СПОСОБ И РЕАКТОР ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО УДАЛЕНИЯ ПРОДУКТА ИЗ ГАЗООБРАЗНОЙ СИСТЕМЫ

1. Способ селективного удаления газообразного продукта (P) из газообразной системы, включающей этот продукт и другие компоненты (R1, R2), в котором газообразную систему впускают в первую среду, которая отделена от второй среды граничной стенкой, по меньшей мере часть которой формирует проницаемая мембрана (3, 300); генерируют пространственно неоднородное электрическое поле (4) между первым электродом или первой группой электродов (1, 301), расположенных в первой среде, и вторым электродом или второй группой электродов (2, 302), расположенных во второй среде, так что линии этого неоднородного электрического поля пересекают мембрану, и диэлектрофоретическая сила, генерируемая на частицах газообразного продукта (P) является движущей силой проницания через мембрану; селективно удаляют помянутый продукт (P) из первой среды и собирают во второй среде, причем частицы продукта (P) имеют постоянный электрический дипольный момент, который больше, чем электрический дипольный момент частиц других компонентов (R1, R2) газообразной системы или частиц продукта (P), поляризуемость которых больше, чем поляризуемость частиц других компонентов (R1, R2) газообразной системы, так что электрический дипольный момент, наведенный на частицы продукта (P) неоднородным электрическим полем больше, чем электрический дипольный момент, наведенный тем же полем на другие компоненты системы.
2. Способ по п.1, в котором постоянный или наведенный электрический дипольный момент упомянутого продукта (P) по меньшей мере на 50% больше, чем постоянный или наведенный электрический дипольный момент другого компонента газообразной системы, и предпочтительно больше по меньшей мере в три раза.
3. Способ п.1, в котором электрическое поле неоднородно вследствие того, что первый электрод, имеет форму, отличную от формы второго электрода.
4. Способ по п.3, в котором линии электрического поля радиально направлены от первого электрода ко второму электроду, причем первый электрод представляет собой цилиндрическую поверхность и второй электрод представляет цилиндрическую поверхность или проволоку, коаксиальную с первым электродом.
5. Способ по п.1, в котором первая и вторая среды по существу находятся при одном и том же давлении.
6. Способ по п.1, в котором электрическое напряжение, приложенное к электродам, находится в диапазоне от 1000 до 15000 В.
7. Способ по п.1, в котором величина пространственно неоднородного электрического поля находится в диапазоне 10÷2000 кВ/м.
8. Способ по п.1, в котором продукт, подлежащий удалению, является продуктом химической реакции и другие компоненты газообразной системы включают реагенты этой химической реакции, а селективное удаление продукта выполняют непосредственно в каталитическом слое для этой реакции, или выше или ниже по потоку от каталитического слоя, или между двумя каталитическими слоями.
9. Способ по п.7, в котором упомянутый продукт представляет собой любой из продуктов, включающих аммиак, метанол, ДМЭ, азотную кислоту, серную кислот.
10. Химический реактор, включающий:
впуск (13, 137) для загрузки реагентов,
реакционное пространство и сборник продукта (12, 140),
проницаемую мембрану (3, 300), выполненную с возможностью обеспечения по меньшей мере части граничной стенки между первой и второй средами внутри реактора, причем первая среда представляет собой часть реакционного пространства или среду реактора, питаемого реагентами или смесью реагентов и продуктов, в промежуточном положении между граничащими реакционными пространствами, а вторая среда представляет собой сборник продукта или его часть,
реактор содержит по меньшей мере первый и второй электроды, при этом первый электрод размещен в первой среде, а второй электрод - во второй среде, и
первый и второй электроды имеют различные формы и выполнены с возможностью генерирования пространственно неоднородного электрического поля через мембрану при приложении к ним электрического напряжения.
11. Реактор по п.10, изготовленный на основе материалов, выбранных из оксида алюминия, оксида циркония, оксида титана, диоксида кремния, углерода и цеолита.
12. Реактор по п.10, в котором электроды представляют собой удлиненные электроды в форме стержней или по существу двухмерные электроды в форме пластин или элементов стенки, или два коаксиальных цилиндра, или прямую проволоку, образующую внутренний электрод, и цилиндр, коаксиальный проволоке и образующий внешний электрод.
13. Реактор по любому из пп.10-12, содержащий каталитический слой (11), имеющий по существу кольцевую структуру и расположенный вокруг центральной трубы (12), образующей сборник продукта, отрицательный электрод, представляющий собой цилиндрический элемент стенки (1), погруженный в каталитический слой, и один или несколько положительных электродов (2), расположенных внутри центральной трубы, при этом проницаемая мембрана (3) образует часть граничной поверхности между кольцевым каталитическим слоем (11) и центральной трубой (12).
14. Реактор по любому из пп.10-12, содержащий верхний каталитический слой (31) и нижний каталитический слой (32), имеющие кольцевую структуру и расположенные вокруг центральной трубы (12) сборника продукта, а электроды (1, 2) и мембрана (3) расположены коаксиально у выпуска первого слоя (31) и впуска второго слоя (32).
15. Реактор по любому из пп.10-12, который представляет собой многослойный конвертер, содержащий несколько каталитических слоев (132-134) с возможностью подачи в первый слой (132) свежей загрузки реагентов, реагирующих далее в следующем(их) слое(ях), при этом реактор дополнительно включает кожухотрубный теплообменник (136) непрямого действия с промежуточным слоем, в межтрубное пространство которого подается поток частично прореагировавшего газового потока, выходящего из одного из каталитических слоев, с охлаждением перед подачей в следующий каталитический слой, и реактор также включает сборник продукта (140) для потока, выходящего из последнего каталитического слоя, причем:
проницаемая мембрана (300) образует по меньшей мере часть граничной стенки между межтрубным пространством теплообменника с промежуточным слоем и сборником продукта,
по меньшей мере первый электрод (301) расположен в межтрубном пространстве теплообменника с промежуточным слоем, а второй электрод (302), расположен в сборнике продукта,
первый и второй электроды имеют разные формы и выполнены с возможностью генерирования пространственного неоднородного поля через мембрану при приложении к электродам электрического напряжения.