1. Zatrucie zanieczyszczeniami prowadzące do nieodwracalnej dezaktywacji
Wydajność katalityczna opiera się na dużej liczbie miejsc aktywnych na powierzchni katalizatora. W produkcji przemysłowej surowce nieuchronnie zawierają śladowe ilości szkodliwych zanieczyszczeń, takich jak siarka, fosfor i metale ciężkie. Zanieczyszczenia te mają tendencję do adsorbowania się na centrach aktywnych, zajmując miejsca reakcji i wiążąc się chemicznie z aktywnymi składnikami, powodując w ten sposób trwałe uszkodzenia. Zatrucie katalizatora jest w większości przypadków nieodwracalne. Podczas długotrwałej-pracy liczba efektywnych miejsc aktywnych stopniowo maleje, co prowadzi do ciągłego spadku wydajności i ostatecznie całkowitej awarii katalizatora.
2. Powierzchniowe osadzanie się węgla blokujące mikropory
W procesach katalitycznych, takich jak rafinacja ropy naftowej i synteza organiczna, obok reakcji głównych zachodzą reakcje uboczne, takie jak kraking i polimeryzacja, w wyniku których powstają osady węglowe. Osady te gromadzą się na powierzchni katalizatora i w jego wewnętrznych mikroporach, zakrywając miejsca aktywne i blokując kanały porów, co uniemożliwia kontakt reagentów z katalizatorem. Lekkie osady węgla można usunąć poprzez-kalcynację i regenerację w wysokiej temperaturze w celu przywrócenia wydajności katalitycznej. Jednak ciężkie i długotrwałe-odkładanie się spowoduje trwałe zablokowanie porów, co sprawi, że katalizator nie będzie nadawał się do recyklingu.
3.Starzenie-w wysokiej temperaturze uszkadza mikrostrukturę katalizatora.
Większość reakcji katalitycznych przebiega w wysokiej temperaturze, co jest główną przyczyną starzenia się katalizatora. Utrzymująca się wysoka temperatura prowadzi do spiekania nośnika i zapadania się porów. Oryginalna porowata struktura ulega uszkodzeniu, co powoduje gwałtowny spadek efektywnej powierzchni styku. Tymczasem aktywne ziarna na powierzchni katalizatora aglomerują i powiększają się przy zmniejszonej dyspersji, znacznie ograniczając dostępne miejsca aktywne. Poważne wahania temperatury będą również generować naprężenia strukturalne, powodując pękanie, proszkowanie i łuszczenie się oraz całkowite zniszczenie struktury katalizatora.
4. Niestabilne warunki pracy przyspieszające zużycie i degradację wydajności
Wahania warunków pracy znacznie przyspieszają niszczenie katalizatora. Wahania ciśnienia w układzie i przepływu surowca w sposób ciągły wpływają i szorują cząstki katalizatora, powodując ścieranie, fragmentację i proszkowanie, co zakłóca stabilność układu reakcyjnego. Niestabilna prędkość kosmiczna powoduje również więcej reakcji ubocznych i pogarsza osadzanie się węgla.
W praktycznej produkcji stabilizacja temperatury, ciśnienia i szybkości podawania, a także ścisłe oczyszczanie surowców to podstawowe środki spowalniające dezaktywację katalizatora i wydłużające jego żywotność.