Основной стратегией защиты окружающей среды от негативного воздействия химической промышленности является создание экологически безопасных технологий, позволяющих наиболее полно использовать сырье и энергию [1].

Однако существует ряд ограничений химического и термодинамического характера, препятствующих реализации этой стратегии. Наличие химических ограничений связано, прежде всего, с тем, что практически все химические реакции являются обратимыми, и, следовательно, максимально возможное значение конверсии в простой проточной системе ограничено химическим равновесием. Кроме того, существуют и кинетические ограничения, из-за которых конверсия за один проход оказывается весьма низкой. Ограничения термодинамического характера проявляются на стадии разделения продуктов реакции и определяются структурой диаграммы фазового равновесия.

Одним из подходов к преодолению указанных ограничений является организация селективного обмена реакционной зоны веществом с окружающей средой, а также использование специальных методов разделения, базирующихся, например, на принципе перераспределения полей концентраций.

Существует несколько способов реализации селективного обмена веществом.1) Возврат непрореагировавших веществ со стадии разделения на стадию химического превращения (рециркуляция). Такой способ организации уже давно используется в промышленности. Использование рециркуляции позволяет проводить процесс при высоких концентрациях исходных реагентов, а, следовательно, и при высоких скоростях реакций [6-9]. Кроме того, варьируя состав рецикла, можно уменьшать образование побочных продуктов.2) Мембранные процессы, в которых высокая концентрация реагентов в зоне реакции создается за счет того, что мембрана выпускает преимущественно только продукты реакции.3) Использование принципа совмещения, когда химическое превращение и разделение объединены в рамках одного аппарата. Такие процессы начали использоваться сравнительно недавно и получили название совмещенные реакционно-массобменные процессы [4, 36]. Совмещенные процессы обладают рядом преимуществ, в частности, это отсутствие внешних рециркулирующих потоков и возможность более компактной организации процесса по сравнению с традиционной системой с рециклом.