1. Ngộ độc tạp chất dẫn đến mất hoạt tính không thể đảo ngược
Hiệu suất xúc tác phụ thuộc vào số lượng tâm hoạt động phong phú trên bề mặt chất xúc tác. Trong sản xuất công nghiệp, nguyên liệu thô chắc chắn chứa các tạp chất có hại như lưu huỳnh, phốt pho và kim loại nặng. Các tạp chất này có xu hướng hấp phụ lên các trung tâm hoạt động, chiếm vị trí phản ứng và liên kết hóa học với các thành phần hoạt động, gây hư hỏng vĩnh viễn. Ngộ độc chất xúc tác hầu như không thể hồi phục được. Với hoạt động-lâu dài, số lượng trang web hoạt động hiệu quả giảm dần, dẫn đến hiệu suất liên tục giảm và cuối cùng là chất xúc tác bị hỏng hoàn toàn.
2. Các vi lỗ chân lông chặn lắng đọng carbon bề mặt
Trong các quá trình xúc tác như lọc dầu và tổng hợp hữu cơ, các phản ứng phụ như nứt và trùng hợp xảy ra cùng với các phản ứng chính, tạo ra cặn cacbon. Các cặn này tích tụ trên bề mặt chất xúc tác và các vi lỗ bên trong, bao phủ các vị trí hoạt động và chặn các kênh lỗ rỗng, ngăn cản chất phản ứng tiếp xúc với chất xúc tác. Sự lắng đọng cacbon nhẹ có thể được loại bỏ thông qua quá trình nung và tái tạo-ở nhiệt độ cao để khôi phục hiệu suất xúc tác. Tuy nhiên, sự lắng đọng lâu dài và-nặng sẽ gây tắc nghẽn lỗ chân lông vĩnh viễn, khiến chất xúc tác không thể tái chế được.
3. Lão hóa ở nhiệt độ-cao làm hỏng cấu trúc vi mô của chất xúc tác.
Hầu hết các phản ứng xúc tác đều diễn ra ở nhiệt độ cao, đây là nguyên nhân chính gây lão hóa chất xúc tác. Nhiệt độ cao duy trì dẫn đến quá trình thiêu kết chất mang và xẹp lỗ chân lông. Cấu trúc xốp ban đầu bị hư hỏng, dẫn đến diện tích tiếp xúc hiệu quả giảm mạnh. Trong khi đó, các hạt hoạt tính trên bề mặt chất xúc tác kết tụ và phát triển lớn hơn với độ phân tán giảm, làm giảm đáng kể các vị trí hoạt động sẵn có. Sự dao động nhiệt độ nghiêm trọng cũng sẽ tạo ra ứng suất cấu trúc, gây nứt, nghiền thành bột và bong tróc và phá hủy hoàn toàn cấu trúc chất xúc tác.
4. Điều kiện hoạt động không ổn định làm tăng tốc độ mài mòn và suy giảm hiệu suất
Những biến động trong điều kiện làm việc làm tăng tốc đáng kể sự hư hỏng của chất xúc tác. Sự thay đổi áp suất hệ thống và dòng cấp liệu liên tục tác động và xói mòn các hạt xúc tác, gây ra sự mài mòn, phân mảnh và nghiền thành bột, phá vỡ sự ổn định của hệ thống phản ứng. Vận tốc không gian không ổn định cũng gây ra nhiều phản ứng phụ hơn và làm trầm trọng thêm quá trình lắng đọng carbon.
Trong thực tế sản xuất, ổn định nhiệt độ, áp suất và tốc độ cấp liệu cũng như tinh chế nguyên liệu thô một cách nghiêm ngặt là những biện pháp cốt lõi để làm chậm quá trình ngừng hoạt động của chất xúc tác và kéo dài tuổi thọ của nó.