1. 돌이킬 수 없는 비활성화를 초래하는 불순물에 의한 중독
촉매 성능은 촉매 표면의 풍부한 활성 부위에 따라 달라집니다. 산업 생산에서 원료에는 필연적으로 황, 인, 중금속과 같은 미량의 유해한 불순물이 포함되어 있습니다. 이러한 불순물은 활성 중심에 흡착되어 반응 부위를 점유하고 활성 성분과 화학적으로 결합하여 영구적인 손상을 일으키는 경향이 있습니다. 촉매 중독은 대부분 되돌릴 수 없습니다. 장기간 작동하면-유효 활성 사이트 수가 점차 감소하여 지속적으로 성능이 저하되고 결국 촉매가 완전히 실패하게 됩니다.
2. 표면 탄소 증착 차단 미세기공
석유 정제 및 유기 합성과 같은 촉매 공정에서는 분해 및 중합과 같은 부반응이 주요 반응과 함께 발생하여 탄소질 침전물을 생성합니다. 이러한 침전물은 촉매 표면과 내부 미세기공에 축적되어 활성 부위를 덮고 기공 채널을 차단하여 반응물이 촉매와 접촉하는 것을 방지합니다. 가벼운 탄소 침전물은 고온-하소 및 재생을 통해 제거되어 촉매 성능을 복원할 수 있습니다. 그러나 무겁고 장기적인- 증착은 영구적인 기공 막힘을 유발하여 촉매를 재활용할 수 없게 만듭니다.
3.고-온도 노화는 촉매의 미세 구조를 손상시킵니다.
대부분의 촉매 반응은 고온에서 진행되는데, 이는 촉매 노화의 주요 원인입니다. 고온이 지속되면 캐리어 소결 및 기공 붕괴가 발생합니다. 원래의 다공성 구조가 손상되어 유효 접촉 면적이 급격히 감소합니다. 한편, 촉매 표면의 활성 입자는 분산이 감소하면서 뭉쳐서 더 크게 성장하여 사용 가능한 활성 부위를 크게 줄입니다. 심한 온도 변동은 또한 구조적 응력을 발생시켜 균열, 분쇄 및 박리를 일으키고 촉매 구조를 완전히 파괴합니다.
4. 불안정한 작동 조건으로 인해 마모가 가속화되고 성능이 저하됩니다.
작업 조건의 변동은 촉매 성능 저하를 크게 가속화합니다. 시스템 압력과 공급 흐름의 변화는 지속적으로 촉매 입자에 영향을 미치고 마모되어 마모, 단편화 및 분쇄를 유발하여 반응 시스템의 안정성을 방해합니다. 불안정한 공간 속도는 또한 더 많은 부반응을 유발하고 탄소 침착을 악화시킵니다.
실제 생산에서는 온도, 압력 및 공급 속도를 안정화하고 원료를 엄격하게 정제하는 것이 촉매 비활성화 속도를 늦추고 사용 수명을 연장하기 위한 핵심 조치입니다.