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例如除去存留于催化剂上的毒质、复盖于催化剂表面上的尘灰和由于副反应而生成于催化剂外表或孔隙内部的沉积物等，力图恢复催化剂的固有组成和构造。在有机催化反应中,由脱氢-聚合副反应生成高碳氢比的固体沉积物复盖催化剂表面，是常见的失活原因之一。可用通入空气或贫氧空气的方法烧去碳沉积物,使催化剂再生;有些场合可用溶剂洗涤的方法使之再生。有些催化剂的再生作业可在原来的反应器中进行；有些催化剂的再生作业条件（如温度）与生产作业条件相差悬殊，必须在专门设计的再生器中再生。例如石油裂化过程中所用的铝硅酸盐催化剂再生时，为构成连续化的工业过程，可在一个流化床反应器中进行催化裂化，失活的催化剂连续地输入另一流化床反应器（再生器）中再生，再生催化剂连续地输送回裂化反应器。在裂化催化剂中，可加入少量的助燃催化剂（如负载有微量铂的氧化铝）以促进再生过程，使碳沉积物的清除更为彻底。此时排放气中的一氧化碳几乎可全部转化为二氧化碳，回收更多热量。有些催化剂的再生过程较为复杂，非贵金属催化剂上积碳时，烧去碳沉积物后，多数尚需还原。铂重整催化剂再生时，在烧去碳沉积物后尚需氯化更新，以提高活性金属组分的分散度。

近年来，为防止环境污染，减少反应器和再生设施投资和更好地恢复活性，特别是对用于加氢、加氢裂化的硫化物催化剂,建立了一批催化剂再生工厂,专门对催化剂进行器外再生。可再生的催化剂经再生处理后，实际上其组成和结构并非能完全恢复原状，故再生催化剂的效能一般均低于新催化剂，经多次再生后，使用特性劣化到不能维持正常作业或催化过程的经济效益低于规定的指标，即表明催化剂寿命终止。有些催化过程中所用的催化剂失效后难以再生，例如载体的孔隙结构发生改变，活性成分由于烧结而分散度严重下降，或与毒质作用发生难以恢复的变化等。此时只能废弃，或从中回收某些原料,以重新制造催化剂。如加氢用的铂-氧化铝催化剂，失活后从废催化剂回收铂。