一、催化劑失活原因有哪些

催化劑的失活原因一般分為中(zhong)毒、燒結和熱失活、結焦(jiao)和堵塞三(san)大(da)類。

1、中毒引起的失活

（1）暫時中毒（可逆中毒）

毒(du)物(wu)在(zai)活(huo)性中(zhong)心上吸附或化合時，生成的鍵強度相對較弱可(ke)以采取適當(dang)的方法除去毒(du)物(wu)，使催化劑(ji)活(huo)性恢復(fu)而不會(hui)影響催化劑(ji)的性質，這種中(zhong)毒(du)叫(jiao)做可(ke)逆中(zhong)毒(du)或暫時中(zhong)毒(du)。

（2）永久中毒（不可逆中毒）

毒物與催化劑(ji)活性組份相(xiang)互作用，形(xing)成很強的的化學鍵，難以(yi)用一般的方法將毒物除(chu)去以(yi)使(shi)催化劑(ji)活性恢復，這(zhe)種中毒叫(jiao)做(zuo)不(bu)可(ke)逆中毒或(huo)永久中毒。

（3）選擇性中毒

催(cui)化劑中毒(du)之(zhi)后(hou)可能失去對某(mou)一反應的(de)(de)(de)催(cui)化能力，但(dan)對別(bie)的(de)(de)(de)反應仍(reng)有催(cui)化活(huo)性，這(zhe)種(zhong)現象稱為選(xuan)擇中毒(du)。在連串(chuan)反應中，如果毒(du)物僅使(shi)導致(zhi)后(hou)繼反應的(de)(de)(de)活(huo)性位中毒(du)，則(ze)可使(shi)反應停留在中間(jian)階段，獲得高(gao)產率的(de)(de)(de)中間(jian)產物。

2、結焦和堵塞引起的失活

催化(hua)劑(ji)表面上的(de)含碳沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)稱為(wei)(wei)結(jie)焦(jiao)。以(yi)(yi)有機物(wu)(wu)(wu)為(wei)(wei)原料以(yi)(yi)固體為(wei)(wei)催化(hua)劑(ji)的(de)多相催化(hua)反應過程(cheng)幾(ji)乎都可(ke)能發生(sheng)結(jie)焦(jiao)。由于含碳物(wu)(wu)(wu)質(zhi)和/或(huo)其(qi)它(ta)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)在催化(hua)劑(ji)孔中(zhong)(zhong)沉積(ji)(ji)，造成(cheng)孔徑減小（或(huo)孔口縮(suo)小），使反應物(wu)(wu)(wu)分子(zi)不能擴(kuo)散進入孔中(zhong)(zhong)，這(zhe)種現象稱為(wei)(wei)堵(du)塞。所(suo)以(yi)(yi)常把(ba)堵(du)塞歸并(bing)為(wei)(wei)結(jie)焦(jiao)中(zhong)(zhong)，總的(de)活(huo)性衰退稱為(wei)(wei)結(jie)焦(jiao)失(shi)(shi)活(huo)，它(ta)是(shi)催化(hua)劑(ji)失(shi)(shi)活(huo)中(zhong)(zhong)最普遍和常見的(de)失(shi)(shi)活(huo)形(xing)式。通常含碳沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)可(ke)與水蒸氣或(huo)氫(qing)氣作(zuo)用經氣化(hua)除去，所(suo)以(yi)(yi)結(jie)焦(jiao)失(shi)(shi)活(huo)是(shi)個可(ke)逆過程(cheng)。

與(yu)催化(hua)劑(ji)(ji)中毒(du)相(xiang)比(bi)，引起催化(hua)劑(ji)(ji)結(jie)焦(jiao)和堵塞的(de)(de)(de)物(wu)質要比(bi)催化(hua)劑(ji)(ji)毒(du)物(wu)多(duo)得多(duo)。在(zai)實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)結(jie)焦(jiao)研究中，人(ren)們發(fa)現催化(hua)劑(ji)(ji)結(jie)焦(jiao)存(cun)在(zai)一(yi)個很快的(de)(de)(de)初期失(shi)活(huo)，然后(hou)是在(zai)活(huo)性方面(mian)的(de)(de)(de)一(yi)個準平穩態，有(you)(you)報道稱(cheng)結(jie)焦(jiao)沉積(ji)主(zhu)要發(fa)生(sheng)在(zai)最(zui)初階段（在(zai)0.15s內(nei)），也有(you)(you)人(ren)發(fa)現大約有(you)(you)50%形(xing)成的(de)(de)(de)碳在(zai)前20s內(nei)沉積(ji)。結(jie)焦(jiao)失(shi)活(huo)又是可逆的(de)(de)(de)，通過(guo)控(kong)制反應前期的(de)(de)(de)結(jie)焦(jiao)，可以極大改善催化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)活(huo)性，這也正是結(jie)焦(jiao)失(shi)活(huo)研究日益(yi)活(huo)躍(yue)的(de)(de)(de)重(zhong)要因(yin)素。

3、燒結和熱失活（固態轉變）

催(cui)(cui)化劑的(de)(de)(de)燒結和熱失活是指由高(gao)溫引起的(de)(de)(de)催(cui)(cui)化劑結構(gou)和性(xing)能的(de)(de)(de)變(bian)化。高(gao)溫除了引起催(cui)(cui)化劑的(de)(de)(de)燒結外，還會(hui)引起其(qi)它(ta)變(bian)化，主要包(bao)括：化學組(zu)成(cheng)和相組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)變(bian)化，半熔，晶粒長(chang)大，活性(xing)組(zu)分被(bei)載體包(bao)埋，活性(xing)組(zu)分由于生成(cheng)揮發(fa)性(xing)物質(zhi)或(huo)可升華(hua)的(de)(de)(de)物質(zhi)而流失等。

事實上，在高溫下所有(you)的催(cui)化(hua)(hua)劑都(dou)將逐漸發生不可逆的結構變化(hua)(hua)，只(zhi)是這種變化(hua)(hua)的快(kuai)慢程度隨著(zhu)催(cui)化(hua)(hua)劑不同(tong)而異。燒(shao)結和熱失活與(yu)(yu)多種因(yin)素有(you)關，如與(yu)(yu)催(cui)化(hua)(hua)劑的預處理、還原和再生過程以及所加的促進劑和載體等有(you)關。

當然(ran)催(cui)化劑失活(huo)的(de)原(yuan)因是(shi)錯綜(zong)復(fu)雜的(de)，每一種(zhong)催(cui)化劑失活(huo)并不僅僅按上述分(fen)類的(de)某一種(zhong)進行(xing)，而往(wang)往(wang)是(shi)由兩(liang)種(zhong)或兩(liang)種(zhong)以上的(de)原(yuan)因引起的(de)。

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二、催化劑失活了怎么再生

一(yi)般工業催化劑(ji)再(zai)(zai)生(sheng)的(de)規律是每再(zai)(zai)生(sheng)一(yi)次(ci)其活(huo)性(xing)都要比原有活(huo)性(xing)有所下(xia)降，再(zai)(zai)生(sheng)后(hou)催化劑(ji)的(de)操作溫度明顯高于再(zai)(zai)生(sheng)前的(de)，此外，失活(huo)催化劑(ji)也(ye)不(bu)可能頻繁地無(wu)止境地一(yi)次(ci)次(ci)進(jin)行再(zai)(zai)生(sheng)，最(zui)終還是要被更換(huan)的(de)。

1、結焦（積炭）失活后再生

催化劑(ji)在使用過程(cheng)(cheng)中，因表面逐(zhu)漸形(xing)成(cheng)炭(tan)的沉積物從(cong)而使催化劑(ji)活性下降的過程(cheng)(cheng)。

燒(shao)炭再生（空(kong)氣(qi)+水汽(qi)），是工業催(cui)化(hua)(hua)劑在積炭失活后普遍采用的。通過將(jiang)催(cui)化(hua)(hua)劑孔(kong)隙(xi)中的含炭沉積物氧化(hua)(hua)為一(yi)氧化(hua)(hua)碳和(he)二氧化(hua)(hua)碳出去，可(ke)恢復催(cui)化(hua)(hua)活性(xing)。

吹掃(sao)法，不很嚴重(zhong)的(de)積(ji)炭有機副產物、機械粉塵(chen)和雜質堵塞催化劑細孔或覆蓋了催化劑表面(mian)活性(xing)中心(xin)，可以在原位(wei)用(yong)吹掃(sao)法加以除去。

再(zai)生(sheng)中(zhong)注意(yi)事項：再(zai)生(sheng)溫度與時(shi)間調整好，防(fang)止催化劑燒(shao)結；再(zai)生(sheng)周期隨(sui)結焦(jiao)積累速度而(er)異。

2、金屬污染失活再生

金屬(shu)污染的來源是原油或煤直接液(ye)化的液(ye)體(ti)中的金屬(shu)化合(he)(he)物(wu)，金屬(shu)卟啉絡合(he)(he)物(wu)或非卟啉化合(he)(he)物(wu)，主要是V、Ni、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、K等(deng)。

防治方法(fa)：化學法(fa)或吸附法(fa)去除原料中的卟啉，加入(ru)添加劑（銻(ti)的化合(he)物），與金屬(shu)雜質形成合(he)金，使之鈍化。

3、中毒失活再生

催(cui)化(hua)劑所接觸的(de)流體中(zhong)的(de)少量(liang)雜(za)質吸附在催(cui)化(hua)劑的(de)活(huo)性(xing)(xing)位上，使(shi)催(cui)化(hua)劑的(de)活(huo)性(xing)(xing)顯著下降(jiang)，甚至消失。

中毒(du)分為：可逆中毒(du)、可以(yi)再(zai)生的、暫時性(xing)的中毒(du)。

防治(zhi)辦法：進(jin)入反(fan)應工段之前(qian)除去毒物。

4、燒結失活后再生

催化劑的燒結，在使用過程中，未晶(jing)尺寸(cun)逐(zhu)漸增大或原生顆粒(li)長大的現象(xiang)。

防治措(cuo)施(shi)：使用條件(jian)選擇：工作溫(wen)度(du)低(di)于(yu)泰曼(Tammann）溫(wen)度(du)，常為0.5Tm。載(zai)體選擇：Ni/Cr2O3催(cui)化(hua)劑Ni/Cr2O3-Al2O3的結構，加入助(zhu)劑（隔離劑）。

再生辦(ban)法：大晶粒的金(jin)屬被(bei)氧氣氧化后，經H2還原。