1. مسمومیت با ناخالصی که منجر به غیرفعال شدن غیرقابل برگشت می شود
عملکرد کاتالیزوری متکی به مکانهای فعال فراوان در سطح کاتالیزور است. در تولیدات صنعتی، مواد اولیه ناگزیر حاوی ناخالصی های مضر مانند گوگرد، فسفر و فلزات سنگین هستند. این ناخالصیها تمایل دارند در مراکز فعال جذب شوند، محلهای واکنش را اشغال کرده و از نظر شیمیایی با اجزای فعال پیوند مییابند و در نتیجه باعث آسیب دائمی میشوند. مسمومیت با کاتالیست اغلب غیر قابل برگشت است. با عملکرد طولانی مدت، تعداد سایتهای فعال موثر به تدریج کاهش مییابد که منجر به کاهش مداوم عملکرد و در نهایت شکست کامل کاتالیزور میشود.
2. ریز منافذ مسدود کننده رسوب کربن سطحی
در فرآیندهای کاتالیزوری مانند پالایش نفت و سنتز آلی، واکنش های جانبی مانند ترک خوردگی و پلیمریزاسیون در کنار واکنش های اصلی رخ می دهد و رسوبات کربنی ایجاد می کند. این رسوبات روی سطح کاتالیزور و ریز منافذ داخلی تجمع مییابند و مکانهای فعال را میپوشانند و کانالهای منافذ را مسدود میکنند که از تماس واکنشدهندهها با کاتالیزور جلوگیری میکند. رسوب کربن سبک را می توان از طریق کلسینه کردن در دمای بالا و بازسازی برای بازیابی عملکرد کاتالیزوری حذف کرد. با این حال، رسوب سنگین و طولانی مدت باعث مسدود شدن دائمی منافذ می شود و کاتالیزور را غیرقابل بازیافت می کند.
3. پیری{1}}در دمای بالا به ریزساختار کاتالیزور آسیب میزند.
بیشتر واکنشهای کاتالیزوری در دمای بالا انجام میشوند که یکی از دلایل اصلی پیری کاتالیزور است. دمای بالا پایدار منجر به تف جوشی حامل و فروپاشی منافذ می شود. ساختار متخلخل اصلی آسیب دیده است و در نتیجه باعث افت شدید ناحیه تماس موثر می شود. در همین حال، دانههای فعال روی سطح کاتالیزور آگلومره میشوند و با کاهش پراکندگی بزرگتر میشوند و تا حد زیادی سایتهای فعال موجود را کاهش میدهند. نوسانات شدید دما نیز باعث ایجاد تنش ساختاری می شود که باعث ترک خوردگی، پودر شدن و لایه برداری می شود و ساختار کاتالیست را کاملاً از بین می برد.
4.شرایط عملیاتی ناپایدار که سایش و کاهش عملکرد را تسریع می کند
نوسانات در شرایط کاری به شدت خراب شدن کاتالیزور را تسریع می کند. تغییرات فشار سیستم و جریان تغذیه به طور مداوم بر ذرات کاتالیزور تأثیر می گذارد و باعث آبشستگی می شود و باعث سایش، تکه تکه شدن و پودر شدن می شود که پایداری سیستم واکنش را مختل می کند. سرعت فضایی ناپایدار همچنین واکنشهای جانبی بیشتری را ایجاد میکند و رسوب کربن را تشدید میکند.
در تولید عملی، تثبیت دما، فشار و نرخ تغذیه، و همچنین خالصسازی دقیق مواد خام، اقدامات اصلی برای کاهش سرعت غیرفعالسازی کاتالیزور و افزایش عمر مفید آن است.