Способ электрохимического отделения водорода из реакционной смеси

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ электрохимического отделения водорода из водородсодержащей реакционной смеси R с помощью газонепроницаемой мембраноэлектродной сборки, содержащей по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану и с каждой стороны мембраны по меньшей мере один электродный катализатор, причем реакционную смесь R подают на мембрану со стороны ретентата и приводят в контакт со служащим анодом электродным катализатором для окисления по меньшей мере части содержащегося в реакционной смеси R водорода до протонов, которые после пересечения селективно проводящей протоны мембраны на мембране со стороны пермеата приводят в контакт со служащим катодом электродным катализатором, предназначенным

I - для восстановления до водорода и/или

II - для превращения в воду путем реакции с кислородом, происходящим из кислородсодержащего потока О, который подают на мембрану со стороны пермеата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционную смесь R получают из реакции, в которой образуется водород.

3. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что при одновременном отделении водорода согласно процессам I и II по меньшей мере часть вырабатываемого в процессе II тока используют в процессе I.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что согласно процессу I водород отделяют при приложении напряжения, составляющего от 0,05 до 2000 мВ по отношению к водородному электроду сравнения.

5. Реактор для осуществления способа по одному из пп.1-4, содержащий по меньшей мере одну реакционную зону и по меньшей мере одну газонепроницаемую мембраноэлектродную сборку, которая содержит по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану и с каждой стороны мембраны по меньшей мере один электродный катализатор, причем реакционная зона находится со стороны ретентата мембраноэлектродной сборки.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ РЕАКЦИОННОЙ СМЕСИ Изобретение касается способа электрохимического отделения водорода из водородсодержащей реакционной смеси R с помощью газонепроницаемой мембраноэлектродной сборки, которая содержит по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану и с каждой стороны мембраны по меньшей мере один электродный катализатор, причем со стороны ретентата по меньшей мере часть содержащегося в реакционной смеси R водорода окисляется на анодном катализаторе до протонов, и протоны после пересечения мембраны со стороны пермеата на катодном катализаторе согласно I восстанавливаются до водорода и/или II превращаются с кислородом в воду, причем кислород происходит из кислородсодержащего потока О, который приводят в контакт со стороной пермеата мембраны, а также касается реактора, который оборудован по меньшей мере одной мембраноэлектродной сборкой. Настоящее изобретение касается способа электрохимического отделения водорода из реакционной смеси посредством газонепроницаемой мембраноэлектродной сборки, которая содержит по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану и с каждой стороны мембраны по меньшей мере один электродный катализатор, а также реактор, который оборудован по меньшей мере одной мембраноэлектродной сборкой. При большом количестве химических превращений образуется реакционная смесь, в которой водород получают в качестве побочного продукта. В большинстве случаев необходимо удалить водород из реакционной смеси. Например, водород может неблагоприятным образом повлиять на химическое равновесие реакции и, таким образом, привести к неудовлетворительному выходу готового продукта. Кроме того, водород в реакционной смеси может осложнить дальнейшее использование продукта. К тому же,при этом водород также представляет собой ценный компонент реакционной смеси. Примером для химического превращения, при котором образуется реакционная смесь, содержащая в качестве побочного продукта водород, является превращение алифатических углеводородов в ароматические углеводороды при неокислительных условиях. Его называют неокислительной дегидроароматизацией (ДГА). Посредством дегидроциклизации из алифатических углеводородов получают ароматические углеводороды и водород. Например, из 6 моль метана образуется 1 моль бензола и 9 моль водорода. ДГА является также примером реакции, в которой образующийся водород влияет неблагоприятным образом на равновесие реакции. Чем больше водорода содержится в реакционной смеси, тем меньше метана превращается в бензол. Термодинамические исследования показывают при ДГА метана ограничение реакции положением химического равновесия (D. Wang, J.H. Lunsford und M.Р. Rosynek, "Characterization of a Mo/ZSM-5 catalyst for the conversion of methane to benzene", Journal of Catalysis 169, 347-358(1997. Расчеты с учетом компонентов метана, бензола, нафталина и водорода показывают, что равновесное превращение для изотермического превращения метана в бензол (и нафталин) при повышающемся давлении и падающей температуре убывает, например оно составляет при давлении 1 бар и температуре 750C около 17%. Удаление водорода из реакционной смеси может увеличить превращение. Удаление водорода из реакционной смеси часто связано с большими энергетическими затратами и затратами,связанными с эксплуатацией оборудования. Способ ДГА углеводородов, в частности природного газа, с отделением H2 и ароматических углеводородов из образующегося газа и возвращением оставшегося образующегося газа в зону реакции, соответственно новое превращение образующегося газа после удаления водорода и без предшествующего удаления ароматических углеводородов на дальнейшей ступени реакции описан в US 7019184 В 2. В качестве методов удаления H2 названы водородселективные мембраны и адсорбция при переменном давлении. Удаленный водород можно использовать для выработки энергии, например, в камере сгорания или в топливном элементе. При удалении водорода посредством селективно пропускающих водород мембран водород проходит через мембрану в виде молекулы H2. Скорость диффузии зависит от разности парциального давления водорода между стороной ретентата и пермеата мембраны. На это можно принципиально повлиять тремя различными способами: 1) компрессия подаваемого газа, вследствие чего повышается парциальное давление, 2) создание вакуума со стороны пермеата или 3) использование продувочного газа со стороны пермеата мембраны, который уменьшает парциальное давление водорода. Эти методы или предъявляют повышенные требования к механике (варианты 1 и 2), или предусматривают отделение продувочного газа от водорода. К тому же должны быть в наличии устройства для сжатия и расширения газовой смеси. По кинетическим причинам определенная часть водорода все равно остается в остающейся фракции. Например, пермеат содержит смесь Н 2/СН 4, которую получают посредством пропускающей водород полимерной мембраны, обычно 1 молекула CH4 на 10 молекул H2. В случае Pd-мембраны, которая становится селективно пропускающей водород при температуре около 200C, а своих оптимальных свойств по отделению водорода достигает при температурах от 400 до 500C, обычно пермеат содержит 1 молекулуCH4 на 200 молекул Н 2. При адсорбции при переменном давлении абсорбент в первой фазе процесса подвергают воздействию водородсодержащего потока, причем все компоненты кроме водорода задерживаются посредством адсорбции. Во второй фазе процесса эти компоненты снова высвобождаются посредством снижения давления. В техническом отношении речь идет об очень дорогостоящем процессе, при котором нужно использовать адсорбирующие вещества, и возникает водородсодержащий поток отходов, содержание водорода в котором может достигать более 40%, см. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Membranes: Gas Separation-Applications", D.B. Strooky, Elah Strategies, стр. 6, Честерфилд, Миссури, США,2005 г., издательство Wiley-VCH, Вайнхайм. Наряду с адсорбцией при переменном давлении и применением селективно проводящих водород мембран использование так называемого "теплоизолированного кожуха" является обычным способом отделения водорода из смеси газов. При отделении водорода посредством теплоизолированного кожуха смесь газов охлаждают под давлением от 30 до 50 бар до температур от около -150 до -190C. Достижение таких низких температур является дорогостоящим. Для того чтобы снова использовать в реакции освобожденную от водорода смесь, ее нужно снова подогреть до соответствующей температуры реакции, например до 600-1000C для дегидроароматизации. Отделение водорода из смеси водорода и метана описано В. Ibeh (International Journal of HydrogenEnergy 32 (2007) стр. 908-914). В ее основе лежит исследование пригодности использования природного газа в качестве газа-носителя для транспортировки водорода через уже имеющуюся для природного газа инфраструктуру, при этом водород после совместной транспортировки с природным газом должен быть отделен от него. В. Ibeh применяет для отделения водорода из водородно-метановой смеси топливный элемент с одной единственной селективно проводящей протоны мембраной и Pt или Pt/Ru-анодными электрокатализаторами. Водородно-метановую смесь подавали в топливный элемент при атмосферном давлении и температуре от 20 до 70C. Ни адсорбция при переменном давлении, ни теплоизолированный кожух не пригодны для отделения водорода из реакционной смеси во время протекания реакции. Задача данного изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ для отделения водорода из водородсодержащей реакционной смеси, который бы не имел недостатков известных из уровня техники способов отделения водорода. Прежде всего, появляется возможность удалять водород непосредственно из реакционной зоны, чтобы реакцией образования водорода воздействовать на химическое равновесие реакции. Способ должен помочь использовать применяемые в реакции эдукты и содержащийся в реакционной смеси водород более эффективным образом. Кроме того, способ должен иметь более выгодный энергетический баланс, а также быть менее затратным с точки зрения эксплуатации оборудования. Задача решается способом электрохимического отделения водорода из водородсодержащей реакционной смеси R с помощью газонепроницаемой мембраноэлектродной сборки, которая содержит по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану и с каждой стороны мембраны по меньшей мере один электродный катализатор, причем со стороны ретентата по меньшей мере часть содержащегося в реакционной смеси R водорода окисляется на анодном катализаторе до протонов, и протоны после пересечения мембраны со стороны пермеата на катодном катализаторе соответственноI восстанавливаются до водорода и/илиII превращаются с кислородом в воду, причем кислород происходит из кислородсодержащего потока О, который приводят в контакт со стороной пермеата мембраны. Способ согласно изобретению имеет по сравнению с описанными в уровне техники способами то преимущество, что водород отделяется из водородосодержащей реакционной смеси R электрохимическим путем. Движущая сила отделения водорода основана либо на разнице потенциалов между двумя сторонами селективно проводящей протоны мембраны (альтернатива I), либо на отрицательной энтальпии реакции водорода и кислорода в воду (альтернатива II). Благодаря применению селективно проводящей протоны мембраны способ электрохимического отделения водорода из реакционной смеси может проводиться в значительной степени независимо от разности давления, что необходимо при применении селективно проводящих водород мембран. При этом отделение водорода может осуществляться при меньших давлениях и разнице давления, причем преимущественно полностью отказываются от искусственно создаваемой разницы давления. Таким образом,значительно уменьшаются механические нагрузки, оказываемые на мембрану, что приводит к повышению долговременной стабильности. Кроме того, увеличивается выбор материалов, подходящих для изготовления мембраны. Возможность отделять водород из реакционной смеси при пониженном давлении дает возможность отказаться от затратных с точки зрения применения аппаратуры способов отделения, как в случае адсорбции при переменном давлении или применения теплоизолированного кожуха. Кроме того, способ согласно изобретению показывает улучшенный энергетический баланс, так как можно избежать энергозатратного изменения температуры, такого как циклы охлаждения и нагревания. Удаление водорода из реакционной смеси может, кроме того, привести при равновесных реакциях, таких как, например, ДГА к смещению равновесия в сторону целевого продукта и, следовательно, к более большему выходу. Электрохимическое отделение водорода по сравнению с отделением водорода с помощью селективно проводящих водород мембран заметно эффективнее. Поэтому необходимая поверхность мембраны может быть уменьшена или при той же поверхности мембраны из реакционной смеси может быть отделено значительно больше водорода. Остающееся в реакционной смеси после отделения количество водорода значительно меньше, чем при отделении посредством селективно проводящей водород мембраны. При применении способа согласно изобретению в соответствии с альтернативой I получают очень чистый водород. Очень чистый водород может применяться во многих других реакциях или процессах,которые чувствительны к примесям, и, таким образом, представляет ценный побочный продукт. При применении способа согласно изобретению в соответствии с альтернативой II высвобождается электрическая энергия и тепло. Эта энергия может быть использована для поддержания способа согласно изобретению. Благодаря этому энергетический баланс способа согласно изобретению может быть еще более улучшен. В зависимости от способа производства пользователем может регулироваться, будет ли продуциро-2 020793 ваться больше водорода или исключительно водород или больше электричества и тепла или исключительно электричество и тепло, к тому же необходимая согласно альтернативе I для отделения водорода электрическая энергия может быть получена благодаря одновременному отделению водорода согласно альтернативе II. Ниже приведено подробное описание изобретения. Согласно изобретению по меньшей мере часть содержащегося в реакционной смеси R водорода отделяется электрохимическим путем посредством газонепроницаемой мембраноэлектродной сборки, причем отделяемый водород пересекает мембрану в виде протонов. Под мембраноэлектродной сборкой(МЭС) понимают электроды с расположенной между ними мембраной. Согласно изобретению эта мебраноэлектродная сборка имеет по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану. Поток продукта Р вводят вдоль одной стороны мембраны. Эта сторона в дальнейшем будет называться стороной ретентата. Другая сторона мембраны будет в дальнейшем называться стороной пермеата. Со стороны ретентата согласно альтернативе I отводится образовавшийся водород и/или согласно альтернативе II образовавшаяся вода. Мембрана имеет с каждой стороны по меньшей мере один электродный катализатор, причем в рамках данного описания находящийся со стороны ретентата электродный катализатор обозначен как анодный катализатор, а находящийся со стороны пермеата электродный катализатор обозначен как катодный катализатор. На стороне ретентата водород окисляется на анодном катализаторе до протонов, которые проходят через мембрану, и со стороны пермеата на катодном катализаторе восстанавливаются до водорода (альтернатива I) или превращаются в присутствии кислорода в воду (альтернатива II). Согласно альтернативе II для этого вдоль стороны пермеата подают кислородсодержащий поток О и вводят в контакт с мембраной. При альтернативе I нужно затрачивать для транспортировки протонов через мембрану электрическую энергию, которая подводится при приложении постоянного напряжения на обе стороны мембраны посредством электродов. При альтернативе II вырабатывается электрическая энергия. Под реакционной смесью в рамках данного изобретения понимают смесь, получаемую в результате химического превращения. Под химическим превращением понимают реакции, при которых из одного или более соединений-эдуктов получают один или несколько соединений-продуктов. Смеси, получаемые исключительно благодаря физическому перемешиванию без химического превращения, не являются реакционной смесью в смысле данного изобретения. В предпочтительном варианте осуществления используют непосредственно реакционную смесь. Непосредственно в данном контексте означает, что реакционную смесь применяют в способе согласно изобретению без предварительной очистки и переработки. Предпочтительно применяют реакционную смесь R, которая происходит из реакции образования водорода. Кроме того, предпочтительно водород удаляют непосредственно из реакционной зоны, в которой образуется реакционная смесь R. Особенно предпочтительно водород удаляют из реакционной зоны, когда там происходит образующая реакционную смесь R реакция. Полученный согласно альтернативе I водород обладает высокой чистотой. Его можно собирать и продавать или использовать для производства энергии. В силу своей чистоты водород может применяться и в других химических реакциях или процессах, которые чувствительны к примесям. В способе согласно альтернативе II высвобождается тепло и электрическая энергия. Тепло можно, например, использовать для поддержания температуры реакции, в которой образуется реакционная смесь R. Чтобы обеспечить хороший контакт мембраны с находящимся со стороны ретента водородом и обеспечить хороший отвод отделенного водорода или воды со стороны пермеата, поверхности электродов обычно контактируют с поверхностями барботирующих устройств. Ими являются, например, пластины с решетчатой структурой поверхности, состоящей из системы тонких каналов или пластин из пористого материала, такого как нетканый материал, ткань или бумага. Совокупность поверхностей барботирующих устройств и поверхностей электродов называют, в общем, газодиффузионными электродами(ГДЭ). Благодаря поверхности барботирующего устройства отделяемый со стороны ретентата водород ближе подводится к мембране и анодному катализатору, а со стороны пермеата облегчается отвод образовавшегося водорода или воды. Применяемая согласно изобретению МЭС является газонепроницаемой, что означает, что она практически лишена пор, через которые газы в атомарной или молекулярной форме могут попасть с одной стороны МЭС на другую, она не использует такие механизмы, через которые газы могут неизбирательно пересекать МЭС, как, например, адсорбция, растворение в мембране, диффузия или десорбция. Непроницаемость мембраноэлектродной сборки (МЭС) обеспечивается газонепроницаемой мембраной, газонепроницаемым электродом и/или газонепроницаемым электродным катализатором. Таким образом, в качестве газонепроницаемого электрода может быть использована тонкая металлическая фольга, например фольга из Pd-, Pd-Ag- или Pd-Cu. Используемая согласно изобретению мембрана селективно проводит протоны, что означает, что электроны она уже не проводит. В способе согласно изобретению в качестве селективно проводящей протоны мембраны могут использоваться практически все материалы, которые на сегодняшний день ис-3 020793 пользуются в качестве материала для мембран топливных элементов (стандарт ТОТЭ (твердооксидный топливный элемент. Подходящая селективно проводящая протоны керамика описана, например, в Solid State Ionics 125,(1999), 271-278; Journal of Power Sources 180, (2008), 15-22; Ionics 12, (2006), 103-115; Journal of PowerSources 179 (2008) 92-95; Journal of Power Sources 176 (2008) 122-127 и Electrochemistry Communications 10 (2008), 1005-1007. Примером селективно проводящей протоны керамики являются SrCeO3, BaCeO3, Yb:SrCeO3,Nd:BaCeO3, Gd:BaCeO3, Sm:BaCeO3, BaCaNdO9, Y:BaCeO3, Y:BaZrCeO3, Pr-легированные Y:BaCeO3,Gd:BaCeO3, BaCe0,9Y0,1O2,95 (BYC), SrCe0,95Yb0,05O3- BaCe0,9Nd0,10O3-, CaZr0,96In0,04O3- ( обозначает количество дефектов кислорода в формульной единице оксида от типа перовскита); Sr-легированныйBaCe0,8Gd0,2O3- (BCGO); Gd-легированный BaCeO3, как BaCe0,85Y0,15O3- (BCY15) и BaCe0,8Sm0,2O3-,xAl2O3 (1-x)SiO2, SnP2O7, Sn1-xInxP2O7 (x=0,0-0,2). Подходящие материалы для образования анодов и катодов описаны, например, в Journal of PowerSources 180, (2008), 15-22. Для образования анода в способе согласно изобретению могут быть использованы все материалы,которые в уровне техники используются в качестве материалов для анодов в топливных элементах (стандарт ТОТЭ (твердооксидный топливный элемент. Подходящими материалами для образования анода являются, например, Ni, Pd, Pt, Ag, Cu, Fe, Cr, Ti, V, Mn, Au, Мо, карбид молибдена, W, карбид вольфрама, Re, Ru, Co, Zr, Rh, Ir, Y, Nb, проводящие электричество формы углерода, такие как сажа, графит и нанотрубки, а также смеси и сплавы этих элементов. Кроме этого для этой цели подходят, например,Pt/Ni-сплавы, Pd-содержащие окиси железа, такие как FeO, Pr-легированные Y:BaCeO3, BaCeYO3, NiBaCeSmO3, Ni-BaCeGdO3 и Ni-BaCeNdO3. Для образования катода в способе согласно изобретению могут быть использованы все материалы,которые в уровне техники используются в качестве материалов для катодов для топливных элементов(стандарт ТОТЭ (твердооксидный топливный элемент. Подходящими материалами для образования анода являются Ni, Pd, Pt, Ag, Cu, Fe, Cr, Ti, V, Mn, Au, Мо, карбид молибдена, W, карбид вольфрама, Re,Ru, Co, Zr, Rh, Ir, Y, Nb, проводящие электричество формы углерода, такие как сажа, графит и нанотрубки, а также смеси и сплавы этих элементов. Кроме этого, подходят, например, BaCePrYO3, BaPrCoO3,BaPrYO3, LaCaFeCoO3, BaSrCoFeO3+BaCeSmO3, LaSrCoO3+BaCeGdO3 и LaSrCoO3+BaCeNdO3. Вышеупомянутые материалы для образования анодов и катодов могут быть скомбинированы любым образом. Подходящими комбинациями анодов и катодов для изготовления мембраноэлектродной сборки (аноды/катоды) являются Pt/Pt, Ni/Ni, Pd/Pd, Cu/Cu, Ag/Ag, Fe/Fe, Cr/Cr, Ti/Ti, V/V, Mn/Mn,Au/Au, Pt/Pd, Pd/Pt, Ni/Pt, Pt/Ag, Pd-beladenes FeO/BaPrCoO3, Pr-легированные Y:BaCeO3/BaPrYO3,Pt/LaCaFeCoO3,BaCeYO3/Pt,Ni-BaCeSmO3/BaSrCoFeC3+BaCeSmO3,Ni-BaCeGdO3/LaSrCoO3+BaCeGdO3, Ni/BaCePrYO3, Ni-BaCeNdO3/LaSrCoO3+BaCeNdO3 и Ba0,5Sr0,5Co0,8O3- (BSCFO) сами по себе или в смеси с Gd0,2Ce0,8O1,9. В предпочтительном варианте осуществления для создания мембраноэлектродной единицы(анод/катод) в качестве мембраны, селективно проводящей протоны керамики или оксид из группыSrCeO3, ВаСеО 3, Yb:SrCeO3, Nd:BaCeO3, Gd:BaCeO3, Sm:BaCeO3, BaCaNdO9, Y:BaCeO3, Y:BaZrCeO3, Prлегированные Y:BaCeO3, Gd:BaCeO3, BaCe0,9Y0,1O2,95 (BYC), SrCe0,95Yb0,05O3-, BaCe0,9Nd0,10O3-,CaZr0,96In0,04O3; Sr-легированный La3P3O9, Sr-легированные LaPO4, BaCe0,9Y0,1O3- (BCY), BaZr0,9Y0,1O3(BZY), Ba3Ca1,18Nb1.82O8.73 (BCN18), (La1,95Ca0,05)Zr2O7-, La2Ce2O7, Eu2Zr2O7, H2S/(B2S3 или Ga2S3)/GeS2,SiS2, As2S3 или CsI; BaCe0,8Gd0,2O3- (BCGO); Gd-легированные ВаСеО 3, такие как BaCe0,85Y0,15O3(BCY15) и BaCe0,8Sm0,2O3- или смеси вышеназванных материалов, а в качестве комбинации анодов/электродов Pt/Pt, Ni/Ni, Pd/Pd, Pt/Ni, Pt/Pd, Ni/Pt, Ni/Pd, Pd/Pt или Pd/Ni. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения отделение водорода из реакционной смеси R осуществляют в реакторе, который оснащен по меньшей мере одной МЭС таким образом, что реакционная зона находится на стороне ретента мембраны или образовывает ее. Это, например, можно реализовать в реакторе, внешние стенки которого, по меньшей мере частично, образованы МЭС. Реакторы для отделения водорода, оборудованные по меньшей мере одной МЭС, являются также предметом данного изобретения. Описание типов реакторов, которые посредством модификации могут быть оснащены по меньшей мере одной МЭС и могут быть использованы в способе согласно изобретению, описаны в "CatalyticaOD, 1993, 430 Ferguson Drive, Mountain View, Калифорния, 94043-5272, США). Подходящими типами реакторов являются реакторы с псевдоожиженным слоем, реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, реакторы с неподвижным слоем, трубчатые реакторы с неподвижным слоем и кожухотрубный реакторы. В случае трубчатого реактора с неподвижным слоем и кожухотрубного реактора катализатор находится в виде неподвижного слоя в реакционной трубе или связке ре-4 020793 акционных труб, причем внешняя сторона реактора содержит по меньшей мере одну МЭС. Обычный внутренний диаметр реакционной трубы составляет около 10-15 см. Обычный кожухотрубный реактор для получения ароматических углеводородов посредством дегидрогенизации содержит приблизительно от 300 до 1000 реакционных труб. В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению отдельные реакционные трубы содержат в каждом случае по меньшей мере одну МЭС, чтобы обеспечить непрерывную транспортировку водорода из реакционных труб к внешней стороне реактора. Приводящая к образованию реакционной смеси R реакция может быть осуществлена также гетерогенно катализированной в псевдоожиженном слое или в циркулирующем псевдоожиженном слое, причем внешняя сторона реактора содержит предпочтительно по меньшей мере одну МЭС. Приводящая к образованию реакционной смеси реакция может осуществляться также в многосекционном реакторе, причем в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления внешняя сторона реактора содержит по меньшей мере одну МЭС. Реактор содержит один или несколько следующих друг за другом слоев катализатора. Слои катализатора обдуваются реакционным газом предпочтительно радиально или аксиально. Обычно многосекционный реактор эксплуатируют с неподвижным слоем катализатора. В самом простом случае неподвижные слои катализатора располагаются в шахтном реакторе аксиально или в кольцевых зазорах концентрически расположенных цилиндрических колосниковых решеток. Шахтный реактор соответствует многосекционному реактору только с одной решеткой. Отделение водорода может происходить при температурах от 200 до 1200 С, предпочтительно от 500 до 1100 С, особенно предпочтительно от 600 до 1000 С. Отделение водорода происходит преимущественно при давлениях от 0,5 до 10 бар, предпочтительно от 1 до 6 бар, особенно предпочтительно от 1 до 4 бар. Согласно предпочтительному варианту осуществления разница давления между сторонами пермеата и ретентата мембраны составляет менее 1 бар,предпочтительно менее 0,5 бар, особенно предпочтительно разница давления отсутствует. Отделение водорода в соответствии с альтернативой I согласно изобретению происходит при приложении напряжения от 0,05 до 2000 мВ, предпочтительно от 100 до 1500 мВ, особенно предпочтительно от 100 до 900 мВ и в высшей степени предпочтительно от 100 до 800 мВ по отношению к ВЭС (водородному электроду сравнения). Кислородсодержащий поток, который используют согласно альтернативе II, содержит в соответствии с изобретением по меньшей мере 15 мол.%, предпочтительно 20 мол.% кислорода. В предпочтительном варианте осуществления в качестве кислородсодержащего потока используют воздух или обогащенный кислородом воздух. Воздух обычно используют неочищенным. Скорость потока О подбирают таким образом, чтобы количество кислорода стехиометрически превышало количество Н 2 в 1-10 раз, предпочтительно в 1,2-5 раз и особенно предпочтительно в 1,5-2,5 раза. Согласно изобретению по меньшей мере часть содержащегося в реакционной смеси R водорода отделяется. Предпочтительно отделяется по меньшей мере 30%, особенно предпочтительно по меньшей мере 50%, особенно предпочтительно по меньшей мере 70% и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 95%, в частности 98%. Получаемый на стороне пермеата водород в соответствии с альтернативой I содержит обычно не более 5 мол.%, предпочтительно не более 2 мол.% и особенно предпочтительно не более 1 мол.% соединений, которые не являются водородом. Водород согласно изобретению может быть отделен в соответствии с альтернативой I, альтернативой II или в соответствии с обеими альтернативами. Последнее означает, что по меньшей мере часть водорода сохраняется в качестве водорода, а часть превращается в воду при производстве электрической энергии. Какое количество содержащегося в потоке продукта Р водорода согласно альтернативам I или II отделяется, пользователь может регулировать в зависимости от потребностей. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения согласно альтернативам I и II водорода должно отделяться согласно альтернативе II столько, чтобы выработанной с помощью него электроэнергии хватило покрыть энергетические потребности для отделения водорода в соответствии с альтернативой I. Если водород отделяется из реакционной смеси R согласно обеим альтернативам, тогда предпочтительно разделить эти оба процесса пространственно, так как протоны на стороне пермеата в присутствии кислорода восстанавливаются прямо до водорода. Реакционная смесь может, например, по очереди сначала подводиться к одной МЭС, сторона пермеата которой соприкасается с потоком О, таким образом часть водорода отделяется в качестве воды. Затем реакционную смесь R подводят к МЭС, к которой подведено напряжение, таким образом, чтобы водород отделялся в виде водорода. Пространственное разделение между обеими альтернативами I и II может заключаться в том, что поток продукта Р подводится,например, между двумя противоположно лежащими мембранами, одна из которых на стороне пермеата входит в контакт с потоком О, а к другой подведено напряжение. При этом МЭС в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения находится в реакторе, в котором образуется реакционная смесь R, и особенно предпочтительно МЭС хотя бы частично входит в пространственное ограничение реакционной зоны, в которой протекает образующая реакционную смесь R реакция. Под реакциями, которые образуют водородсодержащую реакционную смесь R, понимают реакции,-5 020793 в которые с самого начала добавляют водород, чтобы, например, продлить срок службы используемых в реакции катализаторов, или реакции, в которых водород является продуктом реакции. В случае образующей реакционную смесь R и водород реакции речь идет предпочтительно согласно данному изобретению о дегидроароматизации алифатических углеводородов, имеющих от 1 до 4 атомов углерода. При этом согласно изобретению происходит превращение потока эдукта Е при неокислительных условиях в присутствии катализатора в содержащий ароматические углеводороды поток продукта Р. Содержащиеся в потоке эдуктов Е С 1-С 4-алифатические углеводороды превращаются при реакции дегидрогенизации и циклизации в соответствующие ароматические углеводороды, при этом выделяется водород. Благодаря постоянному удалению из реактора получаемого во время реакции дегидроароматизации водорода из внутренней части реактора, следовательно, из реакторной зоны, равновесие реакции смещается с содержащей метан смеси газов в сторону ароматических углеводородов. Поэтому становится возможным проводить реакцию дегидроароматизации при значительно более низких температурах, или увеличить оборот метана при одинаковой температуре. Расчеты показывают что, если предположить, что образуется только бензол, при температуре 750C 10,9% метана превращаются в бензол. Если удаляется 40% образуемого водорода прямо из реакционной зоны, реакция может происходить при таком же выходе продукта при температуре 679C. И наоборот, превращение метана может возрасти с 10,9 до почти 22 мол.%, если при температуре реакции 750C от получаемых в результате равновесия 0,0206 кг H2/кг CH4 электрохимически будет удаляться 0,02 кг H2/кг CH4. При неокислительных условиях в соответствии с настоящим изобретением означает относительно ДГА, что концентрация окислителя, такого как кислород или угарный газ, в потоке эдукта Е должна быть меньше 5 мас.%, предпочтительно меньше 1 мас.%, особенно предпочтительно меньше 0,1 мас.%. В высшей степени предпочтительно поток эдукта Е вообще не содержит кислород. В любом случае особенно предпочтительна концентрация окислителя в потоке эдукта Е, которая равна или меньше, чем концентрация окислителя в источнике С 1-С 4-алифатических углеводородов. В соответствии с изобретением поток эдукта Е содержит по меньшей мере один алифатический углеводород, имеющий от 1 до 4 атомов углерода. К данным алифатическим углеводородам относятся,например, метан, этан, пропан, н-бутан, изобутан, этен, пропен, 1- и 2-бутен, изобутен. В одном из вариантов осуществления изобретения поток эдукта Е содержит по меньшей мере 50 мол.%, предпочтительно по меньшей мере 60 мол.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 70 мол.%, исключительно предпочтительно по меньшей мере 80 мол.%, в частности по меньшей мере 90 мол.% C1-C4 алифатических углеводородов. Среди алифатических углеводородов особенно предпочтительно применяют насыщенные алканы, в этом случае поток эдукта Е содержит предпочтительно по меньшей мере 50 мол.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мол.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 70 мол.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мол.%, в особых случаях по меньшей мере 90 мол.% алканов,имеющих от 1 до 4 атомов углерода. Среди алканов предпочтительными являются метан и этан, особенно метан. В соответствии со способом исполнения этого изобретения поток эдукта Е содержит по меньшей мере 50 мол.%, предпочтительно по меньшей мере 60 мол.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 70 мол.%, исключительно предпочтительно по меньшей мере 80 мол.%, в частности по меньшей мере 90 мол.% метана. Предпочтительно в качестве источника C1-C4-алифатических углеводородов использовать природный газ. Обычный состав природного газа выглядит следующим образом: от 75 до 99 мол.% метана, от 0,01 до 15 мол.% этана, от 0,01 до 10 мол.% пропана, до 6 мол.% бутана, до 30 мол.% диоксида углерода,до 30 мол.% сероводорода, до 15 мол.% азота и до 5 мол.% гелия. В способе согласно изобретению природный газ можно посредством применения электрохимического отделения водорода перед применением очистить или обогатить, используя известные специалистам методы. Под очищением понимается,например, удаление имеющегося в составе природного газа сероводорода или диоксида углерода и других, нежелательных в последующем процессе соединений. Содержащиеся в потоке эдукта Е С 1-С 4-алифатические углеводороды могут происходить и из других источников, например являются побочными продуктами переработки нефти. С 1-С 4-алифатические углеводороды могут быть также получены регенеративным (например, биогаз) или синтетическим способом (например, синтез Фишера-Тропша). Если в качестве источника C1-C4-алифатических углеводородов используют биогаз, то тогда поток эдукта Е дополнительно может содержать аммиак, следы низших спиртов и другие типичные для биогаза примеси. В дальнейшем варианте осуществления способа согласно изобретению в качестве потока эдукта Е может быть использован СНГ (сжиженный нефтяной газ). В соответствии с другим вариантом осуществления способа согласно изобретению в качестве потока эдукта Е может быть использован СПГ (сжиженный природный газ). В поток эдукта Е может быть дополнительно добавлен водород, водяной пар, монооксид углерода,диоксид углерода, азот, а также один или несколько инертных газов. Согласно изобретению ДГА осуществляют в присутствии катализатора. В общем, в качестве катализатора могут использоваться все катализаторы, которые ускоряют ДГА. Обычно катализаторы для ДГА содержат пористый носитель и по меньшей мере один нанесенный на него металл. Носитель содержит обычно одно кристаллическое или аморфное неорганическое соединение. Согласно изобретению катализатор содержит в качестве носителя предпочтительно, по меньшей мере, один силикат металла. Предпочтительно в качестве носителя применяют алюмосиликаты. Особенно предпочтительно согласно изобретению в качестве носителя применяют цеолит. В случае цеолита речь идет об алюмосиликатах, которые при их производстве обычно получают в натриевой форме. В натриевой форме благодаря замене 4-валентных атомов кремния на 3-валентные атомы алюминия в кристаллической решетке снимается избыточный негативный заряд благодаря ионам натрия. Вместо натрия цеолит может содержать для нейтрализации заряда другие ионы щелочных и/или щелочно-земельных металлов. Согласно изобретению предпочтительно, чтобы катализатор содержал по меньшей мере одну структуру из структурного типа пентазила и MWW и особенно предпочтительно из структурного типаMFI, MEL, смешанных структур из MFI и MEL и MWW. Еще более предпочтительно применяют цеолит типа ZSM-5 или МСМ-22. Обозначения структурных типов цеолита указаны W.M. Meier, D.H. Olson undCh. Baerlocher, "Atlas of Zeolithe Structure Types", Elsevier, 3 изд., Амстердам, 2001. Синтез цеолитов известен специалистам и может быть проведен, например, из щелочного алюмината, щелочного силиката и аморфного SiO2 при гидротермальных условиях. При этом можно регулировать органические темплатные молекулы, температуру и другие экспериментальные параметры видом образованной системы каналов в цеолите. Помимо А 1 цеолит может содержать другие элементы, такие как Ga, В, Fe или In. Преимущественно в качестве носителя используют цеолит в Н-форме или в форме аммония, в которых цеолит также доступен и в торговле. При переходе из Na-формы в Н-форму содержащиеся в цеолите ионы щелочно-земельных металлов заменяются протонами. Обычным и согласно данному изобретению предпочтительным способом перехода катализатора в Н-форму является двухступенчатый процесс, при котором ионы щелочи и ионы щелочно-земельных металлов сначала заменяются ионами аммония. При нагревании цеолита до около 400500C ионы аммония разлагаются на летучий аммиак и остающиеся в цеолите протоны. К тому же цеолит обрабатывают NH4-содержащей смесью. В качестве NH4-содержащего компонента NH4-содержащей смеси применяют соль аммония, выбранную из группы хлорида аммония, карбоната аммония, гидрокарбоната аммония, нитрата аммония, фосфата аммония, ацетата аммония, гидрофосфата аммония, дигидрофосфата аммония, сульфата аммония и гидросульфата аммония, карбонат аммония,гидрокарбонат аммония. Предпочтительно в качестве NH4-содержащего компонента использовать нитрат аммония. Обработка цеолита NH4-содержащей смесью происходит известными, приспособленными для замены аммония в цеолите методами. К ним относятся, например, пропитка, погружение или опрыскивание цеолита солевым раствором аммония, причем раствор обычно используют с избытком. В качестве растворителя используют предпочтительно воду и/или спирты. Как правило, смесь содержит от 1 до 20 мас.% используемых NH4-компонентов. Обработка NH4-содержащей смесью обычно длится несколько часов или проводится при повышенных температурах. После воздействия NH4-содержащей смеси на цеолит избыточную смесь удаляют, а цеолит промывают. Затем цеолит высушивают несколько часов,обычно от 4 до 20 ч, при температуре от 40 до 150C. Затем начинают прокаливание цеолита при температурах от 300 до 700C, предпочтительно от 350 до 650C, особенно предпочтительно при температурах от 500 до 600C. Длительность прокаливания составляет обычно от 2 до 24 ч, предпочтительно от 3 до 10 ч, особенно предпочтительно от 4 до 6 ч. В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения в качестве носителя используют цеолит, который снова подвергают воздействию NH4-содержащей смеси, а потом высушивают. Повторная обработка цеолита NH4-содержащей смесью происходит в соответствии с данным описанием. Имеющийся в продаже цеолит в Н-форме обычно уже прошел процесс первичного замещения аммония через обработку NH4-содержащей смесью и дальнейшим высушиванием и прокаливанием. Поэтому согласно изобретению полученный в продаже цеолит, находящийся в Н-форме, может быть использован в качестве носителя, но более предпочтительно подвергнуть его снова воздействию NH4 содержащей смеси и в случае надобности прокаливанию. Как правило, катализатор для ДГА содержит по меньшей мере один металл. Обычно это метал из групп 3-12 Периодической системы (ИЮПАК). Согласно изобретению катализатор для ДГА предпочтительно содержит по меньшей мере один металл, выбранный из переходных металлов подгрупп 5-11. Особенно предпочтительно катализатор для ДГА содержит по меньшей мере один метал, выбранный из группы Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Cr, Nb, Та, Ag и Au. Особенно предпочтительно катализатор для ДГА содержит по меньшей мере один металл, выбранный из группы Mo, W, Re,Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu. Наиболее предпочтительно катализатор для ДГА содержит металл,выбранный из группы Mo, W и Re. Согласно изобретению катализатор для ДГА также предпочтительно содержит по меньшей мере один металл в качестве активного компонента и по меньшей мере один другой металл в качестве легируемой добавки. Активный металл согласно изобретению выбирают из Mo, W, Re, Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt. Легирующую добавку согласно изобретению выбирают из группы Cr, Mn, Fe, Co, Nb, Та, Ni, Cu, V, Zn,Zr и Ga, предпочтительно из группы Fe, Co, Nb, Та, Ni, Cu и Cr. Согласно изобретению катализатор для ДГА может содержать больше чем один металл в качестве активного элемента и больше чем один металл в качестве легирующей добавки. Предпочтительно катализатор содержит один металл в качестве активного элемента и один или два металла в качестве легирующей добавки. По меньшей мере один металл наносят согласно изобретению способом жидкостной (химической) или сухой (химической) обработки на поверхность носителя в соответствии с известными специалистам методами. Способом жидкостной (химической) обработки металлы наносят в виде водного, органического или органически-водного раствора их солей или комплексов посредством пропитки носителя соответствующим раствором. В качестве растворителя можно также использовать надкритический CO2. Пропитку можно осуществлять методом по влагомкости, согласно которому пористый объем носителя заполняют одинаковым объемом пропитывающего раствора, и после созревания носитель высыхает. Можно работать и с избыточным количеством раствора, при этом объем этого раствора больше пористого объема носителя. Поэтому носитель смешивается с пропитывающим раствором и достаточно долго находится с ним в контакте. В дальнейшем можно опрыскать носитель раствором соответствующего соединения металла. Есть также другие, известные специалистам методы, как, например, осаждение металлосодержащих соединений на носителе, напыление металлосодержащих растворов, пропитка солями. После нанесения по меньшей мере одного металла на носитель катализатор высушивают при температуре около 80130C обычно в течение 4-20 ч в вакууме или на воздухе. Согласно изобретению металл может наноситься также способом сухой (химической) обработки,например, когда при высоких температурах газообразные карбонилы металлов, такие как Мо(СО)6,W(CO)6 и Re2(CO)10, осаждают из газовой фазы на носителе. Осаждение соединений карбонилов металлов проводят после прокаливания носителя. Он может также быть в виде тонкого порошка, например,такого как карбид, смешан с носителем. Согласно изобретению катализатор содержит от 0,1 до 20 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 15 мас.%, особенно предпочтительно от 0,5 до 10 мас.% по меньшей мере одного металла из расчета на общую массу катализатора. Катализатор может содержать только один металл, а также смесь из двух, трех или более металлов. Металлы могут быть нанесены способом жидкостной (химической) обработки вместе в виде раствора или в виде разных растворов друг за другом, с промежуточными фазами сушки между нанесениями. Металлы могут наноситься также смешанно, это значит часть влажным способом, а часть сухим способом. Между фазами нанесения металлические соединения можно, при необходимости,согласно данному описанию прокаливать. Согласно изобретению катализатор может содержать по меньшей мере один металл из группы активных компонентов в соединении по меньшей мере с одним металлом, выбранным из группы примесей. В этом случае концентрация активных компонентов составляет от 0,1 до 20 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 15 мас.%, особенно предпочтительно от 0,5 до 10 мас.% в каждом случае из расчета на общую массу катализатора. Концентрация примеси в таком случае согласно изобретению составляет 0,1 мас.%,предпочтительно по меньшей мере 0,2 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,5 мас.% из расчета на общую массу катализатора. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления катализатор смешивают со связующим веществом. В качестве связующего вещества используют обычные, известные специалистам связующие вещества, такие как содержащие оксид алюминия и/или содержащие кремнийсвязующие вещества. Особенно предпочтительными являются связующие вещества, содержащие кремний; особенно подходят тетраалкоксисиланы, полисилоксаны и коллоидные SiO2-рассолы. Согласно изобретению после добавления связующего вещества следует этап формовки, во время которого массу, из которой будет изготовлен катализатор, по известной специалистам методике перерабатывают в формованное изделие. Под способом формообразования понимают, например, распыление суспензии, содержащей носитель а) или массу катализатора, распылительную сушку, таблетирование,прессовку во влажном и сухом состоянии и экструзию. Можно также комбинировать два или несколько этих методов. Для придания формы могут использоваться в качестве вспомогательных средств порообразователи и пластификаторы и другие известные специалистам добавки. В качестве пластификаторов могут использоваться такие соединения, которые ведут к улучшению таких свойств, как смесимость,пластичность и реологические свойства. Преимущественно в рамках данного изобретения применяют органические, особенно гидрофильные полимеры, такие как, например, целлюлоза, производные целлюлозы, такие как метилцеллюлоза, крахмалы, как, например, картофельный крахмал, клей для обоев, акрилаты, полиакрилаты полиметакрилаты, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиизобутилен, политетрагидрофуран, полигликолевый эфир, соединения кислот жирного ряда, восковые эмульсии,вода или смеси из двух или более таких соединений. В качестве порообразователей в рамках данного изобретения понимают, например, диспергируемые, суспендируемые или эмульгируемые в воде или в смеси растворителей соединения, такие как полиалкиленоксиды, полистирол, полиакрилат, полиметакрилаты, полиолефины, полиамиды, полиэфиры, углеводы, целлюлоза, производные целлюлозы, как, например, метилцеллюлоза, натуральные волокна сахара, пульпа, графит или смеси из двух или более этих соединений. Порообразователи и пластификаторы удаляют после придания формы предпочтительно благодаря этапам высушивания или прокаливания. Необходимые для этого условия могут быть выведены по аналогии с необходимыми для прокаливания параметрами или они известны специалистам. В частности, для использования в качестве катализаторов псевдоожиженного слоя каталитические формованные изделия получают посредством распылительной сушки. Геометрия получаемых согласно изобретению катализаторов может быть, например, сферической(полой или полной), цилиндрической (полой или полной), кольцеобразной, седлообразной, звездообразной, сотообразной или таблеткообразной. Кроме того, экструдат может иметь, например, форму жгута,трехдольного и четырехдольного цилиндра, в форме звезды или полого цилиндра. Кроме того, формируемая масса катализатора может быть экструдирована, прокалена, и полученный таким образом экструдат может быть измельчен или переработан в сплит или порошок. Сплит может быть разделен с помощью сита на различные фракции. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения катализатор применяют в виде формованного изделия или как сплит. Согласно другому варианту осуществления изобретения катализатор применяют в виде порошка. При этом порошок катализатора может содержать связующее вещество, а может его и не содержать. Если катализатор согласно изобретению содержит связующее вещество, то его концентрация составляет от 5 до 80 мас.% из расчета на общую массу катализатора, предпочтительно от 10 до 50 мас.%,особенно предпочтительно от 10 до 30 мас.%. Может быть предпочтительно активировать применяемый для дегидроароматизации C1-C4 алифатических углеводородов катализатор непосредственно перед реакцией. Активацию проводят с каким-либо C1-C4-алканом, например этаном, пропаном, бутаном или их смесью, преимущественно бутаном. Активацию проводят при температуре от 250 до 850C, предпочтительно от 350 до 650C, при давлении от 0,5 до 5 бар, предпочтительно от 0,5 до 2 бар. Обычная объемная скорость подачи газа при активации составляет от 100 до 4000 h-1, предпочтительно от 500 до 200 h-1. Однако также возможно провести активацию, в которой поток эдукта Е уже сам по себе содержитC1-C4-алкан или их смесь или C1-C4-алкан или их смесь добавляют в поток эдукта Е. Активация происходит при температуре от 250 до 650C, предпочтительно от 350 до 550C и при давлении от 0,5 до 5 бар,преимущественно от 0,5 до 2 бар. В другом варианте осуществления возможно добавление к С 1-С 4-алкану еще и водорода. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления данного изобретения катализатор активируется содержащим водород потоком газа, который дополнительно может содержать инертный газ, такой как N2, He, Ne и Ar. Согласно изобретению дегидроароматизацию C1-C4-алифатических углеводородов осуществляют в присутствии катализатора при температуре от 400 до 1000C, предпочтительно от 500 до 900C, более предпочтительно от 600 до 800C, особенно от 700 до 800C, при давлении от 0,5 до 100 бар, предпочтительно от 1 до 30 бар, более предпочтительно от 1 до 10 бар, в частности от 1 до 5 бар. Согласно данному изобретению превращение происходит при ОСПГ (объемной скорости подачи газа) от 100 до 10 h-1,предпочтительно от 200 до 3000 h-1. Согласно изобретению катализатор может применяться неразбавленным или смешанным с инертным материалом. В качестве инертного материала может применяться любой материал, который сохраняет инертность при преобладающих в реакционной зоне условиях. В качестве инертного материала пригоден нелегированный, применяемый для катализатора носитель, а также инертный цеолит, оксид алюминия, диоксид кремния и т.д. Размеры частичек инертного материала являются примерно такими же, как размер частичек катализатора. Предпочтительно согласно данному изобретению неразбавленный катализатор или катализатор,смешанный с инертным материалом, представляет собой неподвижный, движущийся или псевдоожиженный слой. Особенно предпочтительно катализатор или смесь из катализатора и инертного материала представляют собой псевдоожиженный слой. Применяемый при ДГА катализатор согласно одному варианту осуществления изобретения постоянно восстанавливают. Восстановление осуществляют обычным, известным специалистам способом. Согласно изобретению регенерация предпочтительно происходит при восстановительных условиях с помощью потока газа, содержащего водород. Восстановление катализатора происходит при температурах от 600 до 1000C, особенно предпочтительно от 700 до 900C и давлениях от 1 до 30 бар, предпочтительно от 1 до 15 бар и особенно предпочтительно от 1 до 10 бар.C1-C4-алифатические углеводороды при высвобождении водорода превращаются согласно изобретению в ароматические углеводороды. Поток продуктов Р содержит по меньшей мере один ароматический углеводород из группы бензола, толуола, этилбензола, стирола, ксилола и нафталина. Особенно предпочтительно он содержит бензол и толуол. Кроме того, поток продукта содержит непреобразованные С 1-С 4-алифатические углеводороды, выделившийся водород или содержащийся в потоке эдукта Е инертный газ, такой как N2, He, Ne, Ar, добавленные в поток реагентов вещества, такие как H2, а также содержащиеся в потоке эдукта Е примеси. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ электрохимического отделения водорода из водородсодержащей реакционной смеси R с помощью газонепроницаемой мембраноэлектродной сборки, содержащей по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану и с каждой стороны мембраны по меньшей мере один электродный катализатор, причем реакционную смесь R подают на мембрану со стороны ретентата и приводят в контакт со служащим анодом электродным катализатором для окисления по меньшей мере части содержащегося в реакционной смеси R водорода до протонов, которые после пересечения селективно проводящей протоны мембраны на мембране со стороны пермеата приводят в контакт со служащим катодом электродным катализатором, предназначеннымI - для восстановления до водорода и/илиII - для превращения в воду путем реакции с кислородом, происходящим из кислородсодержащего потока О, который подают на мембрану со стороны пермеата. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционную смесь R получают из реакции, в которой образуется водород. 3. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что при одновременном отделении водорода согласно процессам I и II по меньшей мере часть вырабатываемого в процессе II тока используют в процессе I. 4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что согласно процессу I водород отделяют при приложении напряжения, составляющего от 0,05 до 2000 мВ по отношению к водородному электроду сравнения. 5. Реактор для осуществления способа по одному из пп.1-4, содержащий по меньшей мере одну реакционную зону и по меньшей мере одну газонепроницаемую мембраноэлектродную сборку, которая содержит по меньшей мере одну селективно проводящую протоны мембрану и с каждой стороны мембраны по меньшей мере один электродный катализатор, причем реакционная зона находится со стороны ретентата мембраноэлектродной сборки.

МПК / Метки

МПК: C07C 2/76, H01M 8/06, C01B 3/50

Метки: отделения, смеси, водорода, электрохимического, реакционной, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-20793-sposob-elektrohimicheskogo-otdeleniya-vodoroda-iz-reakcionnojj-smesi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ электрохимического отделения водорода из реакционной смеси</a>

Похожие патенты