1. التسمم بالشوائب مما يؤدي إلى تعطيل لا رجعة فيه
يعتمد الأداء الحفاز على المواقع النشطة الوفيرة على سطح المحفز. في الإنتاج الصناعي، تحتوي المواد الخام حتماً على شوائب ضارة مثل الكبريت والفوسفور والمعادن الثقيلة. تميل هذه الشوائب إلى الامتصاص في المراكز النشطة، واحتلال مواقع التفاعل والترابط كيميائيًا مع المكونات النشطة، مما يسبب ضررًا دائمًا. التسمم بالمحفز لا رجعة فيه في الغالب. مع التشغيل طويل الأمد-، يتناقص عدد المواقع النشطة الفعالة تدريجيًا، مما يؤدي إلى انخفاض مستمر في الأداء وفي نهاية المطاف فشل كامل للمحفز.
2. ترسب الكربون السطحي يحجب المسام الدقيقة
في العمليات التحفيزية مثل تكرير البترول والتخليق العضوي، تحدث تفاعلات جانبية مثل التكسير والبلمرة جنبًا إلى جنب مع التفاعلات الرئيسية، مما يؤدي إلى إنتاج رواسب كربونية. تتراكم هذه الرواسب على سطح المحفز والمسام الدقيقة الداخلية، مما يغطي المواقع النشطة ويسد قنوات المسام، مما يمنع المواد المتفاعلة من الاتصال بالمحفز. يمكن إزالة ترسبات الكربون الخفيفة عن طريق التكليس والتجديد بدرجة حرارة عالية- لاستعادة الأداء التحفيزي. ومع ذلك، فإن الترسيب الثقيل وطويل الأمد-سيتسبب في انسداد دائم للمسام، مما يجعل المحفز غير قابل لإعادة التدوير.
3. يؤدي التقادم بسبب درجات الحرارة العالية- إلى إتلاف البنية الدقيقة للمحفز.
تتم معظم التفاعلات التحفيزية تحت درجة حرارة عالية، وهو سبب رئيسي لشيخوخة المحفز. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة المستمرة إلى تلبيد الناقل وانهيار المسام. تلف البنية المسامية الأصلية، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في منطقة الاتصال الفعالة. وفي الوقت نفسه، تتكتل الحبوب النشطة الموجودة على سطح المحفز وتنمو بشكل أكبر مع انخفاض التشتت، مما يقلل بشكل كبير من المواقع النشطة المتاحة. ستؤدي التقلبات الشديدة في درجات الحرارة أيضًا إلى توليد إجهاد هيكلي، مما يتسبب في التشقق والسحق والتقشير وتدمير بنية المحفز تمامًا.
4. ظروف التشغيل غير المستقرة تسرع من التآكل وتدهور الأداء
تؤدي التقلبات في ظروف العمل إلى تسريع تدهور المحفز بشكل كبير. تؤثر الاختلافات في ضغط النظام وتدفق التغذية بشكل مستمر على جزيئات المحفز وتنظفها، مما يتسبب في التآكل والتفتت والسحق، مما يعطل استقرار نظام التفاعل. تؤدي السرعة الفضائية غير المستقرة أيضًا إلى المزيد من التفاعلات الجانبية وتؤدي إلى تفاقم ترسب الكربون.
في الإنتاج العملي، يعد تثبيت درجة الحرارة والضغط ومعدل التغذية، بالإضافة إلى تنقية المواد الخام بشكل صارم، من الإجراءات الأساسية لإبطاء تعطيل المحفز وإطالة عمر الخدمة.