(zhu)漸增(zeng)大或原生顆(ke)粒長大的(de)(de)現象(xiang)。

防治措施：使用條件選擇(ze)：工作溫度(du)(du)低于泰曼(Tammann）溫度(du)(du)，常為0.5Tm。載體選擇(ze)：Ni/Cr2O3催化(hua)劑Ni/Cr2O3-Al2O3的(de)結構，加入助劑（隔離劑）。

再生辦法：大晶粒(li)的金屬被氧(yang)氣氧(yang)化后，經H2還原。