1. Geri Dönüşsüz Deaktivasyona Yol Açan Safsızlıklardan Zehirlenme
Katalitik performans, katalizör yüzeyindeki bol miktarda aktif bölgeye dayanır. Endüstriyel üretimde ham maddeler kaçınılmaz olarak kükürt, fosfor ve ağır metaller gibi eser miktarda zararlı yabancı maddeleri içerir. Bu safsızlıklar aktif merkezler üzerinde adsorbe olma, reaksiyon bölgelerini işgal etme ve aktif bileşenlere kimyasal olarak bağlanma eğilimi göstererek kalıcı hasara neden olur. Katalizör zehirlenmesi çoğunlukla geri döndürülemez. Uzun-dönem işletimde etkili aktif bölgelerin sayısı kademeli olarak azalır, bu da sürekli performans düşüşüne ve sonunda katalizörün tamamen arızalanmasına yol açar.
2. Yüzey Karbon Birikimi Mikro Gözeneklerin Engellenmesi
Petrol rafinasyonu ve organik sentez gibi katalitik işlemlerde, ana reaksiyonların yanı sıra çatlama ve polimerizasyon gibi yan reaksiyonlar da meydana gelir ve karbonlu birikintiler oluşur. Bu birikintiler, katalizör yüzeyinde ve iç mikro gözeneklerde birikerek aktif bölgeleri kaplar ve gözenek kanallarını bloke ederek reaktanların katalizörle temas etmesini önler. Hafif karbon birikimi, katalitik performansı yeniden sağlamak için yüksek-sıcaklıkta kalsinasyon ve rejenerasyon yoluyla giderilebilir. Bununla birlikte, ağır ve uzun-dönemli birikim, kalıcı gözenek tıkanmasına neden olacak ve katalizörü geri dönüştürülemez hale getirecektir.
3.Yüksek-sıcaklıktaki eskime, katalizörün mikro yapısına zarar verir.
Katalitik reaksiyonların çoğu, katalizörün yaşlanmasının ana nedeni olan yüksek sıcaklıkta gerçekleşir. Sürekli yüksek sıcaklık, taşıyıcının sinterlenmesine ve gözeneklerin çökmesine neden olur. Orijinal gözenekli yapı hasar görür ve etkili temas alanında keskin bir düşüşe neden olur. Bu arada, katalizör yüzeyindeki aktif taneler topaklaşır ve azalan dağılımla daha da büyür, mevcut aktif bölgeleri büyük ölçüde azaltır. Şiddetli sıcaklık dalgalanmaları da yapısal stres yaratarak çatlamaya, ufalanmaya ve soyulmaya neden olarak katalizör yapısının tamamen tahrip olmasına neden olur.
4. Aşınmayı Hızlandıran ve Performans Düşüşünü Hızlandıran Kararsız Çalışma Koşulları
Çalışma koşullarındaki dalgalanmalar katalizörün bozulmasını büyük ölçüde hızlandırır. Sistem basıncı ve besleme akışındaki değişiklikler, katalizör parçacıklarını sürekli olarak etkiler ve aşındırarak aşınmaya, parçalanmaya ve tozlaşmaya neden olur, bu da reaksiyon sisteminin stabilitesini bozar. Kararsız uzay hızı aynı zamanda daha fazla yan reaksiyonu tetikler ve karbon birikimini şiddetlendirir.
Pratik üretimde, sıcaklığın, basıncın ve besleme hızının dengelenmesi ve ham maddelerin sıkı bir şekilde saflaştırılması, katalizörün devre dışı kalmasını yavaşlatmak ve hizmet ömrünü uzatmak için temel önlemlerdir.