一、催化劑失活原因有哪些

催化劑的失活原因一般分為中毒、燒結(jié)和熱失活、結(jié)焦和堵塞三大類。

1、中毒引起的失活

（1）暫時(shí)中毒（可逆中毒）

毒物在活性中心上吸附或化合時(shí)，生成的鍵強(qiáng)度相對(duì)較弱可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔザ疚?，使催化劑活性恢?fù)而不會(huì)影響催化劑的性質(zhì)，這種中毒叫做可逆中毒或暫時(shí)中毒。

（2）永久中毒（不可逆中毒）

毒物與催化劑活性組份相互作用，形成很強(qiáng)的的化學(xué)鍵，難以用一般的方法將毒物除去以使催化劑活性恢復(fù)，這種中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。

（3）選擇性中毒

催化劑中毒之后可能失去對(duì)某一反應(yīng)的催化能力，但對(duì)別的反應(yīng)仍有催化活性，這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。在連串反應(yīng)中，如果毒物僅使導(dǎo)致后繼反應(yīng)的活性位中毒，則可使反應(yīng)停留在中間階段，獲得高產(chǎn)率的中間產(chǎn)物。

2、結(jié)焦和堵塞引起的失活

催化劑表面上的含碳沉積物稱為結(jié)焦。以有機(jī)物為原料以固體為催化劑的多相催化反應(yīng)過程幾乎都可能發(fā)生結(jié)焦。由于含碳物質(zhì)和/或其它物質(zhì)在催化劑孔中沉積，造成孔徑減小（或孔口縮?。?，使反應(yīng)物分子不能擴(kuò)散進(jìn)入孔中，這種現(xiàn)象稱為堵塞。所以常把堵塞歸并為結(jié)焦中，總的活性衰退稱為結(jié)焦失活，它是催化劑失活中最普遍和常見的失活形式。通常含碳沉積物可與水蒸氣或氫氣作用經(jīng)氣化除去，所以結(jié)焦失活是個(gè)可逆過程。

與催化劑中毒相比，引起催化劑結(jié)焦和堵塞的物質(zhì)要比催化劑毒物多得多。在實(shí)際的結(jié)焦研究中，人們發(fā)現(xiàn)催化劑結(jié)焦存在一個(gè)很快的初期失活，然后是在活性方面的一個(gè)準(zhǔn)平穩(wěn)態(tài)，有報(bào)道稱結(jié)焦沉積主要發(fā)生在最初階段（在0.15s內(nèi)），也有人發(fā)現(xiàn)大約有50%形成的碳在前20s內(nèi)沉積。結(jié)焦失活又是可逆的，通過控制反應(yīng)前期的結(jié)焦，可以極大改善催化劑的活性，這也正是結(jié)焦失活研究日益活躍的重要因素。

3、燒結(jié)和熱失活（固態(tài)轉(zhuǎn)變）

催化劑的燒結(jié)和熱失活是指由高溫引起的催化劑結(jié)構(gòu)和性能的變化。高溫除了引起催化劑的燒結(jié)外，還會(huì)引起其它變化，主要包括：化學(xué)組成和相組成的變化，半熔，晶粒長(zhǎng)大，活性組分被載體包埋，活性組分由于生成揮發(fā)性物質(zhì)或可升華的物質(zhì)而流失等。

事實(shí)上，在高溫下所有的催化劑都將逐漸發(fā)生不可逆的結(jié)構(gòu)變化，只是這種變化的快慢程度隨著催化劑不同而異。燒結(jié)和熱失活與多種因素有關(guān)，如與催化劑的預(yù)處理、還原和再生過程以及所加的促進(jìn)劑和載體等有關(guān)。

當(dāng)然催化劑失活的原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，每一種催化劑失活并不僅僅按上述分類的某一種進(jìn)行，而往往是由兩種或兩種以上的原因引起的。

二、催化劑失活了怎么再生

一般工業(yè)催化劑再生的規(guī)律是每再生一次其活性都要比原有活性有所下降，再生后催化劑的操作溫度明顯高于再生前的，此外，失活催化劑也不可能頻繁地?zé)o止境地一次次進(jìn)行再生，最終還是要被更換的。

1、結(jié)焦（積炭）失活后再生

催化劑在使用過程中，因表面逐漸形成炭的沉積物從而使催化劑活性下降的過程。

燒炭再生（空氣 水汽），是工業(yè)催化劑在積炭失活后普遍采用的。通過將催化劑孔隙中的含炭沉積物氧化為一氧化碳和二氧化碳出去，可恢復(fù)催化活性。

吹掃法，不很嚴(yán)重的積炭有機(jī)副產(chǎn)物、機(jī)械粉塵和雜質(zhì)堵塞催化劑細(xì)孔或覆蓋了催化劑表面活性中心，可以在原位用吹掃法加以除去。

再生中注意事項(xiàng)：再生溫度與時(shí)間調(diào)整好，防止催化劑燒結(jié)；再生周期隨結(jié)焦積累速度而異。

2、金屬污染失活再生

金屬污染的來源是原油或煤直接液化的液體中的金屬化合物，金屬卟啉絡(luò)合物或非卟啉化合物，主要是V、Ni、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、K等。

防治方法：化學(xué)法或吸附法去除原料中的卟啉，加入添加劑（銻的化合物），與金屬雜質(zhì)形成合金，使之鈍化。

3、中毒失活再生

催化劑所接觸的流體中的少量雜質(zhì)吸附在催化劑的活性位上，使催化劑的活性顯著下降，甚至消失。

中毒分為：可逆中毒、可以再生的、暫時(shí)性的中毒。

防治辦法：進(jìn)入反應(yīng)工段之前除去毒物。

4、燒結(jié)失活后再生

催化劑的燒結(jié)，在使用過程中，未晶尺寸逐漸增大或原生顆粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象。

防治措施：使用條件選擇：工作溫度低于泰曼(Tammann）溫度，常為0.5Tm。載體選擇：Ni/Cr2O3催化劑Ni/Cr2O3-Al2O3的結(jié)構(gòu)，加入助劑（隔離劑）。

再生辦法：大晶粒的金屬被氧氣氧化后，經(jīng)H2還原。